第三章 竖井施工技术
第一节 竖井开挖与初期支护
一、竖井工程及周边环境
1.竖井位置及周边环境
1#竖井位于新湖路与银田路交叉口西北侧，道路北侧为银田新村居民小区，道路南侧为碧海湾高尔夫俱乐部。3#竖井位于宝安大道南侧绿化道路内，附近为华万工业园高级宿舍、食堂及碧海湾高尔夫球场。
2.地质及水文情况
根据招标图纸及勘察报告显示，竖井地层从上至下依次为：1.88m厚填土层、1.88m淤泥质黏土层、0.83m厚砂层、6.25m厚砂质黏土层、1.04m厚全风化花岗岩、0.625m厚强风化花岗岩、0.208m厚中风化花岗岩、7.71m厚微风化花岗岩。竖井井底为微风化花岗岩层。
地下水有两种类型，第四系松散层和全风化带潜水型孔隙水和岩层强风化～中风化带的微承压型裂隙水。黏性土层为贫水地层，风化岩层为中等富水地层。地下水对混凝土无腐蚀性。
3.工程设计概况
竖井设计采用直壁开挖，格栅钢架＋网喷混凝土支护，支撑体系采用两纵一横（Ⅰ20b型钢连在一起）支撑，竖向间距1.5m。井口设置3m高井口圈。顶部设井圈50×50cm一道。其开挖断面为纵向宽7.3m、横向宽8.43m，开挖深度8.9m。竖井开挖断面尺寸均为7.9m×8.9m，深度分别为19.1m、20.5m，通道长度分别为14.9m、13.3m。1号竖井平面布置如图1-8所示。
图1-8 竖井平面布置图
二、竖井施工
竖井提升采用龙门架配三台电动葫芦，1台提升能力为5t，2台提升能力为10t，5个2.7m3出渣斗。竖井布置有人行步梯、通风供风管、供水排水管、动力照明电缆、下料管等。井口设施布置如图1-9所示。
图1-9 竖井井口布置示意图
为保证出渣效率，特对提升机司机进行先培训、考核合格后持证上岗，提高安全操作熟练程度，保证提升系统的安全，同时对各个工作面作业循环时间进行调整，尽量保证出渣时间不相互干扰。
第二节 竖井安全管理措施
一、竖井开挖支护
竖井的安全支护工作，要从竖井的正确锁口做起，用钢筋混凝土锁井口，稳定地层和井口表层围岩不松散变形，是正确的锁井口方式。在地质条件特别差的情况下，从施工程序上考虑上部20m左右按照设计体形开挖，每5m左右按照永久衬砌进行混凝土浇筑是安全可靠的施工方法。
保证围岩自身稳定，要从开挖过程做起。在爆破开挖中，控制光爆造孔间距、深度、垂直度完全一致，严格控制超欠挖，限制光爆孔的装药量，确保起爆后光爆残留半孔壁上没有裂纹，井壁齐平。否则如进行二次欠挖处理，就会破坏围岩自身稳定。人工开挖或钻爆过程不破坏围岩的自身稳定，是竖井安全支护的关键所在。
二、竖井衬砌
竖井衬砌是涉及安装使用脚手架和模板等诸多支撑体系的高空作业，是潜在的重大危险源。一般竖井深度也比较大，因此模板及其支撑系统在安装过程中，必须首先确保作业人员的安全，作业人员一要正确戴好安全帽、佩挂安全带等安全防护用品，做好安全自我防护工作；经医生检查认为不适宜高空作业的人，不得进行高空作业。
脚手架和模板支撑体系必须严格按照规范和技术交底要求进行施作，确保牢固可靠。混凝土浇灌前要做好各项准备工作，尤其是要确保混凝土输送管连接以及在竖井内固定的可靠性，另外要确保商品混凝土的质量和供应的连续性，以避免堵管、爆管等造成危及作业人员安全的情况。组合钢模板装拆时，上下应有人接应。钢模板及配件应随装拆随运送，严禁从高处掷下，高空拆模时，有专人指挥。
三、竖井提升系统
竖井提升系统是贯穿于整个施工过程中的一个重大危险源，因此每一个环节都要严格控制，才能确保整个施工的安全。竖井起吊提升主要安全专项措施有以下几点：
（1）各提升井架起重机操作人员必须经培训考试合格并取得特种作业人员操作证，严禁无证开机。操作人员上班时间要精神集中，严禁在施工现场打瞌睡或睡觉。
（2）做好日常的维护保养和运转记录。
（3）每次吊运材料时，指定专人分别在井口和井下负责起吊指挥。操作司机和指挥人员通过采用对讲机、电铃、警示灯等方式进行进行勾通和指挥，并在井下设警戒区域，由井下指挥人员进行警戒。材料吊放时，井下作业和过往人员要避让站在吊运材料下方5m区域外，并拉上反光警戒带。
（4）吊运的材料一定要放在料斗内，长直料钢筋材料一定要捆紧、下部包裹，固定可靠，防止钢筋脱开掉落伤人。
（5）起吊长直钢筋时，规格必须统一，不准长短参差不一，不准一点起吊。
（6）抬运、输送或安装钢筋时要看清楚上下和前后左右是否有作业人员，要注意钢筋碰撞或脱落伤人；严禁钢筋碰撞电气线路或配电箱等设施。
第三节 问题处理办法及经验教训
1#竖井于2008年3月9日开始进场施工，在项目部筹备完善的同时，工区驻点也筹备完成，于当月10日施工竖井开挖支护工作。竖井地层主要为素填土层、淤泥层、砂层、全～微风化层，地下水丰富。2008年6月上旬到达井底后进行横通道施工。
1#竖井于3月21日完成井圈和井架架设工作并报监理验收通过。在井身开挖过程中，由于1#竖井上部0～12m位置区段为素填土、淤泥层、砂层、全风化层，地质较软弱，而且地下水丰富，开挖工作非常艰难，多次出现涌水涌沙情况，于是决定采用锚管注浆加固及降水相结合的方式对富水软弱地层进行处理，在施工过程中加强现场质量控制，注浆参数严格按设计施工，取得了良好的加固效果，保证了竖井开挖进度。12m～竖井底部依次为强～微风化混合花岗岩，采用钻爆法开挖，由于竖井毗邻银田村居民楼，特编制竖井爆破施工专项方案，以减少爆破震动对周边小区的影响。但由于开挖上部时对软弱地层扰动较大，在竖井底部爆破开挖过程中又再次扰动，导致竖井周边沉降较大，项目部及时对竖井周边地面沉降、小区房屋沉降以及竖井收敛进行监测，及时调整爆破参数及竖井钢支撑轴力，时刻监控竖井的开挖支护及周边建筑安全。
3#竖井于2008年3月16日进场施工，对场地进行布置，同时开始竖井围护结构外搅拌桩施工，至3月28日搅拌桩完全施工完毕，并于4月4日井圈施工及井架架设全部完成。3#竖井由于前期对竖井周边进行了搅拌桩加固，竖井开挖并未遇很大困难，但由于毗邻碧海湾高尔夫球场及工厂，对3#竖井开挖爆破振动进行了有效控制。