悬挂式椭圆形逆作竖井的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种土建施工用逆作竖井，特别是一种悬挂式椭圆形逆作竖井。
【背景技术】
[0002]现有技术中，国内地下工程的逆作法竖井均采用矩形和圆形横断面结构，竖井的侧壁为等壁厚架构，然而圆形结构的竖井以受压为主，配筋小，但其空间利用率低、占地面面积大;矩形结构的竖井井内净空利用率高、占地小，但是其结构以受弯为主，配筋大，施工难度大。且现有的技术，无论是矩形还是圆形井，都采用上下、四周等壁厚配筋，在挖深较大的竖井工程中，经济性差。另外，采用逆作法施工时，由于土体开挖后、竖井侧壁浇筑前存在一个土体临空的时间，采用矩形井则无法在开挖侧壁形成土拱，则会造成侧壁土坍塌，进而造成施工事故。
[0003]中国专利ZL2015 2 0024209.1提供了一种用于顶管顶进遇阻清障的椭圆形逆作竖井，采用椭圆形逆作法竖井，可以兼有圆形结构和矩形结构受力好、配筋小、占地面积小等优点，但是该专利技术方案所述竖井的结构为竖向变径构造，分成上、中、下三个部分，上部采用外张口构造以稳定井口结构，中部设置环形台面作为工作台，同时加固该部分井壁；下部竖井内径大于中部，采用多个支撑架构，主要目的在于服务于顶管施工排障，为临时性结构。
[0004]上述专利技术虽然利用了椭圆形的竖井，但也仅仅是根据障碍物的范围对圆形进行适当调整，并未充分发挥椭圆形逆作竖井的构造优势；另外上述专利技术以及现有技术的逆作竖井均采用等壁厚的架构，这主要是因为侧壁土体开挖的厚度难以精确控制，常常造成超挖，采用等壁厚结构便于施工控制；而且采用等壁厚结构产生的混凝土方量不会增加过多。然而在实际施工中，由于竖井无论是高度方向还是横向部分的土侧压力都各有不同，这样一来，要么竖井整体受力不均匀，要么改变竖井上下的井壁结构或者井壁内径来适应不同的土侧压力，导致竖井结构复杂，不同节段井壁之间传力路径纵横交错，施工工程量增加，工程投资偏高。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种构建清晰传力路径，提高井壁受力负荷，简化竖井结构的悬挂式椭圆形逆作竖井。
[0006]本实用新型的目的是通过以下途径来实现的:
[0007]悬挂式椭圆形逆作竖井，其结构要点在于，包括有复数节椭圆形井壁，为绑扎钢筋饶筑混凝土构造，每节井壁的长轴内径和短轴内径相同，在最上方的井壁为倒L型构造，该倒L型构造为井颈，竖立部分位于逆作竖井的最上方井壁，横向部分则平行于地面，并固定安装于地基土之上，之后每一节井壁均通过构造钢筋连接到其上方一节井壁的绑扎钢筋上，直至逆作竖井连通地下隧道。
[0008]所述倒L型构造井壁为整个逆作竖井的井颈，由地面段的结构传递给地基土，倒L型结构按受弯构件配筋。逆作竖井从上往下分节逆作浇筑，井颈以下的每一节井壁采用构造钢筋进行连接，这样，通过构造钢筋将某一节井壁下方的所有侧壁重量传递至本节侧壁，最终传递至倒L型的井颈，此时倒L型井颈为一种悬挂式结构，以传递的方式向下承载着每一节井壁的重量，整体传力路径清晰，有效提高了井壁的受力负荷;在这样的传力系统构造下，逆作竖井的内侧截面便可做成一致的，施工时，采用相同截面的椭圆形钢模板施工，自此，整体逆作竖井为椭圆形柱体结构，结构简洁，合理减少占地宽度，同时简化了施工程序，降低了施工工程量。
[0009]本实用新型可以进一步具体为:
[0010]每节椭圆形井壁截面的短轴内半径a和长轴内半径b的比例为0.3 < (a/b) < 1.00
[0011]考虑到井壁的椭圆形截面在长轴和短轴方向受力大小有差异，为了能够确保侧壁结构的受力利用率，经由多次计算、测试和试验获得了椭圆形截面的长轴半径和短轴半径的比例数据，在此比例结构下，能够获得较好的侧壁结构受力利用率。
[0012]所述每节椭圆形井壁截面的长轴处壁厚tb与短轴处壁厚ta的比例为0.5< (tb/ta)<1.0。
[0013]不但井壁的椭圆形截面在长轴和短轴方向受力大小有差异，在受力方向上也是不同的，短轴处壁厚ta的受力弯矩为向井内弯曲，而长轴处壁厚tb的受力弯矩为向井外弯曲，因此，为了进一步提高侧壁结构的受力利用率，本实用新型设置了椭圆形截面的井壁在长轴方向和短轴方向上的壁厚不一样的构造，经由多次计算、测试和试验获得了长轴方向和短轴方向上的壁厚比值，即通过采用变壁厚的结构来获得更好的侧壁结构的受力利用率。
[0014]逆作竖井由上而下，每隔复数节井壁设置有一节壁座，其位于竖井壁基土一侧具有一凸起，其嵌入竖井基土中。
[0015]逆作竖井的高度是根据具体施工情况而定的，如果竖井的高度较高，为了确保传力路径的稳定性和可靠性，需要在每隔一定的高度将一节井壁设置成壁座，壁座与其他井壁相比区别在于设置有能够稳固嵌入竖井基土中的一侧凸起，借助竖井基土的作用力，在原有的传力系统上继续向下提供承载荷载的悬挂力。
[0016]所述连接相邻两节井壁的构造钢筋直径为8-12mm。
[0017]竖井从上往下分节拟作浇筑，各节竖井之间采用Φ8?Φ12的构造筋连接，通过构造钢筋将某一节井壁下方的所有侧壁重量传递至本节侧壁，最终传递至倒L型的井颈下方的地基土。
[0018]综上所述，本实用新型提供了一种悬挂式椭圆形逆作竖井，为由上至下等内截面的竖井构造，以最上方的井颈作为倒L型构造的井壁，其悬挂在地基土上，各节竖井之间采用构造钢筋连接，通过构造钢筋将某一节井壁下方的所有侧壁重量传递至本节侧壁，最终传递至倒L型的井颈下方的地基土;采用悬挂式井颈承重、不同节段井壁之间构造钢筋传递荷载的做法，传力路径清晰、构造简单;合理减少占地宽度，同时简化了施工程序，降低了施工工程量。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型所述的悬挂式椭圆形逆作竖井在高度方向上的截面结构示意图。
[0020]图2为本实用新型所述的悬挂式椭圆形逆作竖井的横向截面结构示意图。
[0021 ]下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。
【具体实施方式】
[0022]最佳实施例:
[0023]参照附图1，悬挂式椭圆形逆作竖井，竖井从上往下分节拟作浇筑，包括有复数节椭圆形井壁，每节约为1.0-1.5m，为绑扎钢筋浇筑混凝土构造，每节井壁的长轴内径和短轴内径相同。在最上方的井壁为倒L型构造，该倒L型构造为逆作竖井的井颈I，井颈I的竖立部分作为逆作竖井的最上方井壁，横向部分则平行于地面，并固定安装于地基土之上，L型结构按受弯构件配筋;之后向下逐节开挖，逐节施工，每一节井壁2均通过直径为8-12mm的构造钢筋连接到其上方一节井壁的绑扎钢筋上，直至逆作竖井连通地下隧道，最后一节井壁为马头门。这样，从井颈往下，通过构造钢筋将某一节井壁下方的所有侧壁重量传递至本节侧壁，最终传递至倒L型的井颈下方的地基土，因此，从这种传递式结构上看，倒L型井颈为一种悬挂式结构，以传递的方式向下承载着每一节井壁的重量。
[0024]本实用新型所述的椭圆形逆作竖井考虑了竖井的横向截面一一椭圆形截面构造，如图2所示，其中每节椭圆形井壁截面的短轴半径a和长轴半径b的比例为0.3 < (a/b) <1.0;且长轴处壁厚tb与短轴处壁厚1的比例为0.5 < (tb/ta) < 1.0。上述的截面构造考虑了井壁的椭圆形截面在长轴和短轴方向受力大小有差异，在受力方向上也是不同的，脱离了仅仅从截面形状的改进，更进一步的考虑了井壁侧壁结构的受力利用率，提高等径逆作竖井的结构稳定性。
[0025]由于逆作竖井的高度是根据具体施工情况而定的，如果竖井的高度较高，为了确保传力路径的稳定性和可靠性，需要在每隔一定的高度将一节井壁设置成壁座3，壁座3与其他井壁相比区别在于设置有能够稳固嵌入竖井基土中的一侧凸起，借助竖井壁基土的作用力，在原有的传力系统上继续向下提供承载荷载的悬挂力。
[0026]本实用新型所述悬挂式椭圆形拟作竖井的施工方法为:(I)根据图纸要求，加工椭圆形钢模板，模板高1.0?1.5m之间—(2)现场放样，定出椭圆形竖井的长轴和短轴，同时包含井颈底板范围4(3)清除井颈范围的表层虚土、开挖土体—(4)浇筑井颈4(5)井颈混凝土强度达到设计强度的70%之后，开挖第一节井侧壁范围土体4(6) 土模处理、绑扎侧壁钢筋4(7)筑模板、浇筑侧壁混凝土 (采用防水混凝土浇筑)—(8)侧壁混凝土达到设计强度的70%之后，拆钢模板4(9)开挖下一节井壁范围内的土体—(ΙΟ)重复上前述步骤，直至井达到设计高程—(11)根据实际情况，在井完成施工后，浇筑竖井永久性顶板，做好人行通道。
[0027]本实用新型未述部分与现有技术相同。
【主权项】
1.悬挂式椭圆形逆作竖井，其特征在于，包括有复数节椭圆形井壁，为绑扎钢筋浇筑混凝土构造，每节井壁的长轴内径和短轴内径相同，在最上方的井壁为倒L型构造，竖立部分位于逆作竖井的最上方井壁，横向部分则平行于地面，并固定安装于地基土之上，之后每一节井壁均通过构造钢筋连接到其上方一节井壁的绑扎钢筋上，直至逆作竖井连通地下隧道。2.根据权利要求1所述的悬挂式椭圆形逆作竖井，其特征在于，每节椭圆形井壁截面的短轴内半径a和长轴内半径b的比例为0.3 < a/b < 1.003.根据权利要求1所述的悬挂式椭圆形逆作竖井，其特征在于，所述每节椭圆形井壁截面的长轴处壁厚tb与短轴处壁厚ta的比例为0.5 < tb/ta < 1.0ο4.根据权利要求1所述的悬挂式椭圆形逆作竖井，其特征在于，逆作竖井由上而下，每隔复数节井壁设置有一节壁座，其位于竖井壁基土一侧具有一凸起，其嵌入竖井基土中。5.根据权利要求1所述的悬挂式椭圆形逆作竖井，其特征在于，所述连接相邻两节井壁的构造钢筋直径为8-12_。
【专利摘要】本实用新型涉及土建施工用逆作竖井，特别是一种悬挂式椭圆形逆作竖井，其结构要点在于，包括有复数节椭圆形井壁，为绑扎钢筋浇筑混凝土构造，每节井壁的长轴半径和短轴半径相同，在最上方的井壁为倒L型构造，竖立部分位于逆作竖井的最上方井壁，横向部分则平行于地面，并固定安装于地基土之上，之后每一节井壁均通过构造钢筋连接到其上方一节井壁的绑扎钢筋上，直至逆作竖井连通地下隧道。这样，通过构造钢筋将某一节井壁下方的所有侧壁重量传递至本节侧壁，最终传递至倒L型的井颈，以传递的方式向下承载着每一节井壁的重量，整体传力路径清晰，有效提高了井壁的受力负荷，结构简洁，合理减少占地宽度，同时简化了施工程序，降低了施工工程量。
【IPC分类】E02D29/045
【公开号】CN205242441
【申请号】CN201521099320
【发明人】陈孝湘, 张培勇, 赵金飞, 李广福, 吴征
【申请人】福建省电力勘测设计院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月24日