[发明专利]一种竖井冻土段快速施工方法

说明书

本发明涉及基坑工程施工技术领域，公开了一种竖井冻土段快速施工方法，包括以下步骤：开挖掌子面并出渣；初期支护：挂网，喷射混凝土用于封闭冻土段岩壁；井身一次衬砌：紧贴所述初期支护的表面敷设竖向排水管，绑扎钢筋，模筑混凝土；短掘短砌循环作业：按照上述的步骤，施工完成整个冻土段的井身；井身二次衬砌：在所述井身一次衬砌的表面施工防水层，并进行中隔板钢筋模筑混凝土施工。井身保温层施工。本施工方法，采用“短掘短砌”施工工艺，衬砌采用多层衬砌+一层保温的方式，即在冻土段井壁开挖完成后立即进行挂网喷射混凝土初期支护，封闭冻土段岩壁，减少其与井内外空气的接触。二衬表面施工保温层，预防深大通风竖井冻土段冻害的发生。

技术领域

本发明涉及基坑工程施工技术领域，特别是涉及一种用于竖井井身冻土段的快速施工方法，尤其应用于高寒地区。

背景技术

高寒高海拔地区冻土主要分布在地表以下一定的深度，竖井井身在开挖过程中，由于井身一次衬砌混凝土的水化热的作用及井内外冷热空气的对流，使得井身一次衬砌壁后冻土发生融化，通风竖井井壁加上送风排风量的影响，使得二次衬砌表面发生挂冰流的现象。尤其是在冻土段衬砌薄弱环节，因受季节交替使得冻土段反复冻融；冻土体积膨胀或收缩，衬砌结构会受到冻胀力的附加荷载；当冻胀力达到一定程度后，衬砌结构会出现开裂、破坏等情况，影响后期竖井通风及运营期间的安全，增大管养难度和费用。

结合新疆某22.13km级特长隧道施工案例。该隧道地处高寒高海拔地区，隧道采用“3洞+4竖井”设计方案；采用4座竖井分5段纵向通风，竖井间隔约4.4km设置一处，兼顾施工期及运营期正洞的通风作用。3号竖井井址处于高寒高海拔地区，海拔3600m，年极端最低气温-47℃。井口段44m为多年冻土，在井身开挖过程中由于上段高井身一次衬砌混凝土浇筑时水化热的作用及井内外冷热空气的对流，使得刚开挖的岩壁及上段高井身一次衬砌壁后冻土层快速融化，形成类似“泥石流”的产物，造成岩壁严重超挖和一次衬砌壁后形成空洞，降低了开挖井壁围岩的稳定性，井身施工质量难以得到保证，给施工期及运营期埋下质量隐患、安全隐患。在实施过程中出渣、清渣工作量大，掘砌效率低。为确保施工质量，最后只能通过一次衬砌壁后注浆充填空洞，但是效果不佳，同时增加施工成本。

发明内容

本发明旨在提供一种竖井冻土段快速施工方法，以解决现有技术中竖井冻土段成井速度慢，施工效率低的上述技术问题。

采用“短段开挖、长段砌筑、三衬一保温”的施工方法，即缩短井身开挖进尺，出渣完成后立即对冻土段井壁实施锚网喷初期支护至井身一次衬砌外表面封闭冻土，待湿喷混凝土凝固后再进行第二段井身开挖，同样实施锚网喷初期支护封闭冻土，减少其暴露的时间，待第二次初期支护施工完成后，尽快施工两次初期支护内表面的一次衬砌、二次衬砌及保温层，减少井身冻土段存在的冻害问题，提高施工效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种竖井冻土段快速施工方法，包括以下步骤：

S1、开挖掌子面并出渣；

S2、初期支护：挂网，喷射混凝土用于封闭冻土段岩壁；

S3、井身一次衬砌：在初期支护的表面敷设多根竖向排水管，绑扎钢筋，安装液压可伸缩式整体钢模板，进行模筑混凝土；

S4、短掘短砌循环作业：按照S1至S3的步骤，施工完成冻土段的整段井身；

S5、井身二次衬砌：在所述井身一次衬砌的表面施工防水层，绑扎钢筋，自下而上采用整体式滑模同步浇筑井身二衬及中隔板混凝土。

S6、井身保温层施工。

优选的，所述步骤S2中，所述喷射混凝土分为多次进行；初喷混凝土的混凝土厚度≥4cm，且在初喷混凝土后插入多根钢筋；所述钢筋的长度不小于开挖岩壁至井身一次衬砌外壁之间的厚度。

优选的，在所述钢筋上挂设钢筋网片，钢筋网片紧贴初喷混凝土的表面。