[发明专利]一种顶进预制矩形竖井结构型式的施工方法

说明书

本发明公开一种顶进预制矩形竖井结构型式的施工方法，沿竖井结构轮廓外缘开挖一定深度，打设若干根锁口圈梁锚索。采用机械臂水下开挖竖井内部土体。竖井结构整体依靠安装在矩形锁口圈梁反力架上千斤顶提供的顶进力及竖井结构自身重力完成自上而下的顶进施工。每步开挖结束后，松开机械臂撑靴，顶进至预定位置后拼装新一环管片，重复操作直至竖井结构到达设计标高。抽出坑内泥水，采用水泥砂浆置换竖井侧壁的触变泥浆，填充井壁与地层之间的空隙，减小后期沉降。安装竖井型钢中隔壁及楼梯，完成竖井施工。本发明避免在竖井施工过程中的大体积降水，实现地面全阶段控制施工，提高竖井施工速度，改善竖井断面利用率，满足环保、安全性及工效的要求。

技术领域

本发明属于地下结构工程技术领域，特别涉及一种顶进预制矩形竖井结构型式的施工方法，应用于富水地层中深埋矩形竖井不降水顶进施工。

背景技术

随着我国城市轨道交通的快速建设，地铁工程逐步向深埋方向发展，伴随而来的地下水封堵及工程风险也成为控制地下工程施工的重要问题。当地面条件受限时，暗挖法成为地铁车站及区间施工应用较多的工法，竖井及横通道用于为暗挖施工提供工作面。传统的竖井多采用倒挂井壁法或分节现浇圆形沉井的方式进行施工，倒挂井壁法是以无水作业为前提，需在施工期间进行大量降水或止水，降水会造成水资源的浪费，处理不当时可能会对周边环境造成较大影响，止水需采用冻结或高压旋喷注浆等工程措施，大幅提高了工程造价。分节现浇圆形沉井受制于管节现浇，以及可能发生的井壁抱死等现象，因此工期难以保证。并且圆形断面利用率较差，在某些施工场地受限的区域存在一定局限性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种顶进预制矩形竖井结构型式的施工方法，避免在竖井施工过程中的大体积降水，实现地面全阶段控制施工，提高竖井施工速度，改善竖井断面利用率，满足环保、安全性及工效的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种顶进预制矩形竖井结构型式的施工方法，步骤如下：

沿竖井结构轮廓外缘开挖一定深度，打设若干根锁口圈梁锚索(7)，张拉固定后浇筑矩形锁口圈梁(4)，形成锚索张拉端与锁口圈梁间的可靠连接；用于顶进施工导向，提供顶进施工的反作用力；

在矩形锁口圈梁(4)上架设反力架(11)、刃脚环沉降控制装置(13)，安装矩形刃脚环(1)；将钢绞线(14)连接至地面的沉降控制装置(14)；安装千斤顶(12)，拼装首环矩形竖井管片环(2)，利用千斤顶(12)推力，使环间插销连接紧密，锁扣装置生效；用于承担侧向水土压力及顶进过程的顶进力作用；

采用带有铣刨机的机械臂水下开挖竖井内部土体，机械臂通过多组撑靴固定在已拼装好的竖井井壁上，随着开挖深度的增加，利用吊机将机械臂逐步移动至预定开挖位置；

竖井结构整体依靠安装在矩形锁口圈梁反力架上千斤顶(12)提供的顶进力及竖井结构自身重力完成自上而下的顶进施工，并辅助开挖竖井结构下方及铣刨机开挖盲区部分土体，竖井侧壁采用触变泥浆(8)减小顶进时的摩阻力；开挖过程中坑内注入泥水，该过程中结构下方及铣刨机开挖盲区土体采用矩形刃脚环(1)结合铣刨机上安装的高压水喷射装置进行辅助开挖，开挖出的土体通过铣刨机上的泥水回路运至地面进行泥水分离；

每步开挖结束后，松开机械臂撑靴，顶进至预定位置后拼装新一环管片，重复操作直至竖井结构到达设计标高；

整个竖井顶进及开挖过程均在泥水中进行，实现水下作业，避免大体积降水；待竖井开挖至设计标高后，吊出机械臂，浇筑水下混凝土(6)对竖井进行封底；本工法竖井顶进、拼装管片、控制机械臂实现开挖、水下混凝土封底等工作均可在地面进行，避免了人员井下作业，较小了施工风险；

竖井封底完毕后，抽出坑内泥水，采用水泥砂浆置换竖井侧壁的触变泥浆(8)，填充井壁与地层之间的空隙，减小后期沉降；

通过预埋件采用螺栓连接安装竖井型钢中隔壁及楼梯，完成竖井施工。