本發(fā)明屬于基坑工程施工技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種豎井施工方法，并適用于特深豎井施工。

背景技術(shù)：

目前特深豎井施工問題很多，其中急需要解決的是深層地下水處理問題，深層地下水會對豎井有一定的壓力，會影響豎井的施工，一般的，特深豎井的深度達(dá)60m以上。如果采用降水措施必然會對豎井周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，特別是城市中心區(qū)采用降水基坑開挖，降深層承壓水施工風(fēng)險(xiǎn)大，常規(guī)的措施是采用降水井、隔水帷幕及回灌并舉的方法，但是對于特深豎井基坑施工情形，降水量大，周邊環(huán)境影響更突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種豎井施工方法，以解決豎井施工過程中地下水對施工的影響。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種豎井施工方法，包括以下步驟：

S1：圍護(hù)地墻施工；

S2：豎井淺層開挖；

S3：在已經(jīng)完成淺層開挖的豎井內(nèi)注水，并在水中對豎井剩余部分實(shí)施水中開挖；

S4：對豎井底部進(jìn)行封底；

S5：施工豎井的內(nèi)襯墻。

可選的，所述圍護(hù)地墻為鋼筋籠混凝土結(jié)構(gòu)，所述鋼筋籠混凝土結(jié)構(gòu)的施工方法包括以下步驟：

用成槽機(jī)或銑槽機(jī)對豎井圍護(hù)地墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)槽段進(jìn)行成槽或銑槽；

將鋼筋籠吊入槽中，澆筑混凝土形成圍護(hù)地墻。

可選的，在所述S1后和S2之前還包括頂圈梁施工，所述頂圈梁位于所述圍護(hù)地墻上端，并與所述圍護(hù)地墻固定。

可選的，所述淺層開挖的施工方法包括以下步驟：

利用多臺挖掘機(jī)對豎井內(nèi)的土體開挖。

可選的，在所述S2后和S3之前還包括基底加固層施工，所述基底加固層與所述圍護(hù)地墻底部之間的距離范圍為8m-12m。

可選的，所述基底加固層施工的方法包括以下步驟：

在豎井內(nèi)設(shè)置用于放置土體加固設(shè)備的混凝土地坪；

利用土體加固設(shè)備將水泥漿噴入土體，并與土體混合形成基底加固層。

可選的，所述水中開挖的施工方法包括以下步驟：

在豎井頂部設(shè)置鋼桁架，并采用液壓控制設(shè)備將所述鋼桁架吊起，以控制鋼桁架的位置；

在豎井內(nèi)注水至所述鋼桁架的下方，并利用液壓變徑鉆機(jī)或沖抓鉆對豎井剩余部分實(shí)施水中開挖。

可選的，所述鋼桁架為由若干H型鋼焊接形成的空間桁架結(jié)構(gòu)，所述空間桁架結(jié)構(gòu)上設(shè)置有若干立柱。

可選的，所述對豎井底部進(jìn)行封底的施工方法包括以下步驟：

利用液壓控制設(shè)備通過立柱將鋼桁架沉入水底；

采用水下澆筑混凝土將鋼桁架澆筑形成鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。

可選的，所述利用液壓控制設(shè)備將鋼桁架沉入水底的過程中包括以下步驟：

在鋼桁架上逐節(jié)安裝升降梯井架。

可選的，施工豎井的內(nèi)襯墻的施工方法包括以下步驟：

搭設(shè)操作平臺；

逐步降低豎井內(nèi)水位；

采用抗剪鍵將位于內(nèi)襯墻內(nèi)的立柱和圍護(hù)地墻連接，分段澆筑內(nèi)襯墻。

可選的，采用變截面支模分段澆筑內(nèi)襯墻，所述變截面支模呈階梯狀，所述變截面支模的厚度沿內(nèi)襯墻從上往下逐漸增大。

可選的，所述淺層開挖的深度范圍為12m-18m。

在本發(fā)明提供的豎井施工方法中，解決了基坑工程地下深層承壓水的問題，主要針對特深豎井的開挖。采用不排水開挖解決了基坑開挖過程中所需要降深承壓水的問題，大大減小了對周邊環(huán)境影響，特別針對城市中心區(qū)域的基坑開挖施工；進(jìn)一步，采用不排水開挖，縮短了圍護(hù)地墻的施工深度，降低了沉槽的施工風(fēng)險(xiǎn)；進(jìn)一步，對豎井分段開挖，淺層實(shí)施干開挖，縮短了施工周期。

附圖說明

圖1是本申請一實(shí)施例的豎井施工方法流程圖；

圖2是本申請一實(shí)施例的豎井在完成淺層開挖后，并完成基底加固后的示意圖；

圖3是本申請一實(shí)施例的豎井安裝鋼桁架，并在豎井內(nèi)注水的示意圖；

圖4a和圖4b是本申請一實(shí)施例的豎井水中開挖的示意圖；

圖5是本申請一實(shí)施例的豎井完成水中開挖后，安裝升降梯井架，并在水底澆筑混凝土封底的示意圖；

圖6是本申請一實(shí)施例的豎井內(nèi)襯墻施工；

圖7是本申請一實(shí)施例的鋼桁架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-圍護(hù)地墻；11-頂圈梁；12-內(nèi)襯墻；2-基底加固層；3-深層土；4-鋼桁架；41-液壓控制設(shè)備；42-升降梯井架；43-操作平臺；44-立柱；5-液壓變徑鉆機(jī)。

具體實(shí)施方式

本申請的核心思想在于，針對特深豎井基坑施工過程中對較深處的豎井部分采用水中施工的方法，從而在一定程度上抵消豎井外側(cè)承壓水的壓力；其次，在基坑墊層混凝土中加入鋼桁架4，解決封底混凝土塊和圍護(hù)地墻1整體受力問題。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的豎井施工方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

參閱圖1，其示出的是本實(shí)施例的豎井施工方法流程圖，主要包括：圍護(hù)地墻1施工；豎井淺層開挖；對豎井基底加固；水中開挖；水中澆筑混凝土對豎井封底；最后施工豎井內(nèi)襯墻12。

參閱圖2，其示出的是本實(shí)施例的豎井在圍護(hù)地墻1施工后，完成淺層開挖，并對豎井基底加固后的示意圖。

其中，首先進(jìn)行豎井圍護(hù)地墻1的施工，豎井圍護(hù)地墻1首先用成槽機(jī)或銑槽機(jī)對對豎井圍護(hù)地墻1圍護(hù)結(jié)構(gòu)槽段進(jìn)行成槽或銑槽，然后將鋼筋籠吊入槽中，澆筑混凝土形成圍護(hù)地墻1。在圍護(hù)地墻1內(nèi)側(cè)對應(yīng)基底封底混凝土位置設(shè)置凹凸槽型鋼板，外粘防水橡膠材料，并在適當(dāng)部位設(shè)置注漿擴(kuò)展止水橡膠囊，另外在圍護(hù)地墻1接縫部位預(yù)設(shè)止水注漿管，從而防止地下水的滲入。

優(yōu)選的，銑槽機(jī)為BC40液壓雙輪銑槽機(jī)。

優(yōu)選的，豎井圍護(hù)地墻1施工完成后進(jìn)行頂圈梁11的施工，以提高豎井圍護(hù)地墻1的整體剛度，減少開挖過程中圍護(hù)地墻1的變形。頂圈梁11位于圍護(hù)地墻1的上端，可選用鋼筋混凝土澆筑的方式實(shí)現(xiàn)。

頂圈梁11施工完成后進(jìn)行豎井淺層開挖，豎井的淺層的深度范圍一般為12m-18m(可根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤磺闆r適當(dāng)調(diào)整)，優(yōu)選深度為15米。淺層開挖采用干開挖，即不在豎井內(nèi)注水，直接開挖。為了方便說明，以地面為0位置，這里淺層開挖暫且開挖至豎井-15米處。因?yàn)闇\層開挖時(shí)，深層土3對圍護(hù)地墻1有一定的支撐作用力，并且這部分的地下水對圍護(hù)地墻1的壓力較小，圍護(hù)地墻1不易變形，所以施工比較安全；另外干開挖施工較快，且開挖的土易處理，在一定程度上縮短了工期。

淺層開挖完成后，需要對豎井基底加固，主要是為了對基坑底部封閉止水，防止地下水從基底出滲入豎井；另外也可以加強(qiáng)圍護(hù)地墻1的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。具體的，首先在在豎井-15米處做鋼筋網(wǎng)澆筑混凝土地坪，以便放置土體加固設(shè)備，土體加固設(shè)備可以是高壓旋噴樁。高壓旋噴樁的高壓管打入深層土3中，高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的基底加固層2，基底加固層與所述圍護(hù)地墻底部之間的距離范圍為8m-12m，優(yōu)選為10m。

基底加固層2完成后，實(shí)施豎井水中開挖環(huán)節(jié)。水中開挖可以使用液壓變徑鉆機(jī)5來施工，為了方便放置液壓變徑鉆機(jī)5，并考慮后期對豎井的封底，首先進(jìn)行鋼桁架4的施工，鋼桁架4可以方便放置液壓變徑鉆機(jī)5，也是后期對豎井封底的一部分，可選的，水中開挖也可以使用沖抓鉆來施工。參閱圖3，其示出了本實(shí)施例的豎井安裝鋼桁架4，并在豎井內(nèi)注水的示意圖。參閱與7，鋼桁架4的平面為圓形，根據(jù)受力計(jì)算鋼桁架高度設(shè)計(jì)為6米高，由若干H型鋼焊接形成空間桁架結(jié)構(gòu)，鋼桁架4主要由8榀桁架梁拼裝，圓形四周邊緣有16根立柱和H型鋼焊接而成，立柱可以是等分節(jié)對接焊接。鋼桁架4采用汽車吊在地面拼裝，拼裝完成后鋼桁架4端部擱置在頂圈梁上并通過液壓控制設(shè)備41起吊鋼桁架4，并往基坑內(nèi)注滿水至鋼桁架4底部。

請參閱圖4a，其示出了本實(shí)施例的豎井水中開挖的示意圖；液壓控制設(shè)備41安置在豎井上吊起鋼桁架4，兩臺液壓變徑鉆機(jī)5在鋼桁架4上對較深層的土體進(jìn)行水中開挖，并將開挖的泥漿抽出到地面，并由泥漿處理系統(tǒng)處理，泥漿處理系統(tǒng)可以選用BE250泥漿處理系統(tǒng)。水中開挖也可以采用圖4b中的沖抓鉆來的水中開挖。水中開挖-15米以下的土體，一直挖到豎井的基底加固層2上面，即完成了水中開挖部分。

水中開挖完成后，需要對豎井封底，進(jìn)一步加強(qiáng)豎井的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以及對豎井底部封閉止水，并提高豎井底部的抗浮力。豎井封底利用鋼桁架4結(jié)構(gòu)結(jié)合混凝土澆筑完成。

因?yàn)樗虚_挖后在豎井基坑底部很可能出現(xiàn)開挖不平整，基坑的側(cè)壁上也會有附著的淤泥，這種情況會給鋼桁架下沉封底帶來不便，所以在水中開挖完成后，還需要對豎井底部的平整度檢測及修正，并清除基坑側(cè)壁上的淤泥?？蛇x的，采用ROV型水下機(jī)器人進(jìn)行清底、清邊作業(yè)，有效控制水下作業(yè)的施工質(zhì)量。必要時(shí)尚可對水下混凝土澆筑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

ROV型水下機(jī)器人水下作業(yè)內(nèi)容主要包括：(1)探測水中開挖完成后井底的深度和平整度；(2)利用水流沖刷和吸泥裝置進(jìn)行井底土層的平整，平整度<0.25m；(3)檢測井底以上10m范圍(因?yàn)楹笃诜獾椎暮穸葹?0m)內(nèi)的井壁止水構(gòu)造(槽形鋼板及橡膠條)表面的淤泥清理狀況，并對附著的淤泥利用水流沖刷進(jìn)行清理。

參閱圖5，其示出了豎井完成水中開挖后，安裝升降梯井架42，并在水底澆筑混凝土封底的示意圖。首先將鋼桁架4利用液壓控制設(shè)備沉入豎井底部的基底加固層上，為了方便后期內(nèi)襯墻12的施工，在鋼桁架4沉入水底過程中，在鋼桁架4上中間部位逐節(jié)安裝升降梯井架42以及立柱44。采用水下澆筑混凝土墊層，進(jìn)行坑底封底，根據(jù)結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)要求，封底混凝土高度擬為8米。混凝土和鋼桁架結(jié)構(gòu)組合成勁性混凝土結(jié)構(gòu)封底。

水下澆筑混凝土墊層采用分倉澆筑的方式。具體的，共劃分成21個(gè)澆筑單元分倉施工；采用導(dǎo)管法水下混凝土澆筑工藝；擬按先中、后邊，間隔、對稱的順序進(jìn)行澆筑；水下機(jī)器人實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土澆筑過程，確保施工質(zhì)量。

最后施工豎井內(nèi)襯墻12，參閱圖6，其示出的是，施工內(nèi)襯墻12的示意圖。首先交替抽去豎井內(nèi)的水，做內(nèi)襯墻12；即搭設(shè)操作平臺43，逐步降低液面，采用抗剪鍵將立柱44和圍護(hù)地墻1連接；立柱44位于內(nèi)襯墻12內(nèi)。設(shè)置承重環(huán)狀桁架；在內(nèi)襯墻12混凝土澆筑時(shí)，環(huán)狀桁架擱置在立柱預(yù)設(shè)的牛腿上，承載混凝土、底模和側(cè)模。支定型鋼模從上至下分段施工內(nèi)襯；0至-45米內(nèi)襯墻按每五米為一施工段，-45米以下內(nèi)襯墻按每三米為一施工段。最后，除去井底淤泥，施工底板和剩余內(nèi)襯墻。

操作平臺43可以利用鋼絲繩吊置，也可以采用鋼浮箱模塊組合施工作業(yè)平臺浮在水面上。

豎井內(nèi)襯墻12截面厚度根據(jù)土壓力分布情況采用變截面支模澆筑混凝土，合理節(jié)約資源，所以最終形成的內(nèi)襯墻12的下面最厚，依次向上逐漸變薄，內(nèi)襯墻12內(nèi)側(cè)面豎直，外側(cè)面呈一定坡度的階梯型。

本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明的豎井施工方法解決了基坑工程地下深層承壓水的問題，主要針對特深豎井的開挖。采用不排水開挖解決了基坑開挖過程中所需要降深承壓水的問題，大大減小了對周邊環(huán)境影響，特別針對城市中心區(qū)域的基坑開挖施工；進(jìn)一步，采用不排水開挖，縮短了圍護(hù)地墻1的施工深度，降低了沉槽的施工風(fēng)險(xiǎn)；進(jìn)一步，對豎井分段開挖，淺層實(shí)施干開挖，縮短了施工周期。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。