[发明专利]一种不良地质条件下的竖井施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及竖井施工方法技术领域，具体涉及一种不良地质条件下的竖井施工方法。

背景技术

目前，竖井施工难度较大，尤其是在一些不良地质条件下施工，所谓不良地质条件指：深度大于等于100m，直径小于等于4m，竖井所在位置岩石裂隙发育稳定性差，直接开挖难以成型，大多为深灰色泥质板岩、薄状层结构、以IV、V类围岩为主、裂隙发育密集、裂隙面与薄层状的岩层相互交错剪切、岩体大量呈现碎裂块及泥质状态。压力竖井为圆形断面，其开挖直径小于等于4m、井深大于等于100m，特别是在井壁围岩破碎、强度低、稳定性差、地下水丰富，施工条件恶劣，按照一般的施工方法难以组织施工，从而影响水电站总体施工进度目标的实现。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种不良地质条件下的小断面、深竖井的开挖施工方法，以保证施工质量和安全，缩短施工工期，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种不良地质条件下的竖井施工方法，包括如下施工步骤：

第一步：在竖井井口所在位置浇筑盖重混凝土；

第二步：在盖重混凝土上布置两圈超前固结灌浆孔，并在灌浆孔内设置锚筋束，灌浆孔的孔深为竖井深度，锚筋束深度同灌浆孔深度；

第三步：采用反井钻机自上而下钻设成竖井的导孔；

第四步：采用反井钻机自下而上钻设成竖井的导井；

第五步：扩挖前的超前支护；

第六步：竖井自上而下造孔爆破扩挖；

第七步：扩挖后加强支护。

作为一种优选方式，其中，

所述第三步中的导孔为Φ21.6cm的导孔；所述第四步中的导井为Φ1.4m的导井；

所述第五步放入超前支护：在竖井周圈布置超前注浆小导管，在距小导管管口0.5m以下管壁钻φ8-10mm、孔距40cm、梅花型布置的注浆孔，管底割除两个楔形口后，做成尖状，导管走向与与竖井轴线夹角为30°，环向间距为30～50cm，孔深4m；

所述第六步的扩挖为：采用人工自上而下直接造孔爆破，人工将石渣通过导井扒到竖井底部；

所述第七步的加强支护包括钢支撑和锚喷支护。

进一步优选，所述竖井周圈布置的超前注浆小导管采用φ42mm、单根长4.0m的钢管。

更进一步优选，在所述超前注浆小导管安装完成后，利用注浆机进行注浆，浆液水灰比为1∶1～0.5∶1，注浆压力0.2Mp，浆液扩散到导管周围的岩层。

进一步优选，在所述扩挖前对井口5m段采用钢筋混凝土锁口，锁口高出地面并在锁口顶部周圈设置栏杆，锁口混凝土布置在结构混凝土以外。

进一步优选，所述钢支撑为，采用I20型工字钢，每榀钢拱架分4段制作，钢拱架间中心距60cm，连接筋采用φ25mm螺纹钢，环向间距为0.4m，单根长为0.8m，与拱架焊接牢固。

更进一步优选，所述锚喷支护为，在每榀钢拱架上下两排分别布置自进式中空注浆锚杆，锚杆直径φ32mm，单长3m，环向间距1.0m，锚杆与拱架焊接，注浆水灰比为1∶1～0.5∶1，注浆压力0.2MPa。

更进一步优选，在钢拱架和锚杆施工完成后，开挖面上挂φ6.520×20cm钢筋网，并喷射C20砼。

与现有技术相比，该发明带来的有益效果为：

该发明主要适用于深度大于等于150m，直径小于等于4m，且在不良地质条件下的施工，比如深灰色泥质板岩，薄状层结构，以IV、V类围岩为主，裂隙发育密集，裂隙面与薄层状的岩层相互交错剪切，岩体大量呈现碎裂块及泥质状态等的施工条件下，具体来说，1、导孔开挖前，布置深孔固结灌浆孔，灌浆孔孔内安装钢筋束，可以有效的减少导孔施工塌孔和扩挖时塌方；2、扩挖时每循环开挖前采用的超前注浆小导管，进一步对破碎围岩进行固结，避免发生塌方；3、开挖后用钢支撑和锚喷以加强支护，可以有效的为开挖和压力钢管安装等施工提供一个安全可靠的施工工作面；因此，该发明有效的解决了不良地质条件下小断面深竖井的开挖，导孔施工前的超前固结、扩挖前的小导管超前支护及开挖后的钢支撑和锚喷的支护，有效的解决了导井开挖塌孔及扩挖后塌方对施工造成的影响，具有较强的推广作用。

附图说明

由以下本发明中较佳具体实施例的细节描述，可以对本发明的目的、观点及优点有更清楚的理解，同时参考下列本发明的附图加以说明：

图1为本发明工程实施例中竖井超前固结灌浆孔位布置图；

图2为本发明工程实施例中竖井扩挖支护示意图；