一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法与流程

本发明涉及一种隧道竖井的施工方法领域，具体涉及一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法。

背景技术：

1、竖井工程自从1878年开滦煤矿建立第一对机械提升矿井到现在，在煤碳行业已经有130历史，技术较为成熟，而在高速公路施工中是近几年才出现的，根据公路的特殊要求借鉴煤矿竖井进行技术改进。竖井通风在公路、铁路长大隧道中，具有通风效果好，营运成本低的优点，在公路、铁路长大隧道中应用越来越广泛，深度300m以上的超深竖井也随之越来越多，随着深度的增加，传统的正井开挖施工方法已逐渐无法满足施工的安全、进度等要求。

2、城开隧道是城口至开州高速公路重大控制线工程之一，左线隧道起始桩号为zk71+781～zk83+270，长11489米；右线隧道起始桩号为k71+778～k83+234，长11456米，最大埋深约为1366米；隧道采用三区段纵向式送排风方案，城口端通风斜井长791m(平长)，坡度22.3°；开州端送风竖井长303.6m，排风竖井长303m，开挖直径为10.8m。竖井及联络通道按新奥法原理设计，结构采用锚、网、喷、钢拱架组成初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式：初期支护以喷射混凝土、锚杆、钢筋网及钢拱架为主要支护手段；二衬采用c35防水砼，抗渗等级不小于p8，排水采用衬砌背后竖向设置四道φ100hdpe双臂打孔波纹管(外裹无纺布)，将竖井水引入联络风道纵向边沟内。

3、当挖掘山岭隧道生态斜坡大断面、深度在200m以上超深竖井工程时，现有的施工方法安全性和效率达不到。

4、有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，该方法通过先进行由上而下的微创导孔施工，实现与下部已完成开挖的主洞送排风联络道相通，再自下而上进行反钻扩孔，以解决现有技术中安全性和效率不高的问题。

2、本发明实施例通过下述技术方案实现：一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，包括以下步骤：

3、s1：微创导孔施工：先在竖井中心由上而下钻取直达井底的直径为d1的微创导孔；

4、所述微创导孔与竖井下部已完成开挖的主洞送排风联络道相通；

5、s2：微创导孔反钻扩孔：通过微创小导孔自上而下安装钻杆至竖井底部，在所述钻杆底部安装反挖扩孔钻头，通提升拆除钻杆，实现扩孔钻进，所述扩孔的直径为d2，所述d2>d1；

6、s3：进行井口全断面开挖、在竖井上安装安全机构后对竖井进行全断面开挖；

7、s4：对竖井进行初支施工和二次衬砌施工。

8、优选地，在s1中包括采用定向钻的钻机进行微创导孔钻凿，每20～80m停钻进行垂直偏斜测量；

9、若钻孔偏斜角大于2°，则认定为严重偏斜，停钻纠偏；

10、若钻孔偏斜角大于0°且小于2°，则在100～200m位置进行纠偏操作。

11、优选地，s2中所述钻杆的外径与所述微创导孔的内径适配。

12、优选地，s2中当所述反挖扩孔钻头扩孔至距竖井顶部2m～5m时，需要减缓进行扩孔，直至反挖扩孔钻头露出地面。

13、优选地，所述微创导孔施工被钻进时破碎下来的岩屑由循环液带出地面，所述微创导孔反钻扩孔时破碎掉落下来的岩屑靠自重落到下面，由装载机或其它装载设备运出。

14、优选地，s3中所述安全机构包括安全盘、井下安全平台和井盖；

15、所述安全盘用于防止孔口杂物坠入孔内；

16、所述井下安全平台作为中转平台，且为井下作业人员提供安全绳固定点；

17、所述井盖为透气型防翻转井盖，用于保证井内通风和防止井内人员、杂物掉入扩孔内。

18、优选地，s3中所述全断面开挖包括炮眼爆破。

19、优选地，当所述竖井横截面为圆形时，所述炮眼按多个同心圆排列。

20、优选地，s4中所述初支施工过程包括在竖井内壁上安装固定机构后向竖井内壁喷射混凝土。

21、优选地，s4中二次衬砌施工过程包括滑模尺寸设计和施工、表面修整及养护、停滑措施及施工缝处理、滑模的控制和拆除。

22、本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

23、1、本发明实施例提供的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，采用反井法施工改变传统的自上而下的全断面开挖，孔口出渣的施工方式，而采用先在竖井中心由上而下钻取直达井底的微创导孔，小孔径钻进降低了地质生态环境的扰动，实现与下部已完成开挖的主洞送排风联络道相通。在井下联络道内连接扩孔钻头，由下向上扩孔反钻施工先导井(扩孔)，作为竖井全断面爆破施工时的爆破自由面和通风溜碴通道；最后自上而下爆破开挖至形成设计的坚井断面，从而解决人工开挖施工过程中的出渣、通风、排水等难题。

24、2、本发明在通过设置安全盘，井下安全平台，导孔口加盖透气型防翻转井盖等措施，为坚井掌子面作业人提供多重保护，降低施工安全风险。

25、总体而言，本发明的实施例提供的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，通过先进行由上而下的微创导孔施工，实现与下部已完成开挖的主洞送排风联络道相通，再自下而上进行反钻扩孔，达到提高安全性和效率的目的。

技术特征：

1.一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，在s1中包括采用定向钻的钻机进行微创导孔钻凿，每20～80m停钻进行垂直偏斜测量；

3.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，s2中所述钻杆的外径与所述微创导孔的内径适配。

4.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，s2中当所述反挖扩孔钻头扩孔至距竖井顶部2m～5m时，需要减缓进行扩孔，直至反挖扩孔钻头露出地面。

5.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，所述微创导孔施工被钻进时破碎下来的岩屑由循环液带出地面，所述微创导孔反钻扩孔时破碎掉落下来的岩屑靠自重落到下面，由装载机或其它装载设备运出。

6.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，s3中所述安全机构包括安全盘、井下安全平台和井盖；

7.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，s3中所述全断面开挖包括炮眼爆破。

8.根据权利要求7所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，当所述竖井横截面为圆形时，所述炮眼按多个同心圆排列。

9.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，s4中所述初支施工过程包括在竖井内壁上安装固定机构后向竖井内壁喷射混凝土。

10.根据权利要求1所述的一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，其特征在于，s4中二次衬砌施工过程包括滑模尺寸设计和施工、表面修整及养护、停滑措施及施工缝处理、滑模的控制和拆除。

技术总结
本发明公开了一种基于生态护坡的隧道超深竖井反井法的施工方法，一种隧道竖井的施工方法领域，S1：微创导孔施工：先在竖井中心由上而下钻取直达井底的直径为d<subgt;1</subgt;的微创导孔；S2：微创导孔反钻扩孔：通过微创小导孔自上而下安装钻杆至竖井底部，在所述钻杆底部安装反挖扩孔钻头，通提升拆除钻杆，实现自下而上的扩孔钻进，所述扩孔的直径为d<subgt;2</subgt;，所述d<subgt;2</subgt;>d<subgt;1</subgt;；S3：进行井口全断面开挖、在竖井上安装安全机构后对竖井进行自上而下的全断面开挖；S4：对竖井进行初支施工和二次衬砌施工。本发明通过先进行由上而下的微创导孔施工，实现与下部已完成开挖的主洞送排风联络道相通，再自下而上进行反钻扩孔，达到提高安全性和效率的目的。

技术研发人员：李河山,钟正波,张喜,安春伟
受保护的技术使用者：中铁隆工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13