本發(fā)明涉及隧道施工，具體地說，涉及一種適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)及施工工法。

背景技術(shù)：

1、隧道工程是修建在地下或水下或者在山體中，根據(jù)其所在位置可分為山嶺隧道工程、水下隧道工程和城市隧道工程三大類，主要用于提供交通運輸和人行的通道，以滿足交通線路暢通的要求。

2、如cn118309430a中涉及一種軟弱地層大直徑深豎井階梯式開挖支護施工方法，包括：一、施工鎖口圈梁；二、安裝龍門吊；三、開挖大直徑深豎井的井口段；四、施工井口段圍巖超前灌漿支護和井口段初期支護；五、階梯式開挖大直徑深豎井的井身；六、施工井身圍巖超前灌漿支護和井身初期支護；七、重復(fù)步驟五至步驟六，直至完成大直徑深豎井的開挖支護。

3、上述的豎井施工方法利用井口段圍巖超前灌漿支護和井口段初期支護能夠減少井口圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險，然后通過階梯式開挖方式進行大直徑深豎井的井身開挖，能夠改善軟弱地層圍巖穩(wěn)定性差的問題，能夠增強大直徑深豎井的井身開挖的安全性，將上述的豎井施工方法應(yīng)用于嚴寒區(qū)凍土層這種典型軟弱地層環(huán)境時所挖設(shè)的豎井穩(wěn)定性高，但tbm（隧道掘進機）隧道施工結(jié)束且完成對tbm的拆解后，鑒于隧洞保溫、運行安全以及臨時征地到期后的恢復(fù)等要求，需要對挖設(shè)的豎井井口進行永久封閉處理，而上述的豎井施工方法中缺少井口封閉處理的內(nèi)容，現(xiàn)有的主流井口封閉方法為混凝土封堵法，但大量使用混凝土進行封堵時由于混凝土的重量較大，會對井口周圍的土壤或結(jié)構(gòu)造成壓迫，甚至引發(fā)沉降等安全隱患，因此還需要設(shè)置額外的用于防止混凝土封堵體下沉的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致施工成本高的問題。

4、為了在確保豎井井口的封閉效果的前提下降低施工成本，提出一種適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)及施工工法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)及施工工法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的之一在于，提供了一種適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)，包括整體設(shè)置于豎井井口以下2m處的底層封閉結(jié)構(gòu)以及設(shè)置于底層封閉結(jié)構(gòu)頂部用于封堵井口的表層封閉結(jié)構(gòu)；

3、所述底層封閉結(jié)構(gòu)包括與豎井井壁固定連接的第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)以及與第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)頂部連接的第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)，所述第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)用于封堵豎井內(nèi)部并承載所述表層封閉結(jié)構(gòu)；

4、所述表層封閉結(jié)構(gòu)包括位于所述第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)頂部的表面填土層以及設(shè)置于表面填土層內(nèi)的防滲土工膜，所述表面填土層填土面與地面一致，所述防滲土工膜用于防止雨水滲漏，所述第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)與豎井井壁固定連接對第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)及其上的表層封閉結(jié)構(gòu)進行支撐。

5、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)包括多個插入豎井井壁內(nèi)的砂漿錨桿和第一鋼筋組、第一底模，所述砂漿錨桿的長度為2m，所述第一鋼筋組、所述第一底模均與所述砂漿錨桿一端連接，所述第一底模的平面尺寸與豎井井壁尺寸一致，所述第一鋼筋組位于所述第一底模與豎井井壁貼合形成的空間內(nèi)，向該空間內(nèi)澆筑混凝土冷卻后形成包含所述第一鋼筋組的底鋼筋砼；

6、所述第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)包括位于所述第一底模頂部的第二底模，所述第二底模的尺寸與豎井井口的尺寸相匹配，所述第二底模內(nèi)設(shè)有第二鋼筋組，所述第一底模頂端穿過所述第二底模與所述第二鋼筋組底端連接，向所述第二底模內(nèi)澆筑混凝土冷卻后形成包含所述第二鋼筋組的頂鋼筋砼。

7、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述第一鋼筋組包括多個第一橫向鋼筋以及與第一橫向鋼筋連接的第一豎向鋼筋，所述第一橫向鋼筋的直徑與所述砂漿錨桿的直徑相同，所述第一橫向鋼筋遠離所述第一豎向鋼筋一端與所述砂漿錨桿一端連接，所述第一豎向鋼筋頂端穿過所述第二底模，所述第二鋼筋組包括多個第二橫向鋼筋以及與第二橫向鋼筋兩端連接的第二豎向鋼筋，多個所述第二橫向鋼筋呈網(wǎng)格形布置，所述第二豎向鋼筋底端與所述第一豎向鋼筋頂端連接。

8、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述表面填土層頂面與地面呈1%的夾角。

9、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述防滲土工膜為設(shè)置于井口填土面以下50cm的布-膜-布結(jié)構(gòu)的不透水土工布，且不透水土工布的尺寸為直徑大于井口尺寸3m的圓形或正方形。

10、本發(fā)明目的之二在于，還提供了一種如上述所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)的施工工法，包括以下步驟：

11、s1、根據(jù)豎井規(guī)格進行砂漿錨桿及的制作，并將第一橫向鋼筋與第一豎向鋼筋連接組合形成第一鋼筋組，將第二橫向鋼筋與第二豎向鋼筋連接組合形成第二鋼筋組，同時進行豎井的吊籃安設(shè)；

12、s2、將多個砂漿錨桿插入井壁并使用水泥砂漿進行填充錨固，然后將第一鋼筋組貼近井壁將第一橫向鋼筋與砂漿錨桿一端連接，再將第一底模貼近井壁使得第一底模的四角與對應(yīng)位置的砂漿錨桿一端連接；

13、s3、向第一底模與井壁合圍形成的空間中灌注混凝土直至冷卻形成底鋼筋砼后，在底鋼筋砼頂部設(shè)置第二底模，然后將第二鋼筋組置于第二底模內(nèi)，并將第二豎向鋼筋底端與第一豎向鋼筋頂端焊接連接后，向第二底模內(nèi)澆筑混凝土形成封堵板后進行砼養(yǎng)護；

14、s4、將豎井開挖料回填至井口內(nèi)封堵板上，并在填土體中井口填土面以下50cm處鋪設(shè)防滲土工膜，回填至表層時將填土面與地面一致，且填土面根據(jù)地形設(shè)置成1%的坡面，施工完畢后進行現(xiàn)場清理。

15、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述s2中，第一底模與砂漿錨桿連接后，對第一底模與井壁之間的空隙進行縫隙密實處理。

16、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述s3中，砼養(yǎng)護的方式為蒸汽養(yǎng)護。

17、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述s4中，在鋪設(shè)時將防滲土工膜設(shè)置為中部高于邊緣處。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

19、該適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)及施工工法中，通過第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)與豎井井壁固定連接以對第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)及其上的表層封閉結(jié)構(gòu)進行支撐，使得第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)以及表層封閉結(jié)構(gòu)能夠?qū)ν谠O(shè)的豎井井口進行永久封閉處理，能夠有效避免對井口周圍的土壤或結(jié)構(gòu)造成壓迫，甚至引發(fā)沉降等安全隱患的情況，并且采用豎井開挖料回填封閉，能夠減少豎井井口封閉時消耗的物資，從而能夠減少施工成本。

技術(shù)特征：

1.一種適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括整體設(shè)置于豎井井口以下2m處的底層封閉結(jié)構(gòu)（1）以及設(shè)置于底層封閉結(jié)構(gòu)（1）頂部用于封堵井口的表層封閉結(jié)構(gòu)（2）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)（11）包括多個插入豎井井壁內(nèi)的砂漿錨桿（111）和第一鋼筋組（112）、第一底模（113），所述砂漿錨桿（111）的長度為2m，所述第一鋼筋組（112）、所述第一底模（113）均與所述砂漿錨桿（111）一端連接，所述第一底模（113）的平面尺寸與豎井井壁尺寸一致，所述第一鋼筋組（112）位于所述第一底模（113）與豎井井壁貼合形成的空間內(nèi)，向該空間內(nèi)澆筑混凝土冷卻后形成包含所述第一鋼筋組（112）的底鋼筋砼（114）；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一鋼筋組（112）包括多個第一橫向鋼筋以及與第一橫向鋼筋連接的第一豎向鋼筋，所述第一橫向鋼筋的直徑與所述砂漿錨桿（111）的直徑相同，所述第一橫向鋼筋遠離所述第一豎向鋼筋一端與所述砂漿錨桿（111）一端連接，所述第一豎向鋼筋頂端穿過所述第二底模（121），所述第二鋼筋組（122）包括多個第二橫向鋼筋以及與第二橫向鋼筋兩端連接的第二豎向鋼筋，多個所述第二橫向鋼筋呈網(wǎng)格形布置，所述第二豎向鋼筋底端與所述第一豎向鋼筋頂端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述表面填土層（21）頂面與地面呈1%的夾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述防滲土工膜（22）為設(shè)置于井口填土面以下50cm的布-膜-布結(jié)構(gòu)的不透水土工布，且不透水土工布的尺寸為直徑大于井口尺寸3m的圓形或正方形。

6.一種如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)的施工工法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)的施工工法，其特征在于：所述s2中，第一底模（113）與砂漿錨桿（111）連接后，對第一底模（113）與井壁之間的空隙進行縫隙密實處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)的施工工法，其特征在于：所述s3中，砼養(yǎng)護的方式為蒸汽養(yǎng)護。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)的施工工法，其特征在于：所述s4中，在鋪設(shè)時將防滲土工膜（22）設(shè)置為中部高于邊緣處。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種適應(yīng)嚴寒區(qū)超大口徑豎井井口永久封閉結(jié)構(gòu)及施工工法。其包括整體設(shè)置于豎井井口以下2m處的底層封閉結(jié)構(gòu)以及設(shè)置于底層封閉結(jié)構(gòu)頂部用于封堵井口的表層封閉結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，通過第一鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)與豎井井壁固定連接以對第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)及其上的表層封閉結(jié)構(gòu)進行支撐，使得第二鋼筋砼封堵結(jié)構(gòu)以及表層封閉結(jié)構(gòu)能夠?qū)ν谠O(shè)的豎井井口進行永久封閉處理，能夠有效避免對井口周圍的土壤或結(jié)構(gòu)造成壓迫，甚至引發(fā)沉降等安全隱患的情況，并且采用豎井開挖料回填封閉，能夠減少豎井井口封閉時消耗的物資，從而能夠減少施工成本。

技術(shù)研發(fā)人員：周應(yīng)祥,王紅帥,師要剛,牛萬吉,牛文娟,王凱生,王磊,王慶勇,許史,李志鵬,吳梅
受保護的技術(shù)使用者：新疆水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15