竖井开挖支护及混凝土衬砌施工技术

竖井开挖支护及混凝土衬砌施工技术

张富贵

中国水利水电第十二工程局有限公司  627450

摘要：竖井施工技术是一项在地下进行垂直挖掘的工程方法，本文首先概述了竖井施工技术的整体流程，包括钻孔、支护、挖土和砌筑等环节。接着详细介绍了竖井开挖支护和混凝土衬砌两个关键工艺的原理和方法。在开挖支护方面，涉及导孔、反拉扩孔、人工使用风钻打孔爆破等步骤。而混凝土衬砌方面，则包括施工流程和方法的具体说明。总体而言，竖井施工技术在工程周期短、施工空间小等方面具有优势，但也需要严格控制土体稳定性和支护结构的牢固性，以确保工程安全和质量。

关键词：竖井开挖支护；混凝土；衬砌施工

竖井施工技术作为一种重要的地下工程方法，在水利水电建设中发挥着重要作用。其核心原理是通过垂直挖掘，在地下形成井筒结构，用于管线布设、地铁建设等。本文将介绍竖井施工技术的关键步骤和工艺原理，以及施工流程和方法，旨在深入了解竖井施工的全过程。

1竖井施工技术概述

竖井施工技术是一种在地下进行垂直挖掘的工程方法，广泛应用于水利水电管线铺设等领域。其主要过程包括钻孔、支护、挖土、砌筑等环节。首先，通过钻机在地表进行钻孔，然后利用支护结构如钢筋混凝土或钢管，保持井壁的稳定。接着，采用挖掘机等设备挖土至所需深度，同时进行土体处理以确保井壁稳固。最后，进行砌筑或注浆等工艺，形成井筒结构。竖井施工技术具有施工周期短、施工空间小、对周围环境影响小等优点，适用于地下管线、地铁、水利工程等各类项目中。然而，其施工过程中需要严格控制土体稳定性、支护结构的牢固性等因素，以确保工程安全和质量。

2竖井施工工艺原理

2.1竖井开挖支护施工工艺原理

竖井开挖支护施工的原理是在地下进行垂直挖掘，并通过一系列的支护措施确保井壁的稳定和安全。首先，利用钻机或挖掘机在地表进行钻孔，确定井筒位置和井径。然后，根据地质情况选择合适的支护结构，如钢筋混凝土、钢管、预制混凝土块等，固定在井壁上，以防止土体塌方和井壁坍塌。在支护结构固定后，采用挖掘机等设备逐步挖土，同时进行土体处理和支护结构的加固，确保井壁的稳定性。

2.2竖井混凝土衬砌施工工艺原理

竖井混凝土衬砌施工的原理是在井筒内部进行混凝土砌筑，以增强井壁的稳定性和承载能力。首先，清理井筒内表面并进行清洁，确保混凝土衬砌的附着性。然后，根据设计要求和施工进度，在井筒内布置模板，并设置合适的钢筋骨架以增强混凝土的抗拉性能。接着，将混凝土按照设计要求浇筑至模板内，同时采取振捣等措施确保混凝土的密实性和均匀性。待混凝土充分硬化后，拆除模板，完成混凝土衬砌工程。

3竖井施工流程及方法：

3.1地下厂房竖井开挖支护施工：

3.1.1竖井导孔施工

施工开挖采用反井钻机先导孔的方法在地下工程中具有重要的应用价值。首先，通过反井钻机进行先导孔的钻探，可以有效地确定地下岩土层的情况和地质特征，为后续的施工提供了可靠的参考数据。其次，反井钻机具有操作灵活、作业范围广、效率高等优点，可以适用于各种复杂地质条件下的施工现场。此外，先导孔的准确钻探可以帮助工程人员及时发现地下障碍物或地质异常，避免施工过程中的意外事故和风险。因此，施工开挖采用反井钻机进行先导孔的方法，不仅能够提高施工效率，降低施工成本，还能够保障工程质量和施工安全，是一种值得推广和应用的先进技术。

3.1.2反拉扩孔

竖井导井施工是指在完成导向孔洞后，通过在地基中钻孔并灌入水泥浆或其他固化材料，从而形成一种稳固的支撑结构，提高地基的承载能力和稳定性。在施工过程中，首先需要根据设计要求确定钻孔位置和孔径，然后使用专用的钻机进行钻孔操作。接着，将水泥浆或其他固化材料灌注至孔内，并在适当的深度处形成一定直径的固化体，从而形成反拉扩孔支撑。最后，待固化体完全硬化和形成稳定支撑后，即可进行后续施工工序。反拉扩孔能有效提高软土地区地基的承载能力和稳定性，广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程领域。

3.1.3人工风钻打孔爆破

工人需根据设计要求和爆破方案确定孔道位置和深度，并在工地标示出相应位置。随后，工人操作风钻将钻头定位于标记位置，启动钻机，依据设计要求将孔道逐渐打至设计深度。在钻孔过程中，工人需不断检查孔道位置和深度，确保符合设计要求。完成钻孔后，需要清理孔道内的碎石和尘土，以确保孔道畅通。完成所有孔道打孔后，即可进行装药和爆破作业，实现工程目标。在操作过程中，工人需严格遵守安全操作规程，确保人身安全和施工质量。

3.2地下厂房竖井混凝土衬砌施工

3.2.1施工流程

地下厂房竖井混凝土衬砌施工的流程通常包括以下几个步骤：准备工作、模板安装、钢筋布置、混凝土浇筑、养护等。

首先，进行准备工作，包括清理井筒内表面、确保井筒内干燥清洁，并检查模板和钢筋等施工材料的质量和数量，做好施工前的准备工作。其次，安装模板。根据设计要求，在井筒内部设置合适的模板，确保混凝土衬砌的准确尺寸和形状。模板安装过程中需要注意模板的水平度和垂直度，以确保混凝土衬砌的质量。然后，进行钢筋布置。根据设计要求，在模板内部设置钢筋骨架，以增强混凝土的抗拉性能。钢筋的布置应符合设计要求，并采取适当的措施确保钢筋与模板之间的间隙和位置。接着，进行混凝土浇筑。选择合适的混凝土配合比和浇筑工艺，在模板内部进行混凝土的浇筑。模板的选择和安装对于最终的施工质量至关重要。模板应该具有足够的强度和稳定性，以承受混凝土的重量和压力。安装时需要严格按照设计要求进行，确保模板的平整度和垂直度。接下来，是混凝土的搅拌与倾倒。在确保模板安装正确后，开始搅拌混凝土并倾倒至模板内。混凝土的配比和搅拌时间需要根据具体的工程要求和设计标准来确定，确保混凝土的强度和耐久性。然后，是振实与抹平。倾倒混凝土后，需要利用振动器对其进行振实，以排除空隙和气泡，提高混凝土的密实性和强度。随后，使用抹光工具对混凝土表面进行抹平和整理，确保表面平整光滑。最后，等待混凝土充分凝固和硬化后，即可拆除模板，完成滑模浇筑工程。在拆模后，还需要对施工现场进行清理和整理，确保安全和环境卫生。整个流程需要严格按照施工图纸和工艺要求进行操作，以确保施工质量和工程安全。

3.2.2施工方法

地下厂房竖井混凝土衬砌施工通常采用的主要方法包括模板法、喷淋法和自流坍法。首先，模板法是最常用的混凝土衬砌施工方法之一。该方法通过设置合适的模板，将混凝土直接浇筑在模板内部，形成预定形状和尺寸的混凝土衬砌。模板法施工简单方便，适用于各种井筒形状和尺寸，但需要额外的模板成本和施工时间。其次，喷淋法是一种常用的混凝土衬砌施工方法，特别适用于井筒内部空间狭窄或形状复杂的情况。该方法通过喷淋混凝土或混凝土浆料，将混凝土直接喷涂在井筒内表面，形成一层均匀的混凝土衬砌。喷淋法施工速度快、适用范围广，但需要专用喷淋设备和熟练的操作技术。最后，自流坍法是一种比较新颖的混凝土衬砌施工方法，其特点是不需要模板支撑，混凝土可以自由流动填充在井筒内部，形成均匀的衬砌。自流坍法施工简单、节省成本，但需要充分控制混凝土的流动性和坍落度，以确保混凝土衬砌的质量和稳定性。综上所述，地下厂房竖井混凝土衬砌施工的方法多样，施工过程中需要根据实际情况选择合适的方法，并采取适当的措施确保施工质量和安全。

4结语

竖井施工技术的发展与应用对水利水电发展起着重要推动作用。通过本文对竖井施工技术的介绍，希望读者能够更加深入地了解其原理和方法，并在实际工程中应用和推广，为水利水电的发展贡献力量。同时，我们也要不断探索创新，提高竖井施工技术的效率和质量，确保工程安全可靠。

参考文献

[1]孔科,易文明,汤雷,等.软岩中竖井开挖的支护体系研究[J].人民黄河,2018,40(02):131-134.

[2]刘伟,熊富有.竖井开挖支护及混凝土衬砌施工工法技术[J].水利建设与管理,2017,37(10):95-100+105.

[3]和孙文,地下厂房竖井开挖支护及混凝土衬砌施工技术.云南省,中国水利水电第十四工程局有限公司,2017-02-15.