一种立井的施工方法与流程

1.本发明属于立井施工技术领域，尤其涉及一种立井的施工方法。


背景技术：

2.目前，立井施工方法中常见的有明挖法和沉井法。
3.明挖法是在地下建筑物设计位置的周围先进行基坑支护，待支护完成后进行机械或者人工开挖。常见的基坑支护结构有灌注桩、地下连续墙、喷锚和原状土放坡等。此类方法对周围环境影响大，且施工周期长、成本高，存在一定的安全风险。
4.沉井法是在地下建筑物设计位置上，预制好底部带刃脚的井筒，在其掩护下，随着井内的掘进和出土，井筒靠其自重克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底，形成一个地下空间，然后再利用该空间进行下一步施工，达到目标功能。缺点在于：出土效率低，各处出土不同步，且沉井压在掌子面上，预制沉井壁易偏斜，易发生塌方。
5.中国专利：一种下沉式竖井掘进机及成井方法cn112459784a中，将竖井预先拼装完成，在下沉过程中通过下沉系统进行逐步下沉，容易发生预制竖井在下沉过程中的偏斜，易发生塌方。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种立井的施工方法，该施工方法中，工人无需入井作业，降低了安全风险；井壁不易倾斜，有效避免了塌方的情况；该施工方法的施工占地面积可控，对环境的影响小，施工效率高。
7.为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种立井的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在立井建设位置安装锁口，开挖基坑；步骤二、安装切口环及沉降单元；在所述步骤一的基坑内放置切口环，在基坑上沿周围设置多个沉降单元；通过沉降单元的钢绞线悬吊切口环；所述切口环上拼接若干层管片，构成最初的井筒；步骤三、安装下沉式立井掘进机及配套设备；步骤四、用膨润土填充井筒和土壤之间的环形空间；步骤五、循环开挖；步骤六、在井筒不断下沉的同时不断增加井筒上的管片，确保管片的拼装都在地面上进行；步骤七、将下沉式立井掘进机吊起回收；步骤八、采用高强度混凝土进行封底；步骤九、采用混凝土对井筒和土壤之间的环形空间内的膨润土进行置换。
8.进一步的，所述步骤一中，锁口呈环状，采用多个弧形结构件拼接而成或采用混凝土直接浇筑呈环状。
9.进一步的，所述步骤二中，沉降单元由支架、拉力千斤顶和钢绞线构成，拉力千斤顶安装在支架上，钢绞线穿过拉力千斤顶，且由拉力千斤顶对钢绞线进行下降或提升。
10.进一步的，所述步骤三中，利用横架机构定位用于固定掘进机的撑靴支座，撑靴支座固定后与浇筑在井筒管片内的钢板焊接；将下沉式立井掘进机通过移动吊机移动到井筒内，下沉式立井掘进机的撑靴固定到撑靴支座上；在基坑外设置若干台卷扬机，通过卷扬机来提升或下降下沉式立井掘进机。
11.进一步的，所述步骤四中，在第一环管片上设置带止回阀的膨润土注浆孔，从膨润土注浆孔向环形空间内注浆，在切口环的刃脚外侧设置止浆板，管片接缝处设有止水带，利用止浆板封闭膨润土护壁层。
12.进一步的，所述步骤五中，下沉式立井掘进机的挖掘摇臂从土层中央向外挖掘，且同时挖掘摇臂沿圆周进行循环开挖，最终形成一个圆形的完整挖掘面。
13.本发明的优点和有益效果在于：1、本发明的施工方法，工人无需进入立井，安全性高。
14.2、本发明的施工方法，施工占地面积可控，施工占地面积较小。
15.3、井筒下沉可控，确保井筒下沉过程不发生偏斜，避免塌方事故的发生。
附图说明
16.图1为安装锁口的示意图。
17.图2 为安装切口环及沉降单元的示意图。
18.图3为安装下沉式立井掘进机及配套设备的示意图。
19.图4为用膨润土填充井筒和土壤之间的环形空间的示意图。
20.图5为本发明的流程示意图。
21.其中，基坑1、土壤2、锁口3、切口环4、沉降单元5、管片6、配套设备7、下沉式立井掘进机8、挖掘摇臂9、膨润土护壁层10、止浆板11。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
23.实施例：一种立井的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在立井建设位置安装锁口3，开挖基坑1；如图1所示，在施工位置开挖一个1~2米的基坑1，在基坑1上沿安装锁口3，该锁口3起到导向的作用，并承受竖井下沉过程中产生的作用力（锁扣呈环形，可采用多个弧形结构件拼接而成，亦可采用混凝土直接浇筑呈环状）；步骤二、安装切口环4及沉降单元5；如图2所示，在步骤一的基坑1内放置切口环4，在基坑1上沿周围设置多个沉降单元5（沉降单元5主要由支架、拉力千斤顶和钢绞线构成，拉力千斤顶安装在支架上，钢绞线穿过拉力千斤顶，且由拉力千斤顶对钢绞线进行下降或提升），通过沉降单元5的钢绞线悬吊切口环4；在切口环4上拼接若干层管片6，构成最初的井筒，切口环4下沿呈刃脚，可在竖井下沉过程中起到对土壤2的切削作用；
步骤三、安装下沉式立井掘进机8及配套设备7；如图3所示，利用横架机构定位用于固定掘进机的撑靴支座，撑靴支座固定后与浇筑在井筒管片6内的钢板焊接；将下沉式立井掘进机8通过移动吊机移动到井筒内，下沉式立井掘进机8的撑靴固定到撑靴支座上；在基坑1外设置若干台卷扬机，通过卷扬机来提升或下降下沉式立井掘进机8；步骤四、如图4所示，在使用下沉式立井掘进机8施工时，用膨润土填充井筒和土壤2之间的环形空间(具体的，在第一环管片6上设置带止回阀的膨润土注浆孔，从膨润土注浆孔向环形空间内注浆，膨润土护壁层10厚度大致在50mm左右，在切口环4的刃脚外侧设置止浆板11，管片6接缝处设有止水带，利用止浆板11封闭膨润土护壁层10)，稳定垂直面，以避免土壤2塌陷或土壤2颗粒落入环形空间；步骤五、循环开挖；下沉式立井掘进机8的挖掘摇臂9从土层中央向外挖掘，且同时挖掘摇臂9沿圆周进行循环开挖，最终形成一个圆形的完整挖掘面（开挖过程中，通过排渣泵将泥水送至地面的泥水处理系统）；步骤六、随着挖掘深度的增加，不断增加井筒上的管片6（即增加井筒深度），并通过拉力千斤顶将井筒不断下沉，井筒每下降一个管片6高度，在井筒的上方增加一段环形管片6；步骤七、掘进完成后，利用卷扬机将下沉式立井掘进机8吊起回收；步骤八、采用高强度混凝土进行封底；步骤九、待封底混凝土达到设计强度后，采用混凝土对井筒和土壤2之间的环形空间内的膨润土进行置换，待置换的混凝土强度达到设计要求后，即完成固井。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种立井的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在立井建设位置安装锁口，开挖基坑；步骤二、安装切口环及沉降单元；在所述步骤一的基坑内放置切口环，在基坑上沿周围设置多个沉降单元；通过沉降单元的钢绞线悬吊切口环；所述切口环上拼接若干层管片，构成最初的井筒；步骤三、安装下沉式立井掘进机及配套设备；步骤四、用膨润土填充井筒和土壤之间的环形空间；步骤五、循环开挖；步骤六、在井筒不断下沉的同时不断增加井筒上的管片，确保管片的拼装都在地面上进行；步骤七、将下沉式立井掘进机吊起回收；步骤八、采用高强度混凝土进行封底；步骤九、采用混凝土对井筒和土壤之间的环形空间内的膨润土进行置换。2.根据权利要求1所述的一种立井的施工方法，其特征在于：所述步骤一中，锁口呈环状，采用多个弧形结构件拼接而成或采用混凝土直接浇筑呈环状。3.根据权利要求1所述的一种立井的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，沉降单元由支架、拉力千斤顶和钢绞线构成，拉力千斤顶安装在支架上，钢绞线穿过拉力千斤顶，且由拉力千斤顶对钢绞线进行下降或提升。4.根据权利要求1所述的一种立井的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，利用横架机构定位用于固定掘进机的撑靴支座，撑靴支座固定后与浇筑在井筒管片内的钢板焊接；将下沉式立井掘进机通过移动吊机移动到井筒内，下沉式立井掘进机的撑靴固定到撑靴支座上；在基坑外设置若干台卷扬机，通过卷扬机来提升或下降下沉式立井掘进机。5.根据权利要求1所述的一种立井的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，在第一环管片上设置带止回阀的膨润土注浆孔，从膨润土注浆孔向环形空间内注浆，在切口环的刃脚外侧设置止浆板，管片接缝处设有止水带，利用止浆板封闭膨润土护壁层。6.根据权利要求1所述的一种立井的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，下沉式立井掘进机的挖掘摇臂从土层中央向外挖掘，且同时挖掘摇臂沿圆周进行循环开挖，最终形成一个圆形的完整挖掘面。

技术总结
本发明公开了一种立井的施工方法，包括步骤：1）在立井建设位置安装锁口，开挖基坑；2）安装切口环及沉降单元；3）安装下沉式立井掘进机及配套设备；4）用膨润土填充井筒和土壤之间的环形空间；5）循环开挖；6）不断增加井筒上的管片，将井筒不断下沉；7）将下沉式立井掘进机吊起回收；8）采用高强度混凝土进行封底；9）采用混凝土对井筒和土壤之间的环形空间内的膨润土进行置换。本发明一种立井的施工方法，该施工方法中，工人无需入井作业，降低了安全风险；井壁不易倾斜，有效避免了塌方的情况；该施工方法的施工占地面积可控，对环境的影响小，施工效率高。工效率高。工效率高。


技术研发人员：靳党鹏 任俊杰 高光辉 周骏 杨辉 沈益敏 刘成云 张新 杨开全
受保护的技术使用者：中交天和机械设备制造有限公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2023/1/13