一种逆顺结合的旋流井施工方法与流程

本发明属于旋流井施工技术领域，具体涉及一种逆顺结合的旋流井施工方法。

背景技术：

随着冶金行业的快速发展，旋流井的应用越来越多，对施工质量、安全和工期的要求越来越高。旋流井施工的常规及传统的方法有大开挖法、沉井法、地下连续墙或逆作法施工。土方大开挖法:基坑施工也可采取完全放坡大开挖的方式，但旋流井基坑深，直径大，上述施工方法施工量大，而且周围厂房、建筑物已经不允许完全大开挖施工。沉井法:该方法当遇到地下有抗压强度大于50—300公斤/平方厘米的坚硬岩石层时，沉井无法下沉。地下连续墙法:在一般地下土质较软的地区适合此方案，尤其适合沿海地区淤泥质土层施工，但此地区地下同样受到地下坚硬岩层限制，岩石层处无法成槽。逆作法:在一些土质较软地下无岩层的地区，旋流井深基坑可采用排桩支护+高压旋喷止水帷幕支护的“全逆作法”施工，但地下有坚硬岩层分布时，灌注桩无法钻孔至基底以下。因此上述几种方法在遇到上层为泥土层地下有坚硬岩层需采取挖机和凿岩机开挖或爆破开挖的情况时便很难实施。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上层为泥土层下层为坚硬岩石层的旋流井施工时岩石层段施工很难实施的问题，提供一种逆顺结合的旋流井施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种逆顺结合的旋流井施工方法，所述旋流井施工于上层为泥土层下层为坚硬岩石层的地质环境中，该旋流井施工方法包括以下步骤：

步骤一、支撑及降水施工：沿着旋流井井孔施工位置四周施工支撑桩，支撑桩采用钢筋混凝土灌注桩，支撑桩下端进入岩石层一定深度，支撑桩施工完成后，沿旋流井井孔施工位置四周布设管井降水；

步骤二、泥土层段外筒施工：从旋流井设计的顶板标高开始，以向下开挖一节井孔，施工一节泥土层段外筒的方式施工，相邻两节泥土层段外筒之间的施工缝处设有相互配合的凹凸结构以防水，其中，第一节泥土层段外筒与冠梁同时施工，并连接在一起，最后一节井孔开挖至要求深度后先施工与支撑桩相连接的围檩，待围檩施工完成后继续开挖至岩石层，最后施工与围檩相连接的最后一节泥土层段外筒；

步骤三、内筒施工和岩石层段外筒施工；待泥土层段外筒施工完成后，沿上述井孔继续向下开挖至要求深度，在岩石层段孔壁喷洒素水泥浆液后，先施工底板，再从下往上施工岩石层段外筒，在泥土层段外筒与岩石层段外筒相接处施工缝内侧施工环形牛腿，从而完成旋流井外筒支护结构，在施工岩石层段外筒的同时从下至上施工内筒，最后将内筒上端与泥土层段外筒上端连接在一起，形成整体。

进一步地，所述岩石层段外筒分成多节浇筑，相邻两节之间施工缝处设置止水钢板。

进一步地，所述环形牛腿和与所述岩石层段外筒最上一节采用高一强度的微膨胀混凝土。

进一步地，所述支撑桩下端进入岩石层深度大于2米。

进一步地，所述步骤三中：所述待泥土层段外筒施工完成后，沿上述井孔继续向下开挖至要求深度，采用挖机和凿岩机共同开挖，或爆破开挖。

进一步地，相邻两节泥土层段外筒之间，凹槽设有于最上一节泥土层段外筒下端面。

本发明的有益效果是：该旋流井施工方法针对上层为泥土层下层为坚硬岩石层的旋流井施工，该方法先施工泥土层段井孔及泥土层段外筒，在泥土层段外筒完成后再施工岩石层段井孔及外筒，泥土层段外筒与冠梁及支撑桩形成倒挂的整体结构共同受力，支撑桩起到支撑泥土层段外筒作用，泥土层段外筒保护泥土层坑壁土体的稳定，因而方便后续采用挖机、凿岩机或爆破等效率高具有一定振动冲击性的方式施工，该方法解决了坚硬岩石层段施工很难实施的问题，缩短了旋流井施工周期，同时，由于泥土层段外筒采用从上至下开挖一节浇注一节的方式，每次开挖深度较浅，方便泥土层段外筒施工架模，且特别适合土质松软易塌陷的地质环境。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图中所示：支撑桩1，冠梁2，围檩3，泥土层段外筒4，岩石层段外筒5，牛腿6，底板7，内筒8，泥土层9，岩石层10，止水钢板11，凹槽41，第一平台板81，第二平台板82，平台柱83，顶板84。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2所示，本发明的一种逆顺结合的旋流井施工方法，所述旋流井施工于上层为泥土层下层为坚硬岩石层的地质环境中，该旋流井施工方法包括以下步骤：

步骤一、支撑及降水施工：沿着旋流井井孔施工位置四周施工支撑桩1，支撑桩1采用钢筋混凝土灌注桩，支撑桩1下端进入岩石层10一定深度，支撑桩1施工完成后，沿旋流井井孔施工位置四周布设管井降水；

步骤二、泥土层段外筒4施工：泥土层段外筒4分成多节施工，图中为两节，从旋流井设计的顶板84标高开始，以向下开挖一节井孔，架模施工一节泥土层段外筒4的方式施工，相邻两节泥土层段外筒4之间的施工缝处设有相互配合的凹凸结构以防至水从施工缝处渗出，其中，第一节(位于最上方)泥土层段外筒4与冠梁2同时施工，并连接在一起，最后一节井孔开挖至要求深度(围檩设计深度)后先施工与支撑桩1相连接的围檩3，待围檩3施工完成后继续开挖至岩石层10，最后施工与围檩3相连接的最后一节泥土层段外筒4；

步骤三、内筒8施工和岩石层段外筒5施工；待泥土层段外筒4施工完成后，沿上述井孔继续向下开挖至要求深度，在岩石层段孔壁喷洒素水泥浆液后，先施工底板7,再从下往上施工岩石层段外筒5，在泥土层段外筒与岩石层段外筒相接处施工缝内侧施工环形牛腿6，从而完成旋流井外筒支护结构，在施工岩石层段外筒5的同时从下至上施工内筒8，最后将内筒8上端与泥土层段外筒4上端通过顶板84连接在一起，形成整体。

步骤一中，降水通常需降至旋流井施工深度以下，才能方便井孔开挖。

本发明其中一实施例中，相邻两节泥土层段外筒4之间，凹槽41设有于最上(方)一节泥土层段外筒4下端面，下一节泥土层段外筒4浇注时混凝土填充进凹槽41形成与凹槽配合的凸起，从而防止水从施工缝处渗出。当然，凸起可设置于相邻两节泥土层段外筒4之间的最上一节泥土层段外筒4下端面，但这样下一节泥土层段外筒4上端位于凸起外侧部分，混凝土无法填充较为困难。

本发明泥土层段外筒4采用从上往下，分节分段逆作法施工，岩石层段外筒从下向上顺作法施工，在泥土层段外筒与岩石层段外筒相接段施工缝的内侧浇筑环形牛腿，将上下外筒连成整体，在施工缝内侧浇筑一道环形牛腿，起到方便浇混凝土、上下外筒施工缝接缝更好，使混凝土浇筑密实、防水，美观的作用。本发明在泥土层段外筒完成后再施工岩石层段井孔及外筒，泥土层段外筒与冠梁及支撑桩形成倒挂的整体结构共同受力，支撑桩起到支撑泥土层段外筒作用，外筒保护泥土层坑壁土体的稳定，方便岩石层段旋流井孔采用挖机和凿岩机共同开挖或爆破开挖等效率高具有一定振动冲击性的方式施工，因而提高了岩石层段旋流井孔、外筒及内筒结构施工的安全性，缩短了旋流井施工周期。同时，由于泥土层段外筒采用从上至下开挖一节浇注一节的方式，每次开挖深度较浅，方便泥土层段外筒架模施工，且特别适合土质松软易塌陷的地质环境。

本发明实施例中，支撑桩1的桩径800，下端进入岩石层10的深度大于2米，以保证其稳固性。支撑桩施工完成后，沿流井井孔施工位置四周布设8口管井。

本发明实施例中，岩石层段外筒分成多节浇筑，相邻两节之间施工缝处设置止水钢板11，以防水。岩石层段外筒分成多节浇筑，主要为保证岩石层段外筒浇注质量。

为了保证泥土层段外筒与岩石层段外筒之间连接性，环形牛腿和与所述岩石层段外筒最上一节采用高一强度的微膨胀混凝土。微膨胀混凝土的膨胀剂用量通常为8-10％。

本发明内筒8其中一具体施工过程如下，岩石层段外筒第一节与内筒第一平台板81一起浇筑，岩石层段外筒第二节与内筒第二平台板82一起浇筑，平台柱83与外筒第三节及环形牛腿一起浇筑，平台柱83分两节浇筑，最后施工顶板84将内筒、外筒连接成整体。