一种穿越承压水层的竖井预先加固工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种穿越承压水层的竖井预先加固工艺，所述工艺的步骤至少包括：在设置构成形成竖井轮廓的纵向加固结构(3)和与所述纵向加固结构(3)连接为一体的隔水加固结构(4)之前，在不受承压水层影响的第一位置设置预设与竖井尺寸匹配的至少一个临时封底结构(1)，在设置竖井轮廓后，破除所述临时封底结构(1)并开挖竖井至不贯穿所述隔水加固结构(4)的预设距离。本发明专利技术的工艺方法，将竖井预开挖段进行预先加固，阻隔了承压水层，然后在对加固段内进行开挖，逐步增加竖井的深度，使得每一段开挖段都处于防水加固的保护层内，从而避免了承压水层的水压的影响。承压水层的水压的影响。承压水层的水压的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种穿越承压水层的竖井预先加固工艺
[0001]本专利技术是申请号为202010958047.4，申请日为2020年9月11日，申请名称为一种基于无降排水的承压水层竖井施工方法的专利技术专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及地铁施工
，尤其涉及一种穿越承压水层的竖井预先加固工艺。

技术介绍

[0003]北方地区地下水位逐渐回升给当前市政地铁施工带来一定的困难；为了绿色环保施工保护水源，当前已经禁止对地下水的抽排，进一步加剧了当前竖井施工的难度。目前无压力富水地层的施工方法较多，但针对承压水地层的竖井的开挖技术相对较少。
[0004]当前的现有技术普遍采用降水来进行承压水层的开挖。例如，中国专利 CN110387884A公开了一种用于超深基坑防突涌的施工方法，待开挖的基坑底部靠近承压水层，该施工方法包括：在待开挖基坑的区域周围设置地下连续墙；利用MJS于地下连续墙的底部位置浇筑隔水加固层，且该隔水加固层的周沿与地下连续墙相贴合；利用MJS于隔水加固层上方待开挖的基坑的坑底位置浇筑降压加固层，且该降压加固层的周沿与地下连续墙相贴合；开挖基坑并对应支设支撑结构。本专利技术有效地解决了超深基坑开挖时具有承压水突涌隐患的问题，并且施工时对周边环境的影响小，不会造成周边建筑的沉降，能够保证施工质量和施工效率。该施工方法虽然能够有效防突涌，但是，其对坑底的加固的一次性的，这对于挖基坑有效，对于需要贯穿承压水层的地铁施工来说，仅进行坑底的一次加固是完全不足够的。
[0005]专利文献CN104912561B公开了一种高承压水复杂地层条件下盾构连续穿越竖井的施工方法，其包括：步骤1，端头加固；加固竖井端头土体，增加土体的自稳性确保不发生渗流；步骤2，洞门连续墙破除及竖井回填；由下至上分层破除竖井的洞门混凝土，并逐层将竖井内废弃混凝土清除，利用回填物料进行竖井回填；步骤3，盾构掘进以及掘进过程中的监测；步骤 4，管片背后注浆管理；盾构机过竖井出洞及进洞时，盾尾在出洞前加强同步注浆，并用雷达检查壁厚注浆效果，根据壁厚注浆效果确定是否进行二次补浆。虽然该专利技术能够降低盾构穿越竖井时高承压水复杂地层对其产生的危险性。但是，该专利技术依然是通过设置降水井来进行降排水，然后进行承压水层的竖井开挖，其没有从本质上改变竖井施工方式。
[0006]本专利技术旨在弥补现状竖井施工技术的不足之处，提供一种解决承压水地层中竖井开挖的新方法，解决地层中水头压力造成涌水、坍塌及井壁变形过大造成的失稳。
[0007]专利文献CN104895570B公开了一种软弱富水地层地铁竖井加固开挖方法，包括如下步骤：步骤1)，竖向加固；步骤2)，竖向局部开挖；步骤 3)，横向加固；步骤4)，横向扩挖；步骤5)，竖井内衬；步骤6)，变形监测；步骤7)，重复步骤1)～步骤6)，开挖至设计标高；步骤8)，浇筑底板，开挖至设计标高后，对竖井底部进行浇筑。该专利技术其所采用的所谓“开挖方
式”，首先需要构建整体式的加固体结构，而后续的开挖过程也是基于该加固体结构进行的，即，在加固体结构上开挖刨去多余加固体材料以形成竖井结构，其技术方案整体上是依靠整体施工形成加固体结构后，再通过开挖多余的加固体材料以形成竖井侧壁结构。该专利技术将消耗更多的加固材料以形成加固体的整体结构，形成后的加固体结构并非完全用于加固作用，还必须去除中间的大部分材料以形成竖井结构，这显然造成更大程度的浪费。与之相比，本专利技术的竖井的纵向加固结构不是通过“去除整体式加固材料”的方式形成的。
[0008]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0009]针对现有技术之不足，本专利技术提供一种基于无降排水的承压水层竖井施工方法，其特征在于，所述方法至少包括：
[0010]在不受承压水层影响的第一位置设置预设与竖井尺寸匹配的至少一个临时封底结构，
[0011]在所述第一位置以上的第二位置设置沿竖井壁周边延伸指定范围的横向水平加固结构，
[0012]在所述第二位置以下分别设置沿竖井侧壁分布的纵向加固结构和与纵向加固结构连接为一体的隔水加固结构以形成竖井轮廓的防水加固层，
[0013]在破除所述临时封底结构的情况下开挖竖井至不贯穿所述隔水加固结构的预设距离，以循环设置所述临时封底结构、横向水平加固结构和所述防水加固层的方式对竖井进行分段式开挖从而形成贯穿所述承压水层的竖井结构。
[0014]本专利技术通过循环分段施工，使得每一段开挖的竖井段的竖井侧壁和底部都进行了横向、纵向和封底的防水加固，使得开挖的过程简便安全，不需要担心承压水层的水压形成的涌沙现象。
[0015]优选的，形成竖井轮廓的防水加固层的方法包括：
[0016]在所述第一位置与第二位置之间设置至少一层沿竖井侧壁倾斜分布的纵向注浆钢管，所述纵向注浆钢管以深孔注浆的方式倾斜向下注浆以形成沿竖井侧壁分布的所述纵向加固结构。本专利技术的纵向加固结构，能够在竖井侧壁外形成防水的加固层，倾斜深孔注浆能够使得浆体沿竖井侧壁凝固，有利于不同角度的注浆钢管的浆体能够分层浇筑。
[0017]优选的，形成竖井轮廓的防水加固层的方法还包括：
[0018]在所述第一位置以下的第六位置以后退式注浆方式进行竖向深孔注浆和/或倾斜深孔注浆，形成注浆厚度不小于不透水层厚度的所述隔水加固结构，其中，H1为竖井开挖后不透水层厚度，γ为不透水层重度，γ
ω
为水的重度，h为承压水水头高度。通过科学的计算和设置，形成的竖井的隔水封底结构能够抵抗承压水层的水压，避免水压对竖井内的开挖泥沙进行冲击。
[0019]优选的，所述方法还包括：在第二位置沿竖井侧壁水平设置包括长钢管和短钢管
的横向注浆钢管，所述长钢管和短钢管以长短交错的方式间隔设置，从而横向注浆钢管以水平深孔注浆的方式浇筑形成横向水平加固结构。通过横向水平的长短交错的注浆钢管的设置，能够避免同范围的浆体淤积，更有利于横向的浆体分布均匀。
[0020]优选的，所述方法还包括：在竖井横向截面轮廓为矩形的情况下，相交两边的相交端的至少一个长钢管和至少一个短钢管以与边倾斜的方式形成扩散式排布，其中，两个相交端的两个长钢管相邻设置。通过在直角设置相邻的长钢管，能够使得浆体在直角部分的横向水平延伸范围与其他部位的水平延伸范围相同，避免了竖井直角位置的水平加固不足的缺陷。
[0021]优选的，在沿竖井开挖面向下开挖的过程中，在竖井内壁设置至少一个初衬结构。设置初衬结构，有利于对竖井侧壁进行支护。
[0022]优选的，所述方法还包括：在以循环方式对竖井分段开挖至预设深度时，以浇筑混凝土的方式在竖井的井底设置永久封底结构。设置能够与竖井侧壁连接为一体的永久封底结构，使得整体竖井结构完整。在贯穿承压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿越承压水层的竖井预先加固工艺，其特征在于，所述工艺的步骤至少包括：在设置构成形成竖井轮廓的纵向加固结构(3)和与所述纵向加固结构(3)连接为一体的隔水加固结构(4)之前，在不受承压水层影响的第一位置设置预设与竖井尺寸匹配的至少一个临时封底结构(1)，在设置竖井轮廓后，破除所述临时封底结构(1)并开挖竖井至不贯穿所述隔水加固结构(4)的预设距离。2.根据权利要求1所述的穿越承压水层的竖井预先加固工艺，其特征在于，还包括：所述第一位置与承压水层之间的距离不小于其中，γ为不透水层重度，γ
ω
为水的重度，h为承压水水头高度。3.根据权利要求1或2所述的穿越承压水层的竖井预先加固工艺，其特征在于，采用工字钢设置其水平面与竖井中轴线交叉的所述临时封底结构(1)，所述临时封底结构(1)的水平面与竖井中轴线趋于相对垂直。4.根据权利要求1～3任一项所述的穿越承压水层的竖井预先加固工艺，其特征在于，设置所述临时封底结构(1)的方式至少包括：采用工字钢作为骨架，喷射预拌混凝土完成竖井临时封底结构。5.根据权利要求1～4任一项所述的穿越承压水层的竖井预先加固工艺，其特征在于，所述工艺还包括：在设置竖井轮廓之前，在所述临时封底结构(1)所在的第一位置以上的第二位置处设置水平加固的横向水平加固结构(2)，实现对竖井外周的横向水平加固；所述第二位置与所述第一位置之间的距离不小于1m，所述第二位置处在承压水水位线以上。6.根据权利要求1～5任一项所述的穿越承压水层的竖井预先加固工艺，其特征在于，所述工艺还包括：横向水平加固结构(2)由若干横向注浆钢管(20)以深孔注浆的方式形成，在第二位置的竖井外围，长钢管和短钢管以竖井为中心呈长短交错的梅花形分布形状。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张功，王贺旺，李皓，
申请(专利权)人：北京住总集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：