[发明专利]公路隧道大直径通风竖井III级、IV级围岩段支护优化结构

说明书

本发明提供公路隧道大直径通风竖井III级、IV级围岩段支护优化结构，涉及隧道工程竖井施工技术领域，该正井法施工隧道竖井支护结构的施工方法，包括以下步骤：S1：超前钻孔探水作业，利用超前钻机对工作面进行探孔作业，探孔深度可为30m，若探孔过程中存在涌水情况，采用超前全断面帷幕注浆对工作面以下进行堵水固结，再进行下步作业，若无渗漏水，进行炮眼的打设及爆破作业；S2：爆破作业，对工作面围岩进行凿孔爆破，爆破深度范围为3m至4m；S3：出渣作业,爆破结束后观察工作面围岩情况；本发明施工工序的简化，提高了施工效率，加快了施工进度，极大的缩短了施工工期，提高了井内施工人员的安全系数，极大减少了井内施工人员的投入。

技术领域

本发明涉及隧道工程竖井施工技术领域，具体是公路隧道大直径通风竖井III级、IV级围岩段支护优化结构。

背景技术

传统竖井的施工工艺最早应用于矿山开采中，但随着工程领域的不断发展，长、大公路隧道工程中不断涌现通风竖井的建设，目的是为了给正洞进行通风及降温的作用，但在通风竖井的施工过程中，竖井施工工序比较繁琐、施工人员在井底施工时间长、对施工人员的体力及耐力具有较大的挑战，尤其是超大深竖井长期施工对施工人员的健康会造成一定损害。

现有竖井施工中，支护结构主要是由初期支护、防水层以及二次衬砌组成，初期支护中主要包含初次喷射混凝土、锚杆的施做、锚杆注浆作业、钢筋网的施做、钢拱架的施工、纵向连接筋、再次喷射混凝土；防水层的施工主要包含纵向及环向排水管的安装、土工布及防水板的安装；二次衬砌主要包含钢筋的绑扎、二衬混凝土的浇筑，二衬钢筋绑扎中钢筋主要采用焊接的方式进行连接。以上施工过程均需要施工人员在竖井工作面长时间的作业才能完成，并且施工工序繁琐，工序时间长，一方面存在安全隐患，另一方面对工期也存在巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供公路隧道大直径通风竖井III级、IV级围岩段支护优化结构，旨在提出正井法施工公路隧道大直径通风竖井III级、IV级围岩及无地下水段支护结构的施工方法以解决上述现有技术中安全隐患高、施工效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：公路隧道大直径通风竖井III级、IV级围岩段支护优化结构，包括以下步骤：

S1：超前钻孔探水作业，利用超前钻机对工作面进行探孔作业，探孔深度为30m，若探孔过程中存在涌水情况，采用超前全断面帷幕注浆对工作面以下进行堵水固结，再进行下步作业，若无渗漏水，进行炮眼的打设及爆破作业；

S2：爆破作业，对工作面围岩进行凿孔爆破，爆破深度范围为3m至4m；

S3：出渣作业,爆破结束后观察工作面围岩情况，并对周边松动围岩及盲炮进行处理，当周边围岩及井底围岩趋于稳定，进行出渣作业；

S4：二衬双层钢筋绑扎作业，二衬钢筋环向钢筋采用绑扎连接的方式施工，纵向采用φ20螺纹套筒的方式连接，双层钢筋之间采用φ10箍筋辐射性布置进行连接；

S5：混凝土的浇筑作业，二衬双层钢筋绑扎作业结束后，采用管道运输的方式将C35防水混凝土输送至井底二衬模板内，进行混凝土的浇筑；

S6：井壁堵水作业，若井壁存在渗水现象，采用径向注浆的方式对渗水处进行注浆堵水作业。

本发明的进一步的技术方案为，在步骤S1中，根据地质情况以及涌水成因，在涌水里程上方30m处加强壁后注浆，进而形成加固隔水层以限制上部井壁出水量，减少对下部施工的影响，再进行井底超前探水注浆，封堵掌子面下方水患，安全出水量范围内，分段注浆交替开挖支护以确保工程平稳安全推进。

本发明的进一步的技术方案为，在井底工作面处理水患，探水注浆止水前设置止浆垫，止浆垫采用C35防水混凝土一起浇筑，竖井止浆垫厚度为5m，加固止浆垫、注浆孔管，最后注浆封堵涌水。