[发明专利]一种碎石沙土层中的调压井开挖施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及调压井工程领域，具体涉及一种碎石沙土层调压井开挖施工方法。

背景技术

在目前的调压井工程领域中主要采用沉井法、直接剥离或垂直开挖法、自上而下的护壁 浇筑开挖法进行开挖，其共同点是所有渣料均通过井顶进行开挖运输。

(1)沉井法

张登峰于2010年发表在《甘肃水利水电技术》第2期的论文“沉井施工技术在调压井松 散覆盖层开挖中的应用”，介绍了一个沉井技术在松散覆盖层的调压井中的实例，边开挖边 下沉支护侧壁，护壁混凝土厚度在0.5～1.5m不等。

沉井法的优点是对井身安全有绝对保障，其不足是：混凝土施工工序繁琐，必须配套一 台HB60泵及相应泵管，占压设备且存在一定的浪费现象；存在自重下能否顺利下沉和倾斜 纠偏问题。因为井身碎石沙土层本身含有孤石，且无法判断规格和出现区域，对开挖的对称 性要求高；沉井下沉及接高后长臂反铲在井内的开挖深度和范围受限，需大量人工辅助开挖， 井内渣料提升还需要配套的垂直起吊设备；设备投入增加的情况下没有进度保障。

(2)结构混凝土护壁浇筑开挖法

结构混凝土护壁浇筑开挖法是从井顶开始按照设计图纸要求，自上而下采用逆作法进行 碎石沙土层段的衬砌混凝土施工。先完成井圈，然后根据开挖揭露土层稳定情况一次按照 1～2m的开挖高度，分4个区段进行对称性开挖和混凝土衬砌，最后在井顶布置起吊设备和开 挖出渣设备。

该方法的缺陷是：虽然井顶上部无渗水情况，但结构混凝土施工缝得缝面处理难度比较 大，且缝较多；如果碎石沙土层稳定性交错，结构混凝土下部开挖易出现塌方情况，每次开 挖衬砌高度受限无保障；井内砂土均需从井口开挖运输，开挖工作任务重，也需要垂直起吊 设备，长臂反铲作业高度和控制范围受限；进度保障可行性无法判断。

(3)直接开挖支护法

直接开挖支护法是利用机械设备直接将顶部沙土层开挖移除，直接开挖到岩石层进行； 或直接自上而下进行开挖和支护，井顶利用长臂挖机，根据开挖高度情况设置起吊设备，井 顶出渣运输。

直接开挖法存在的问题是：因调压井边坡原设计区域征地范围有限，全部向下明挖完成 开挖，需加大开口线高度和范围，工程区域内的永久耕地、林业征地及临时征地难度大，无 法结合边坡按期顺利开挖。而且根据调压井平台的宽度及底部揭露碎石沙土层的密实程度， 不具备垂直下挖条件。如果直接进行碎石沙土层的开挖和支护施工，碎石砂土层井顶上部还 要承受一定的荷载，必须进行井圈的加强支护和加固，再进行井壁的加强支护，才能根据现 场情况确定总体开挖措施是否可行，但碎石沙土层开挖完成进入岩石段时需要在井内进行钻 机基础、设备安装、循环水抽排、泥浆池等的布置，同时设备从井顶吊到工作面，需要配套 25吨以上吊车才能完成，施工需要的设备和交叉环节较多。

在现有专利技术中，中国专利申请号200910060756.4，发明名称为：本发明公开了一种大 直径、大深度调压井导井一次性开挖施工方法，所述施工方法采用自上而下施工,自下而上分层爆破的方法, 在千枚岩夹板岩，岩石破碎、裂隙发育的地区，克服了原施工方法通风换气装置安装困难、施工作业平台 搭设困难，加上岩石破碎、掉块严重、安全防护困难的缺点。加快了工期进度、降低了施工成本、 保障了施工安全,目前未见在世界上其他工程中使用。

但上述发明专利施工方法不适合在碎石沙土层进行开挖施工。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种碎石沙土层调压井开挖施工方法，解 决了在碎石沙土层中利用反井钻机进行导孔、导井开挖贯通问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种碎石沙土层调压井开挖施工方法，包括以下步骤：

步骤1，旋喷组合柱体桩施工。

围绕调压井中心布置旋喷桩。采用旋喷桩注浆方法形成反井钻机施工所需的柱体组合桩， 旋喷桩咬合后的桩径外围组合直径大于导井直径。

采用搅拌机搅拌灌浆液，拌制后的灌浆液经筛网过滤后自流至搅拌桶，高喷灌浆时由灌 浆泵自搅拌桶中直接抽取。所述搅拌机的搅拌速度高于所述搅拌桶的搅拌速度。

喷管喷头下放至预定孔深后，先进行只旋转不提升的静喷；再进行孔口返浆，进行自下 而上的连续喷射。

步骤2，反井钻机平台混凝土施工。