阅读说明：本技术 一种隧道竖井的开挖方法 (Excavation method of tunnel vertical shaft ) 是由 徐强 何开伟 *** 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及隧道与地下工程技术领域,特别涉及一种隧道竖井的开挖方法,通过现在钻取若干直径更小的孔,能够提前预判地下水及不良地质等情况,便于印证地勘资料的吻合程度,以便为后续施工提供指导,降低施工风险和难度,同时,采用从上向下开挖,无需竖井底部形成正洞的限制,还能采用非爆破的形式施工,安全性高,并且能够提前钻松岩土,提高了开挖的施工效率,缩短了工期,特别是缩短了人工深基坑作业时间,有效降低安全风险,节省施工成本,具有广泛的推广意义。(The invention relates to the technical field of tunnels and underground engineering, in particular to an excavation method of a tunnel vertical shaft, which can be used for pre-judging underground water, unfavorable geology and other conditions in advance by drilling a plurality of holes with smaller diameters at present, is convenient for verifying the coincidence degree of geological prospecting data so as to provide guidance for subsequent construction and reduce construction risk and difficulty.)

一种隧道竖井的开挖方法

技术领域

本发明涉及隧道与地下工程技术领域，特别涉及一种隧道竖井的开挖方法。

背景技术

目前国内外地下工程中，比如水利水电工程、煤矿工程、石油工程、公路和铁路长大隧道交通工程、地铁工程等，竖井施工十分普遍，根据其施工条件不同，其施工方法也有所区别，主要有正井法、反井钻机法开挖，根据地质情况和地下水情况可预先采取围护结构和止水措施后再开挖。

正井法主要适用于竖井底部无通道，即竖井底平洞还未形成、竖井需优先形成的条件下施工，其主要施工方法为先利用伞钻钻孔，人工装药，光面***，再利用抓岩机将***石渣装吊桶，绞车提升至地面，但由于采用***技术不宜适于市区、学校等周边环境复杂的施工场地；反井钻施工法主要适用于竖井底部正洞已形成的条件下施工，其主要施工方法为采用反井钻机（或定向钻机）从上往下进行导向孔（一般孔径为270mm）施工，导向孔打通后，在竖井底部安装钻机扩孔钻头，再由下向上扩孔成导井（一般孔径为1400mm），导井贯通后，在采用人工自下而上扩挖成溜渣井，扩孔开挖的石渣直接从溜渣井溜至井底平洞内，运渣车直接在平洞内将渣土外运。

目前当竖井底部无通道时，各类竖井施工大部分均采用机械加***的正井开挖技术，非***开挖施工技术应用较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中在市区隧道的竖井施工，不宜采用***方法开挖，若底部无通道，采用非***的正井法开挖施工效率低，开挖过程中长时间深基坑下作业，安全风险期长，安全风险大等上述不足，提供一种隧道竖井的开挖方法。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种隧道竖井的开挖方法，包含如下步骤：

a、放样定位竖井的中心位置，根据定位中心点标示出所述竖井的开挖范围，然后在所述竖井井口施工钢筋混凝土锁口和地梁；

b、在所述竖井的待开挖范围内标示出若干个孔一的待开挖范围，相邻两个所述孔一之间具有间隔，然后采用先周边后中心的顺序依次开挖所有所述孔一，开挖所有所述孔一时进行隔孔开挖，每个所述孔一开挖至底后，将钻渣掺拌水泥回填回对应的所述孔一内，然后再开挖下一个所述孔一；

c、最后一个所述孔一回填完毕后，在所述竖井的开挖范围内进行二次开挖并破除相邻两个所述孔一之间以及所述孔一与竖井壁之间的墙体，边开挖边进行支护，完成全部支护工作后即完成所述竖井的开挖；

其中，所述孔一的数量和分布情况根据钻头一的直径和所述竖井的直径确定，所述钻头一用于钻孔所述孔一，所述孔一的直径小于所述竖井的直径。

首先放样定位，标示出竖井的开挖范围，并在井口施工锁口和地梁，然后在竖井的待开挖范围内开挖若干个孔一，所述孔一的直径取决于钻头一的直径，根据所述孔一的直径和竖井的直径，确定所述孔一的数量和分布，从周边往中间开挖，开挖时隔孔开挖，即开挖的下一个所述孔一与前一个所述孔一之间间隔至少一个所述孔一，每个所述孔一开挖完毕后即进行回填，所有所述孔一回填完毕后，对所述竖井的开挖范围进行二次开挖，开挖时分层进行开挖，边开挖边进行支护，直到完成所述竖井的开挖，采用本方法通过现在钻取若干直径更小的孔，能够提前预判地下水及不良地质等情况，便于印证地勘资料的吻合程度，以便为后续施工提供指导，降低施工风险和难度，同时，采用从上向下开挖，无需竖井底部形成正洞的限制，还能采用非***的形式施工，安全性高，并且能够提前钻松岩土，提高了开挖的施工效率，缩短了工期，特别是缩短了人工深基坑作业时间，有效降低安全风险，节省施工成本，具有广泛的推广意义。

优选的，在所述步骤b中，开挖的下一个所述孔一与前一个所述孔一之间间隔一个所述孔一。

优选的，在所述步骤c中，具体步骤如下：

c1、先开挖所述竖井的一侧区域并破除对应范围内的所述墙体，开挖深度为50-60cm；

c2、然后开挖所述竖井的另一侧区域并破除对应范围内的所述墙体，开挖深度与步骤c1中的开挖深度相同；

c3、清理对应深度内的渣土；

c4、对所述竖井对应深度的井壁进行支护；

c5、重复步骤c1-c4，直至完成所述竖井的支护。

采用回填后再二次开挖并支护方法，大大降低了开挖孔一的钻头的闲置时间，保证了钻头的有效利用，相对较低了钻孔费用。

优选的，在所述步骤b中，掺拌的所述水泥的质量为钻渣质量的5%-8%。

优选的，相邻两个所述孔一之间的间隔为10-20cm。

优选的，所述孔一通过所述旋挖钻进行钻孔。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用本发明所述的一种隧道竖井的开挖方法，通过现在钻取若干直径更小的孔，能够提前预判地下水及不良地质等情况，便于印证地勘资料的吻合程度，以便为后续施工提供指导，降低施工风险和难度，同时，采用从上向下开挖，无需竖井底部形成正洞的限制，还能采用非***的形式施工，安全性高，并且能够提前钻松岩土，提高了开挖的施工效率，缩短了工期，特别是缩短了人工深基坑作业时间，有效降低安全风险，节省施工成本，具有广泛的推广意义。

2、采用本发明所述的一种隧道竖井的开挖方法，使用旋挖钻钻孔一代替常规水磨钻钻芯加劈裂开挖方法，创造了大面积临空面，方便施工，对于坚硬岩层特别适用。

3、采用本发明所述的一种隧道竖井的开挖方法，大大降低了开挖孔一的钻头的闲置时间，保证了钻头的有效利用，相对较低了钻孔费用。

附图说明：

图1为本发明所述的一种隧道竖井的开挖方法的流程图；

图2为本发明所述的步骤a的示意图；

图3为本发明所述的步骤b的示意图一；

图4为本发明所述的步骤b的示意图二；

图5为本发明所述的步骤b的示意图三；

图6为本发明所述的步骤b的示意图四；

图7为本发明所述的步骤b的示意图五；

图8为本发明所述的步骤c的示意图。

图中标记：1-竖井，2-孔一。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明所述的一种隧道竖井的开挖方法，包含如下步骤：

a、放样定位竖井1的中心位置，根据定位中心点标示出所述竖井1的开挖范围，然后在所述竖井1井口施工钢筋混凝土锁口和地梁；

b、在所述竖井1的待开挖范围内标示出若干个孔一2的待开挖范围，相邻两个所述孔一2之间具有间隔，所述间隔为10-20cm，然后采用先周边后中心的顺序依次开挖所有所述孔一2，开挖所有所述孔一2时进行隔孔开挖，每个所述孔一2开挖至底后，将钻渣掺拌水泥回填回对应的所述孔一2内，然后再开挖下一个所述孔一2；

c、最后一个所述孔一2回填完毕后，在所述竖井1的开挖范围内进行二次开挖并破除相邻两个所述孔一2之间以及所述孔一2与竖井1壁之间的墙体，边开挖边进行支护，完成全部支护工作后即完成所述竖井1的开挖；

其中，所述孔一2的数量和分布情况根据钻头一的直径和所述竖井1的直径确定，所述钻头一用于钻孔所述孔一2，所述孔一2的直径小于所述竖井1的直径。

具体的，如图2所示，首先放样定位，标示出竖井1的开挖范围，并在井口施工锁口和地梁。

然后在竖井1的待开挖范围内采用旋挖钻开挖若干个孔一2，所述孔一2的直径取决于钻头一的直径，根据所述孔一2的直径和竖井1的直径，确定所述孔一2的数量和分布，并且相邻两个所述孔一2之间的间隔为10-20cm，如本实施例示例，所述竖井1的直径为6.88m，所述旋挖钻的钻头一直径为1.5m，即所述孔一2的直径为1.5m，所有所述孔一2的布置情况如图3所示，为便于表述，对图3中的所有所述孔一2进行了编号，共有14个所述孔一2，呈两圈分布，①#-⑩#孔一2位于外圈，⑪#-⑭#孔一2位于内圈，开挖时隔孔开挖，从周边往中间开挖，开挖的下一个所述孔一2与前一个所述孔一2之间间隔至少一个所述孔一2，如图4-7所示，开挖顺序为①#-③#-⑤#-⑦#-⑨#-②#-④#-⑥#-⑧#-⑩#-⑭#-⑫#-⑪#-⑬#，也可以任意一个序号的孔一2开始，如从③#、⑦#，然后也可以沿逆时针方向隔孔开挖，也可以间隔多个孔一2进行开挖，如①#-④#-⑥#-⑧#，外圈的所有所述孔一2施工完毕后再进行内圈的所述孔一2的施工，内圈也可以从任意一个孔一2开始开挖，然后继续隔孔开挖下一个所述孔一2，每个所述孔一2开挖完毕后即进行回填，即回填完毕后再开挖下一个所述孔一2，回填采用钻渣掺拌5%-8%水泥进行回填。

所有所述孔一2回填完毕后，对所述竖井1的开挖范围进行二次开挖，开挖时分层进行开挖，边开挖边进行支护，直到完成所述竖井1的开挖，具体的，先开挖所述竖井1的一侧区域，如将挖机停放在图7中所述竖井1的左侧区域，开挖图7中所述竖井1的右侧区域，开挖时，先从对应区域内的所述孔一2的部分开始开挖，同时破除对应范围内的所述墙体，即两个所述孔一2之间的间隔，以及所述孔一2与竖井1边缘的间隔，开挖深度为50-60cm，开外置对应标高后，所述挖机行至图7中所述竖井1的右侧区域，开挖图7中所述竖井1的左侧区域，当左侧区域也挖至对应标高后，采用挖机进行清渣工作，清渣完成后，将所述挖机吊出所述竖井1，对所述竖井1对应深度的井壁进行支护，完成对应的支护工作后，再将挖机吊入所述竖井1中，进行下一层的开挖，重复前述挖机开挖的步骤，再开挖50-60cm并支护，直至最终完成隧道竖井1的开挖工作。

采用本方法通过现在钻取若干直径更小的孔，能够提前预判地下水及不良地质等情况，便于印证地勘资料的吻合程度，以便为后续施工提供指导，降低施工风险和难度，同时，采用从上向下开挖，无需竖井底部形成正洞的限制，还能采用非***的形式施工，安全性高，并且能够提前钻松岩土，提高了开挖的施工效率，缩短了工期，特别是缩短了人工深基坑作业时间，有效降低安全风险，节省施工成本，具有广泛的推广意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。