CN108005096A - 一种用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，包括如下步骤：1)平整地面；2)进行竖井井筒初段挖掘；3)沿竖井井口周向砌筑混凝土平台；4)将竖井井壁刃脚下放到竖井井筒内；5)沿竖井井口周向在混凝土平台上等距设置大于或等于3个竖井井壁下放用升降系统，竖井井壁下放用升降系统与竖井井壁刃脚传动连接；6)在竖井井壁刃脚上沿竖井井筒周向安装竖井井壁；7)继续向下挖掘竖井井筒，掘进一个井段后，通过竖井井壁下放用升降系统下放竖井井壁。本发明可以对竖井挖掘方向进纠偏的用于立体车库，不仅可以避免井筒偏斜导致的井壁下放困难，还可以避免井壁在下放过程中受到地层侧向静压力失衡。

Description

一种用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法

技术领域

本发明涉及竖井掘进技术领域，特别是涉及一种用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法。

背景技术

随着城市规模的逐渐扩大，常住人口的增加，许多工程都会用到竖井，尤其是下沉式竖井(简称沉井)，其直径为4-20米，深度小于100米，多用于车库、隧道施工和地下垂直通道等。沉井是一个无底无盖的井筒，一般由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组和探测管、封底混凝土、顶盖诸部分组成。而在井壁下放过程中经常会遇到井筒偏斜导致井壁下放困难，而且现有竖井施工通常是利用井壁自重使井壁下沉，然后对井筒内的泥土挖除，此种施工方法，在遇到地层内有碎石等坚硬固体时，井壁则会下沉速度放缓，甚至停止下降，而当井壁的一部分接触坚硬固体且其他部分接触的仍然是泥土时，井壁容易发生偏斜，进而导致竖井挖掘方向发生偏斜。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种可以对竖井挖掘方向进纠偏的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，不仅可以避免井筒偏斜导致的井壁下放困难，还可以避免井壁在下放过程中受到地层侧向静压力失衡，进而避免井壁因受力不均匀出现应力集中导致的材料疲劳性损伤。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：一种用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，包括如下步骤：

1)平整地面；

2)进行竖井井筒初段挖掘；

3)沿竖井井口周向砌筑混凝土平台；

4)将竖井井壁刃脚下放到竖井井筒内；

5)沿竖井井口周向在混凝土平台上等距设置大于或等于3个竖井井壁下放用升降系统，竖井井壁下放用升降系统与竖井井壁刃脚传动连接；

6)在竖井井壁刃脚上沿竖井井筒周向安装竖井井壁；

7)继续向下挖掘竖井井筒，掘进一个井段后，通过竖井井壁下放用升降系统下放竖井井壁。

上述用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，步骤(6)中，竖井井壁包括大于或等于3个预制混凝土弧形板，在竖井井筒周向上相邻的两个预制混凝土弧形板的端头固定连接。

上述用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，步骤(6)中，安装竖井井壁包括如下步骤：

6.1)将井壁模板安装在竖井井壁刃脚上；

6.2)向井壁模板内浇筑混凝土，待混凝土凝固之后，拆掉井壁模板。

上述用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，竖井井壁下放用升降系统包括钢索式液压升降装置和卷扬机，卷绕在卷扬机卷筒上的钢绞线的自由端穿过钢索式液压升降装置与竖井井壁刃脚固定连接；钢索式液压升降装置通过卡紧机构与钢绞线固定连接，卡紧机构包括第一卡紧机构和第二卡紧机构，第一卡紧机构安装在钢索式液压升降装置的活塞伸出端上，第二卡紧机构安装在钢索式液压升降装置缸体远离钢索式升降装置活塞伸出端的一端上。

上述用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，位于钢索式液压升降装置与竖井井壁刃脚之间的钢绞线位于竖井井壁外侧。

上述用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，钢绞线与竖井井壁外壁之间设有间隙。

本发明的有益效果如下：本发明不仅可以保证井壁能够竖直下放到竖井井筒内，还可以对待挖掘井段进行纠偏，避免竖井挖掘方向发生偏斜，并且可以使井壁周向上受到的地层侧向静压力趋于均匀，从而避免井壁局部受到的地层侧向静压力过大，进而避免井壁因受力不均匀出现应力集中导致的材料疲劳性损伤，提高井壁的使用寿命。

附图说明

图1为本发明采用预制井壁时的施工示意图；

图2为本发明竖井井壁(预制混凝土弧形板拼接)的结构示意图。

图中，1-液压泵站；2-卷扬机；3-钢绞线；4-承载架；5-第一卡紧机构；6-第二卡紧机构；7-钢索式液压升降装置；8-竖井井壁；9-竖井井壁刃脚；10-预制混凝土弧形板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

为了建造地下立体车库，同时减少施工量，通常会选择竖井作为立体停车库的施工空间，本实施例中，用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，包括如下步骤：

1)平整地面。

在竖井井筒开挖之前，需要对竖井井筒挖掘地段的地表进行平整，以清除地面上的杂物，并使竖井井筒开挖位置地面平整，以便于后续施工。

2)进行竖井井筒初段挖掘。

为了便于竖井井壁8的下放，在采用大型挖掘设备挖掘竖井井筒之前，先采用人工或其他小型设备挖掘竖井井筒初段。

3)沿竖井井口周向砌筑混凝土平台。

鉴于竖井施工地段一般为土质地层，在受到重压时会发生下陷，会导致大型设备安放状态发生变化，进而影响施工，为避免地面下陷对施工的影响，沿竖井井口周向砌筑混凝土平台，混凝土平台的宽度应根据竖井井筒的深度和竖井井壁8长度设置。

4)将竖井井壁刃脚9下放到竖井井筒内。

在等待混凝土平台凝固期间，将竖井井壁刃脚9通过吊装装置下放到竖井井筒内。在将竖井井壁刃脚9通过吊装装置下放到竖井井筒时，可以将竖井井壁刃脚9在竖井井筒外组装，也可以在竖井井筒内组装。

5)沿竖井井口周向在混凝土平台上等距设置3个竖井井壁下放用升降系统，竖井井壁下放用升降系统与竖井井壁刃脚9传动连接。

本实施例中，竖井井壁下放用升降系统包括钢索式液压升降装置7和卷扬机2，卷绕在卷扬机2卷筒上的钢绞线3的自由端穿过钢索式液压升降装置7与竖井井壁刃脚9固定连接；钢索式液压升降装置7通过卡紧机构与钢绞线3固定连接，卡紧机构包括第一卡紧机构5和第二卡紧机构6，第一卡紧机构5安装在钢索式液压升降装置7的活塞伸出端上，第二卡紧机构6安装在钢索式液压升降装置7缸体远离钢索式升降装置活塞伸出端的一端上，其中，位于钢索式液压升降装置7与竖井井壁刃脚9之间的钢绞线3位于竖井井壁8外侧，钢绞线3与竖井井壁8外壁之间设有间隙。在使用竖井井壁8下放用升降系统下放竖井井壁8过程中，当活塞伸出端伸出缸体外且活塞伸出端向上运动为伸出时，第二卡紧机构6先行松开，第一卡紧机构5处于锁定状态，使得第一卡紧机构5与钢绞线3处于固定连接状态，此时，活塞伸出端向缸体内回缩，竖井井壁8会在自身重力作用下向下沉降，而当活塞伸出端缩回缸体内后，第二卡紧机构6处于锁定状态，使得第二卡紧机构6与钢绞线3处于固定连接状态，然后松开第一卡紧机构5，接着使活塞伸出端伸出缸体，然后再使第一卡紧机构5处于锁定状态，使第二卡紧机构6处于松开状态，接着在使活塞伸出端向缸体内缩回，如此循环即可实现竖井井壁8的下放。其中，钢索式液压升降装置7安装在承载架4上并于液压泵站1流体导通连接。

6)在竖井井壁刃脚9上沿竖井井筒周向安装竖井井壁8。

本实施例中，竖井井壁8包括4个预制混凝土弧形板10，在竖井井筒周向上相邻的两个预制混凝土弧形板10的端头固定连接。利用事先制作好的预制混凝土弧形板10拼接成一段竖井井壁8，有利于加快竖井的挖掘施工进度，为立体车库后续施工节约时间。

7)继续向下挖掘竖井井筒，掘进一个井段后，通过竖井井壁下放用升降系统下放竖井井壁8。

在竖井井筒后续掘进过程中，每掘进一段，就增加一段竖井井壁8。

本实施例中，在自身重力作用下，在3个竖井井壁8下放用升降系统下放竖井井壁8速度相同的情况下，竖井井壁8会沿着重力方向向下沉降。当竖井井筒发生偏斜时，位于竖井井筒一侧，竖井井壁8外壁与钢绞线3之间的间隙会缩小，甚至消失，此时施工人员可以根据竖井井壁8外壁与钢绞线3之间的间隙大小变化判断竖井井筒掘进方向的偏斜情况进行判断，在竖井井筒掘进方向发生偏斜时可以采取纠偏措施，以使竖井井筒掘进方向按照施工方案中行进。

而且当竖井井壁刃脚9下端触碰到坚硬固体碎块，竖井井壁下放用升降系统则会将使竖井井壁8处于受力平衡状态下，避免完全依靠竖井井壁8自身重力下沉过程中遇到坚硬固体碎块导致竖井井壁8发生倾斜，从而避免竖井井筒掘进方向发生偏斜，同时还有利于避免竖井井壁8受到的地层侧向静压力作用发生竖井井壁8被损害等事故。而竖井井壁刃脚9下端触碰到坚硬固体碎块时，通过竖井井壁下放用升降系统使得竖井井壁刃脚9和竖井井壁8整体升起，然后再将位于竖井井壁刃脚9正下方的坚硬固体碎块清除，接着可以继续下放竖井井壁8。

在实际施工中，鉴于不同地区的地层结构以及地层的地质构造不同，为了减少竖井挖掘过程中出现的突发状况，在竖井正式开挖前，需要对立体车库施工地层进行地质勘察，并形成勘察报告，勘察报告中应载明地层的地质状况，以及不同深度地层可能出现的施工问题与解决方法。施工人员地质勘察人员给出的勘察报告以及立体车库施工地段的地表环境设计施工方案，施工方案中应载明施工方式、施工进度等。在施工方案设计完成后，施工人员准备好施工用的设备装置，施工方案进行竖井井壁8施工。

实施例2

本实施例中的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法与实施例1中的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法的区别在于：步骤6)中，安装竖井井壁8包括如下步骤：

6.1)将井壁模板安装在竖井井壁刃脚9上；

6.2)向井壁模板内浇筑混凝土，待混凝土凝固之后，拆掉井壁模板。

利用混凝土浇筑可以根据竖井井壁8受到的地层侧向静压力的不同采用不同的混凝土浆浇筑竖井井壁8。

实施例1和实施例2中，利用竖井井壁刃脚9、竖井井壁8和竖井井壁下放用升降系统构成的导向系统可以确保竖井掘进方向竖直向下，利用本发明可以使竖井井筒偏斜率不超过0.08％，而且利用本发明进行竖井井壁8施工，可以缩短工期5-10天。

采用本发明用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，可以对水下竖井进行井壁下放安装，不仅有利于竖井井帮的稳定，便于竖井井筒的连续掘进，还有利于竖井井筒掘进方向上的控制。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)平整地面；

2)进行竖井井筒初段挖掘；

3)沿竖井井口周向砌筑混凝土平台；

4)将竖井井壁刃脚(9)下放到竖井井筒内；

5)沿竖井井口周向在混凝土平台上等距设置大于或等于3个竖井井壁下放用升降系统，竖井井壁下放用升降系统与竖井井壁刃脚(9)传动连接；

6)在竖井井壁刃脚(9)上沿竖井井筒周向安装竖井井壁(8)；

7)继续向下挖掘竖井井筒，掘进一个井段后，通过竖井井壁下放用升降系统下放竖井井壁(8)。

2.根据权利要求1所述的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，其特征在于，步骤6)中，竖井井壁(8)包括大于或等于3个预制混凝土弧形板(10)，在竖井井筒周向上相邻的两个预制混凝土弧形板(10)的端头固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，其特征在于，步骤6)中，安装竖井井壁(8)包括如下步骤：

6.1)将井壁模板安装在竖井井壁刃脚(9)上；

6.2)向井壁模板内浇筑混凝土，待混凝土凝固之后，拆掉井壁模板。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，其特征在于，竖井井壁下放用升降系统包括钢索式液压升降装置(7)和卷扬机(2)，卷绕在卷扬机(2)卷筒上的钢绞线(3)的自由端穿过钢索式液压升降装置(7)与竖井井壁刃脚(9)固定连接；钢索式液压升降装置(7)通过卡紧机构与钢绞线(3)固定连接，卡紧机构包括第一卡紧机构(5)和第二卡紧机构(6)，第一卡紧机构(5)安装在钢索式液压升降装置(7)的活塞伸出端上，第二卡紧机构(6)安装在钢索式液压升降装置(7)缸体远离钢索式升降装置活塞伸出端的一端上。

5.根据权利要求4所述的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，其特征在于，位于钢索式液压升降装置(7)与竖井井壁刃脚(9)之间的钢绞线(3)位于竖井井壁(8)外侧。

6.根据权利要求5所述的用于城市竖井建设的悬吊式井壁下沉施工方法，其特征在于，钢绞线(3)与竖井井壁(8)外壁之间设有间隙。