滑移式竖井环形钢支撑组件及施工方法与流程

本发明涉及隧道竖井施工技术领域，具体涉及一种滑移式竖井环形钢支撑组件及其施工方法。

背景技术：

目前，竖井开挖使用的环形钢支撑，主要采取大型机械吊运钢构件至基坑作业面，在竖井内进行现场拼装焊接。存在的主要问题是：大型机械吊装作业及竖井内现场拼装焊接，均存在较大的安全风险；竖井内拼装，操作环境复杂，各个环形钢支撑的产品一致性差，且施工速度缓慢、施工质量不宜控制，造价相对较高；井内拼装时，无法进行下一步的土方开挖，影响施工进度。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种安全可靠、施工进度快、施工质量高、成本造价低的滑移式竖井环形钢支撑组件。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种滑移式竖井环形钢支撑组件，包括设置在竖井内的锁口圈梁、井壁钢筋和环形钢支撑，所述锁口圈梁设置在井口位置处，井壁钢筋绑扎在锁口圈梁下方，在竖井外设置有水平滑轨，所述锁口圈梁上沿周向预留有至少两个上下贯通的竖向滑槽，每个环形钢支撑上设置有与锁口圈梁上的竖向滑槽一一对应的导向凸耳；所述环形钢支撑在竖井外成型后，能沿水平滑轨滑送至竖井口部，当导向凸耳与竖向滑槽一一对准后，抽离水平滑轨，环形钢支撑能穿过锁口圈梁滑落至井壁钢筋位置处进行绑扎固定。

作为上述方案的优选，在竖井外设置有拼装场地，所述环形钢支撑由导向凸耳和弧形块在拼装场地通过螺栓连接或焊接而成。

进一步优选为，所述导向凸耳和弧形块各为四个，每两个弧形块之间通过导向凸耳拼接。

进一步优选为，所述水平滑轨包括左右平行间隔设置的两根滑轨条。

同时，本发明还提供了一种滑移式竖井环形钢支撑组件的施工方法，包括以下步骤：

第一步，在施工场地进行土方开挖，绑扎锁口圈梁钢筋和浇筑混凝土，完成锁口圈梁的施工，锁口圈梁施工完成后继续向下开挖土方，挖至第一个环形钢支撑的设计位置后，停止土方开挖，进行第一段井壁钢筋笼的绑扎；与此同时，在拼装场地进行第一个环形钢支撑的拼装；

所述锁口圈梁设置在井口位置处，在锁口圈梁上沿周向预留有至少两个上下贯通的竖向滑槽；所述环形钢支撑由导向凸耳和弧形块通过螺栓连接或焊接而成，整体呈环形，导向凸耳与锁口圈梁上的竖向滑槽一一对应；

第二步，水平滑轨就位后，将拼装完成的第一个环形钢支撑沿水平滑轨滑送至竖井口部，再将导向凸耳与竖向滑槽一一对准，最后抽离水平滑轨，环形钢支撑穿过锁口圈梁滑落至第一个环形钢支撑的设计位置，进行环形钢支撑与第一段井壁钢筋笼的临时绑扎固定，进行第一段井壁钢筋笼的混凝土浇筑；

第三步，拼装第二个环形钢支撑的同时，开挖土方至第二个环形钢支撑的设计位置后，进行第二段井壁钢筋笼的绑扎，再将竖井内的环形钢支撑向下挪移至下一个环形钢支撑的设计位置并临时绑扎固定，将井外拼装好的第二个环形钢支撑通过水平滑轨滑送至竖井口部，再下落到第一个环形钢支撑的设计位置进行绑扎固定，完成第二段井壁钢筋笼的混凝土浇筑；依此类推，直至浇筑完所有段的井壁钢筋笼的混凝土，再将所有的环形钢支撑进行最后绑扎固定，并进行所有环形钢支撑的浇筑。

本发明的有益效果：

(1)不需要借助大型机械吊装钢构件，采用简单安全的水平滑轨将拼装完成的环形钢支撑送至竖井口部，安全可靠，降低了工程造价；

(2)环形钢支撑在竖井外拼装完成，不需要在井内进行现场拼装焊接，进一步降低了操作的安全风险；且竖井外拼装，产品一致性容易控制；

(3)竖井外拼装环形钢支撑的同时，进行井内土方开挖和钢筋绑扎，这种井内井外同步施工的方式，加快了施工速度、缩短了施工工期。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为发明的简易立体图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合图1、图2所示，一种滑移式竖井环形钢支撑组件，主要由锁口圈梁1、井壁钢筋(图中未示出)、环形钢支撑3和水平滑轨2等组成。

锁口圈梁1、井壁钢筋和环形钢支撑3设置在竖井内，环形钢支撑3在竖井外拼装完成，再通过水平滑轨2滑送至井口位置处。

锁口圈梁1设置在井口位置处，锁口圈梁1由绑扎的锁口圈梁钢筋和浇筑的混凝土构成，锁口圈梁1用于确保井口位置处的强度。井壁钢筋绑扎在锁口圈梁1下方，也需要浇筑混凝土，用于确保井壁的强度。

锁口圈梁1上沿周向预留有至少两个上下贯通的竖向滑槽1a，每个环形钢支撑3上设置有与锁口圈梁1上的竖向滑槽1a一一对应的导向凸耳3a。在竖井外设置有水平滑轨2。

环形钢支撑3在竖井外的拼装场地成型后，能沿水平滑轨2滑送至竖井口部。当导向凸耳3a与竖向滑槽1a一一对准后，抽离水平滑轨2，环形钢支撑3能穿过锁口圈梁1滑落至井壁钢筋位置处进行绑扎固定。井壁通过井壁绑扎钢筋和上下间隔设置的若干个环形钢支撑3共同确保强度，先绑扎井壁钢筋，再将每个环形钢支撑3下滑到设计位置后，分别与井壁钢筋绑扎固定在一起后，最后进行混凝土浇筑。

在竖井外设置有拼装场地，环形钢支撑3由导向凸耳3a和弧形块3b在拼装场地通过螺栓连接或焊接而成。当然，不限于拼装的方式，也可以一体成型。水平滑轨2作为轨道，用于将拼装好的环形钢支撑3滑至井口位置处。

导向凸耳3a和弧形块3b各为四个，每两个弧形块3b之间通过导向凸耳3a拼接。但不限于四个，也可以是三个或更多。水平滑轨2包括左右平行间隔设置的两根滑轨条，两根滑轨条的间距应大于环形钢支撑3的直径。

一种滑移式竖井环形钢支撑组件的施工方法，包括以下步骤：

第一步，在施工场地进行土方开挖，绑扎锁口圈梁钢筋和浇筑混凝土，完成锁口圈梁1的施工。锁口圈梁1施工完成后继续向下开挖土方，挖至第一个环形钢支撑3的设计位置后，停止土方开挖，进行第一段井壁钢筋笼的绑扎；与此同时，在拼装场地进行第一个环形钢支撑3的拼装。

锁口圈梁1设置在井口位置处，在锁口圈梁1上沿周向预留有至少两个上下贯通的竖向滑槽1a。环形钢支撑3由导向凸耳3a和弧形块3b通过螺栓连接或焊接而成，整体呈环形，导向凸耳3a与锁口圈梁1上的竖向滑槽1a一一对应。竖向滑槽1a至少为两个，优选为3个或4个；相应地，导向凸耳3a也为3个或4个。

第二步，水平滑轨2就位，水平滑轨2的一端接至拼装场地，另一端接至施工场地。水平滑轨2就位后，将拼装完成的第一个环形钢支撑3沿水平滑轨2滑送至竖井口部，再将导向凸耳3a与竖向滑槽1a一一对准，最后抽离水平滑轨2，环形钢支撑3穿过锁口圈梁1滑落至第一个环形钢支撑3的设计位置，进行环形钢支撑3与第一段井壁钢筋笼的临时绑扎固定，进行第一段井壁钢筋笼的混凝土浇筑。第一个环形钢支撑3采用临时绑扎固定，一方面是为了对浇筑时的井壁钢筋笼起到支撑加强作用；另一方面是为了方便自身再次下落到下一个环形钢支撑3的设计位置，以腾出第一个环形钢支撑3的设计位置供其它环形钢支撑3占用。

第三步，拼装第二个环形钢支撑3的同时，开挖土方至第二个环形钢支撑3的设计位置后，进行第二段井壁钢筋笼的绑扎；再将竖井内的环形钢支撑3向下挪移至下一个环形钢支撑3的设计位置并临时绑扎固定。将井外拼装好的第二个环形钢支撑3通过水平滑轨2滑送至竖井口部，再下落到第一个环形钢支撑3的设计位置进行绑扎固定，完成第二段井壁钢筋笼的混凝土浇筑。依此类推，直至浇筑完所有段的井壁钢筋笼的混凝土，再将所有的环形钢支撑3进行最后绑扎固定，并进行所有环形钢支撑3的浇筑。每放入一个环形钢支撑3之前，都要将已经放入的环形钢支撑3全部顺次向下挪移一个位置。

施工过程中的注意事项：(1)每个环形钢支撑下放到位后，采用临时绑扎固定，浇筑每段井壁混凝土不浇筑环形钢支撑，最后再全部绑扎固定后进行二次浇筑；(2)每放入一个环形钢支撑，已经放入的所有环形钢支撑均顺次向下挪移一个位置；(3)所有的环形钢支撑大小规格一致。

滑移式环形钢支撑施工方法在原有施工方法的基础上，将环形钢支撑的拼装改为竖井外的拼装场地预先拼装，然后通过水平滑轨滑至竖井，再通过导向凸耳与竖向滑槽的导向作用，沿着坑壁滑至设计支撑位置进行固定的过程，减少了环形钢支撑大型吊运机械的数量，降低了安全风险，并且预先拼装有利于保证环形钢支撑构件的质量和尺寸精度，缩短了因施工现场作业面拼装影响土方开挖的时间，土方开挖和环形钢支撑拼装可同时进行，有利于缩短工期。