本發(fā)明涉及水利工程，特別是涉及一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井與施工方法。

背景技術(shù)：

1、在巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、溶洞溶腔發(fā)育，在硬巖地層中修建水利工程隧洞及頂管的豎井，該豎井是施工機(jī)械設(shè)備、工程材料、渣土等垂直吊裝運(yùn)輸?shù)闹匾ㄖ铮钦麄€(gè)施工過(guò)程的垂直運(yùn)輸通道，同時(shí)也是工程建成后的運(yùn)行檢修通道。但是，修建的水利工程隧洞及頂管的豎井往往是超深豎井，超深豎井面臨著以下難題：

2、(1)水利工程隧洞及頂管的超深豎井，由于在硬巖地層中開(kāi)挖面積較小，大型挖掘機(jī)無(wú)法擺臂、無(wú)法轉(zhuǎn)身開(kāi)挖作業(yè)，小型挖掘機(jī)挖不動(dòng)、功效太低，爆破開(kāi)挖影響周邊老百姓的房屋建筑安全。

3、(2)水利工程隧洞及頂管的超深豎井，往往在地下水位以下施工和運(yùn)行,因此，超深豎井的抗浮和防水是另一大難題。

4、為此，提出一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井與施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井與施工方法，旨在解決或改善上述技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井，包括：

3、咬合防水支護(hù)樁，支護(hù)在豎井的井壁四周，所述咬合防水支護(hù)樁下端延伸至豎井底部以下并嵌入底部巖石中；

4、底板，支護(hù)在豎井的井底，所述底板中設(shè)置有若干底板抗浮錨桿，所述底板抗浮錨桿的下端垂直錨入井底的底部巖石中；

5、底梁支座，澆筑在所述底板頂部四周周邊，并緊貼所述咬合防水支護(hù)樁內(nèi)側(cè)壁，所述底梁支座上錨入有若干傾斜向下設(shè)置的支座抗浮錨桿，所述支座抗浮錨桿的下端錨入巖石中；

6、阻水帷幕，設(shè)置在所述咬合防水支護(hù)樁外周。

7、可選的，所述咬合防水支護(hù)樁包括若干交錯(cuò)咬合排列的素混凝土樁和鋼筋混凝土樁；所述素混凝土樁和所述鋼筋混凝土樁的下端延伸至豎井底部以下并嵌入底部巖石；豎井的一側(cè)開(kāi)挖有隧洞及頂管，與隧洞及頂管的洞口對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述素混凝土樁和多個(gè)所述鋼筋混凝土樁被截?cái)嘈纬伤矶纯凇?/p>

8、可選的，所述底梁支座緊貼若干所述素混凝土樁和若干所述鋼筋混凝土樁內(nèi)側(cè)壁，被截?cái)嗲椅挥谒矶醇绊敼芏纯谙路降乃鲣摻罨炷翗吨械目v向鋼筋向下彎折錨入所述底梁支座中。

9、可選的，還設(shè)置有若干腰梁，若干所述腰梁從上到下布置在豎井內(nèi)，所述腰梁與若干所述素混凝土樁和若干所述鋼筋混凝土樁橫向連接，所述腰梁上錨入有若干植筋，所述植筋水平貫穿所述素混凝土樁并錨入豎井的井壁巖石中。

10、可選的，所述腰梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述腰梁中的鋼筋結(jié)構(gòu)由若干縱筋和若干橫向連接筋構(gòu)成，所述腰梁中的橫向連接鋼筋與所述鋼筋混凝土樁中的預(yù)埋橫向鋼筋焊接或套筒連接。

11、可選的，所述支座抗浮錨桿貫穿所述素混凝土樁；所述底梁支座為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述底梁支座中的鋼筋由若干縱筋和若干橫向連接筋構(gòu)成，所述底梁支座中的橫向連接鋼筋與所述鋼筋混凝土樁中的預(yù)埋橫向鋼筋焊接或套筒連接。

12、可選的，所述阻水帷幕包括若干在豎井井壁外圍設(shè)置的外圍帷幕灌漿孔，所述外圍帷幕灌漿孔內(nèi)灌水泥漿液，若干所述外圍帷幕灌漿孔形成閉合的帷幕灌漿繞設(shè)在豎井的四周，所述外圍帷幕灌漿孔的底部延伸至豎井的井底以下。

13、可選的，豎井的井底設(shè)置有若干底板帷幕灌漿孔，所述底板帷幕灌漿孔內(nèi)灌水泥漿液，所述底板帷幕灌漿孔貫穿所述底板。

14、還提供一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井的施工方法，包括：

15、咬合防水支護(hù)樁施工：按照預(yù)設(shè)的豎井井壁樁孔，先鉆出若干素混凝土樁孔，在素混凝土樁孔內(nèi)澆筑混凝土；再鉆出若干鋼筋混凝土樁孔，鋼筋混凝土樁孔位于相鄰兩素混凝土樁孔之間并與素混凝土樁孔形成咬合，將鋼筋籠吊裝下放到鋼筋混凝土樁孔內(nèi)，在鋼筋混凝土樁孔內(nèi)澆筑混凝土，從而形成咬合防水支護(hù)樁；

16、豎井挖掘：將咬合防水支護(hù)樁內(nèi)部的巖石挖掘出去從而形成豎井；挖掘時(shí)，先使用旋挖鉆機(jī)，旋挖鉆機(jī)的機(jī)身位于地面咬合防水支護(hù)樁外，吊臂和旋挖結(jié)構(gòu)伸入咬合防水支護(hù)樁內(nèi)，采用z字形、后退式方法開(kāi)挖，依次挖掘若干鉆孔并出渣，然后用小型挖掘機(jī)開(kāi)挖豎井內(nèi)剩余的松散巖石并出渣；

17、安裝底板和底梁支座；

18、阻水帷幕施工。

19、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

20、(1)咬合防水支護(hù)樁剛度大、承載力高、抗浮能力強(qiáng)；采用咬合防水支護(hù)樁避免了逆作法鋼筋混凝土墻支護(hù)帶來(lái)的地下工程施工涌水的人員安全問(wèn)題。

21、(2)咬合防水支護(hù)樁、底板和底梁支座形成穩(wěn)定的連接，共同構(gòu)成了豎井的防水結(jié)構(gòu)，可有效阻止地下水進(jìn)入豎井內(nèi)，施工期、運(yùn)行期防水效果好，提高超深豎井的防水效果。

22、(3)咬合防水支護(hù)樁底部延伸至豎井底部以下并嵌入底部巖石，底板的抗浮錨桿垂直錨入井底的底部巖石；同時(shí)底梁支座中的支座抗浮錨桿傾斜向下錨入巖石中；從而使得本申請(qǐng)中的咬合防水支護(hù)樁、阻水帷幕、底板和底梁支座形成穩(wěn)定的抗浮結(jié)構(gòu)體系，提高超深豎井底板的抗浮效果。

23、(4)豎井挖掘時(shí)采用旋挖鉆機(jī)z字形、后退式開(kāi)挖豎井，提高了超深豎井開(kāi)挖的效率，大幅節(jié)約施工工期，解決了在硬巖地層中開(kāi)挖豎井，開(kāi)挖面積較小，大型挖掘機(jī)無(wú)法擺臂、無(wú)法轉(zhuǎn)身開(kāi)挖作業(yè)，小型挖掘機(jī)又挖不動(dòng)、功效太低的難題，又避免了爆破開(kāi)挖影響周邊老百姓的房屋建筑安全問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：所述咬合防水支護(hù)樁包括若干交錯(cuò)咬合排列的素混凝土樁(1)和鋼筋混凝土樁(2)；所述素混凝土樁(1)和所述鋼筋混凝土樁(2)的下端延伸至豎井(3)底部以下并嵌入底部巖石；豎井(3)的一側(cè)開(kāi)挖有隧洞及頂管(4)，與隧洞及頂管(4)的洞口對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述素混凝土樁(1)和多個(gè)所述鋼筋混凝土樁(2)被截?cái)嘈纬伤矶纯凇?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：所述底梁支座(8)緊貼若干所述素混凝土樁(1)和若干所述鋼筋混凝土樁(2)內(nèi)側(cè)壁，被截?cái)嗲椅挥谒矶醇绊敼?4)洞口下方的所述鋼筋混凝土樁(2)中的縱向鋼筋向下彎折錨入所述底梁支座(8)中。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：還設(shè)置有若干腰梁(10)，若干所述腰梁(10)從上到下布置在豎井(3)內(nèi)，所述腰梁(10)與若干所述素混凝土樁(1)和若干所述鋼筋混凝土樁(2)橫向連接，所述腰梁(10)上錨入有若干植筋(5)，所述植筋(5)水平貫穿所述素混凝土樁(1)并錨入豎井(3)的井壁巖石中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：所述腰梁(10)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述腰梁(10)中的鋼筋結(jié)構(gòu)由若干縱筋和若干橫向連接筋構(gòu)成，所述腰梁(10)中的橫向連接鋼筋與所述鋼筋混凝土樁(2)中的預(yù)埋橫向鋼筋焊接或套筒連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：所述支座抗浮錨桿(9)貫穿所述素混凝土樁(1)；所述底梁支座(8)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述底梁支座(8)中的鋼筋結(jié)構(gòu)由若干縱筋和若干橫向連接筋構(gòu)成，所述底梁支座(8)中的橫向連接鋼筋與所述鋼筋混凝土樁(2)中的預(yù)埋橫向鋼筋焊接或套筒連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：所述阻水帷幕包括若干在豎井(3)井壁外圍設(shè)置的外圍帷幕灌漿孔(11)，所述外圍帷幕灌漿孔(11)內(nèi)灌水泥漿液，若干所述外圍帷幕灌漿孔(11)形成閉合的帷幕灌漿繞設(shè)在豎井(3)的四周，所述外圍帷幕灌漿孔(11)的底部延伸至豎井(3)的井底以下。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于：豎井(3)的井底設(shè)置有若干底板帷幕灌漿孔(12)，所述底板帷幕灌漿孔(12)內(nèi)灌水泥漿液，所述底板帷幕灌漿孔(12)貫穿所述底板(6)。

9.一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井的施工方法，根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的水利工程隧洞及頂管的超深豎井，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種水利工程隧洞及頂管的超深豎井與施工方法，屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域。包括咬合防水支護(hù)樁，支護(hù)在豎井井壁四周，咬合防水支護(hù)樁下端延伸至豎井底部以下并嵌入底部巖石中；底板支護(hù)在豎井的井底，底板中設(shè)置有若干抗浮錨桿，底板抗浮錨桿的下端垂直錨入井底的底部巖石中；底梁支座澆筑在底板頂部四周周邊，緊貼咬合防水支護(hù)樁內(nèi)側(cè)壁，底梁支座上錨入有若干傾斜向下的支座抗浮錨桿，支座抗浮錨桿的下端錨入巖石中；阻水帷幕設(shè)置在咬合防水支護(hù)樁外周。咬合防水支護(hù)樁、阻水帷幕、底板和底梁支座形成穩(wěn)定的抗浮結(jié)構(gòu)體系，提高超深豎井抗浮能力和支護(hù)防水能力；解決了超深豎井空間狹窄大型挖掘機(jī)無(wú)法下井開(kāi)挖和小型挖掘機(jī)挖不動(dòng)的難題。

技術(shù)研發(fā)人員：葉生華,陸俊,明攀,高成城,梁冬虎,范向前,趙國(guó)富,王濤,王思瑤,武靖尚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴陽(yáng)市水務(wù)環(huán)境集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7