[发明专利]一种隧道竖井的开挖方法

说明书

本发明具体提出了一种隧道竖井的开挖方法，其包括：步骤S1:施工准备；步骤S2：锁口圈梁基坑开挖；步骤S3：安装基坑挡墙；步骤S4：搭建龙门架；步骤S5：竖井井身开挖；步骤S6：重复上述步骤S5开挖循环，开挖深度达到11m后，施做横通道大管棚，并进行横通道开挖；步骤S7：重复上述步骤S5直至开挖至设计坑底标高，在竖井底面采用Ⅰ16工字钢按0.5m的间距水平布置并与井壁格栅钢架连接；开挖竖井横断面南北向宽5.0m，东西向长6.5m，井深22.4m。采用竖井开挖土层预注浆和竖向网喷格栅钢架相结合的加固方式，有效降低了隧道竖井开挖过程中的安全风险。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道竖井的开挖方法。

背景技术

在城市地铁矿山法隧道施工过程中，由于地理条件和施工条件限制，通常会采用先施作施工竖井和施工横通道再由施工横通道向两侧施作正线双线隧道的方法，但由于施工竖井周边管线众多，包括有污水、给水、中水、电力、电信等，尤其是给水管线位于锁口圈下方，如何在此类地质条件差、施工场地狭小的情况下，完成竖井的开挖和支护，避免出现竖井垮塌等安全事故，是很多设计和施工人员一直在探讨的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种隧道竖井的开挖方法，实现快速开挖支护，规避重大施工风险。

本发明采用的技术方案是：

一种隧道竖井的开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:施工准备：放样定位竖井的中心位置，根据中心点标记出竖井的开挖范围，采用人工挖探槽的形式进行超前探测，探槽开挖完确认无管线且降水施工达到设计要求；

步骤S2：锁口圈梁基坑开挖：锁口圈梁基坑采用机械开挖，待机械开挖至距离设计高程20cm时采用人工开挖整平，待锁口圈梁开挖完成后采用5cm的C15混凝土进行底部垫层作为初期支护；

步骤S3：安装基坑挡墙：绑扎锁口圈梁钢筋，在钢筋绑扎后，预埋井架支撑梁及井架基础、栈桥的地脚螺栓，预留竖井网喷格栅钢架竖向连接筋，环向间距内外交错0.5一根，内外侧梅花形布置；并拼装模板，对锁口圈梁喷射C30早强混凝土封闭；

步骤S4：搭建龙门架；

步骤S5：竖井井身开挖：按照对角开挖的方式进行开挖，并采用龙门架进行提土，开挖进尺≤0.75m；开挖过程中，沿竖井井身开挖轮廓线环向架设竖井初支结构，所述竖井初支结构包括沿着环面打设Φ42竖井锚管，安装网片以及竖井网喷格栅钢架，并喷射C25早强混凝土，通过锚管注浆对土层进行加固，待达到设计强度后，进行下一轮开挖；开挖至距离锁口圈梁7m范围内沿着竖井开挖轮廓等间距密排6榀竖井网喷格栅钢架，锁口圈梁下7m以下按照0.75m/榀安装竖井网喷格栅钢架；

步骤S6：重复上述步骤S5开挖循环，开挖深度达到11m后，施做横通道大管棚，并进行横通道开挖；

步骤S7： 重复上述步骤S5直至开挖至设计坑底标高，在竖井底面采用Ⅰ16工字钢按0.5m的间距水平布置并与井壁格栅钢架连接；开挖竖井横断面南北向宽5.0m，东西向长6.5m，井深22.4m；

步骤S8：待横通道初支护结构完成后，进行正线隧道大管棚施工，并施做加强环梁和管棚套拱。

优选的，在上述步骤S3中，绑扎锁口圈梁钢筋的具体过程为：锁扣圈梁钢筋包括主筋、箍筋和拉筋，所述主筋采用22根C22、14根C18均匀布置以及挡墙C18@250的钢筋，采用焊接的方式进行搭接，其焊接方式为单面焊10dm，相邻接头错开35dm，同一断面接头率≤50%；所述箍筋的长边排布到主筋的外侧，其短边排布到主筋的内侧，相邻两个箍筋的开口方向错开布置，所述拉筋采用φ8钢筋，拉钩平直段长度为320mm、弯曲段长度80mm，弯钩角度为135°，梅花型布置间距为每250*250mm，并绑扎牢固。