本发明涉及建筑施工领域，尤指一种高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法。
背景技术：
在地铁车站隧道运营阶段，为了释放机车在隧道中做活塞运动时带动的风力，以及改善隧道内空气质量，需在车站隧道布置通风竖井，通风竖井的一端连接地下空间(多为与车站隧道主洞相连的水平风道)，通风竖井的另一端连接地上。目前，竖井建设多采用正井法，其施工顺序一般为自上而下掘进并跟进初期支护，待掘进至附属水平通道后，再自下而上进行井壁二衬施工。但采用正井法施工存在一些缺陷：一是碴土需由井底提升至井口，随井深增加能源消耗逐渐增大，出碴时间越来越长；二是需设置专门的弃渣场地，对施工空间有一定的要求，施工影响范围大，当竖井位于高陡边坡等狭小、出碴困难的作业场地时，该方法的适用性大打折扣；三是提碴过程中碴体易掉落，威胁井下施工人员安全；四是掘进速度较慢，钻爆效果差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法，解决现有技术中高陡边坡处开挖通风竖井时出渣困难效率低下的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供一种高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法，包括：
在待开挖的通风竖井的对应于不同高度的相对两侧插设竖向抗滑桩；
在所述待开挖的通风竖井的范围内竖向开挖通孔，直至所述待开挖的通风竖井的设计标高位置；
在现有的隧道和所述通孔之间开挖水平风道，使所述通孔和所述隧道相连通；以及
由上至下开挖所述待开挖的通风竖井至设计标高位置，利用所述通孔将开挖的碴土下落至所述水平风道并运至所述隧道外。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的有益效果：
本发明通过在待开挖的通风竖井的井口范围内开挖通孔，在通孔和现有的隧道之间开挖连通的水平风道。这样开挖的渣土直接利用通孔下落至水平风道，并可通过水平风道和隧道运输出去，从而不需要将开挖的渣土向上运输，节约了能源，提高了施工效率，解决了高陡边坡处开挖通风竖井时出渣困难效率低下的问题。抗滑桩起到竖向加固支撑的作用，减小了通风竖井开挖时对边坡的扰动，用于防止开挖施工时发生滑坡的问题，降低了整体施工风险。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的进一步改进在于，所述通孔的底部和所述水平风道的顶部相互连通。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的进一步改进在于，在由上至下开挖所述通风竖井的过程中，在所述通风竖井的内壁由上至下设置竖井初衬；
在所述通风竖井开挖完成后，在所述通风竖井的竖井初衬的内表面由下而上施工竖井二衬。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的进一步改进在于，所述竖井初衬包括沿着所述通风竖井的内壁设置的钢支撑和喷射于所述内壁的混凝土。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的进一步改进在于，在开挖所述通孔前还包括测量并定位所述通风竖井的井口。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的进一步改进在于，所述通孔的直径为1m。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的进一步改进在于，插设所述抗滑桩包括：
间隔插设于待开挖的通风竖井的对应于不同高度的相对两侧的桩体；以及
在所述桩体的顶部拉结固定连接梁。
附图说明
图1为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通孔开挖后的正断面示意图。
图2为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通孔开挖后的延边坡方向的断面示意图。
图3为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的水平风道开挖后的正断面示意图。
图4为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的水平风道开挖后的延边坡方向的断面示意图。
图5为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通风竖井开挖过程中的正断面示意图。
图6为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通风竖井开挖过程中的延边坡方向的断面示意图。
图7为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的竖井二衬支护过程中的正断面示意图。
图8为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的竖井二衬支护过程中的延边坡方向的断面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1，显示了本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通孔开挖后的正断面示意图。图2为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通孔开挖后的延边坡方向的断面示意图。图1至图8，显示了本发明的各个步骤示意图。结合图1至图8所示，一般在山地城市边坡上地铁通风竖井的修建的施工风险较高。本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法包括：在待开挖的通风竖井的对应于不同高度的相对两侧插设竖向抗滑桩10；在所述待开挖的通风竖井的范围内竖向开挖通孔20，直至所述待开挖的通风竖井的设计标高位置；在现有的隧道和所述通孔20之间开挖水平风道40，使所述通孔20和所述隧道30相连通；以及由上至下开挖所述待开挖的通风竖井至设计标高位置，利用所述通孔20将开挖的碴土下落至所述水平风道并运至所述隧道30外。本发明通过在待开挖的通风竖井的井口范围内开挖通孔，在通孔和现有的隧道之间开挖连通的水平风道。这样开挖的渣土直接利用通孔下落至水平风道，并可通过水平风道和隧道运输出去，从而不需要将开挖的渣土向上运输，节约了能源，提高了施工效率，解决了高陡边坡处开挖通风竖井时出渣困难效率低下的问题。
作为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的一较佳实施方式，结合图1至图8所示，所述通孔20的底部和所述水平风道40的顶部相互连通，从而开挖的渣土会直接从通孔下落到水平风道40内，而不会发生阻塞。
在开挖通孔前还包括通过测量并定位通风竖井的井口。通过定位通风竖井的井口的位置，从而方便后续确定通孔20的位置。通孔20可以设置在待开挖的通风竖井50的井口范围内的任意一点，在本实施例中，将通孔20设置在待开挖的通风竖井50的井口范围内的圆心处。具体地，在在待开挖的通风竖井50的井口范围内的圆心采用人工挖孔或冲击钻自上而下开挖竖向的通孔20，直至通风竖井50的井底设计标高位置。在本实施例中，通孔20的直径约1m。具体可根据实际施工情况而定。当采用钻爆法开挖通风竖井时，通孔20增加了爆破临空面，对爆破效果有一定的提高。
作为本发明高陡边坡地铁车站隧道的通风竖井的施工方法的一较佳实施方式，抗滑桩10设置在通风竖井的不同高度的相对两侧，起到竖向加固支撑的作用，减小了通风竖井开挖时对边坡的扰动，用于防止开挖施工时发生滑坡的问题，降低了整体施工风险。
插设所述抗滑桩10包括：间隔插设于待开挖的通风竖井的对应于不同高度的相对两侧的桩体；以及在所述桩体的顶部拉结固定连接梁。
在本实施例中，桩体的截面为矩形。在竖井上、下坡方向两侧布置两排抗滑桩，防止竖井施工时发生滑坡，降低竖井施工风险。桩体呈直线型均匀排布，矩形截面，具体截面尺寸、桩长、锚固长度及间距根据经验结合计算进行合理选取。桩体在顶面位置通过连接梁进行连接，形成整体抗滑结构。
作为本发明高陡边坡地铁车站隧道的通风竖井的施工方法的一较佳实施方式，参阅图3，显示了本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的水平风道开挖后的正断面示意图。参阅图4，显示了本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的水平风道开挖后的延边坡方向的断面示意图。结合图1至图4所示，开挖水平风道40连通隧道30和通孔20。通孔20在顶拱部位与水平风道40连通相互连通。开挖水平风道40与通孔20贯通后，通孔20可作为水平风道40的临时通风孔使用，改善水平风道40的施工作业环境，降低出碴过程中的粉尘浓度。水平风道40为永久使用结构，不需要回填。
作为本发明高陡边坡地铁车站隧道的通风竖井的施工方法的一较佳实施方式，参阅图5，显示了本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通风竖井开挖过程中的正断面示意图。参阅图6，显示了本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的通风竖井开挖过程中的延边坡方向的断面示意图。结合图1至图6所示，采用钻爆法或机械开挖法由上至下掘进开挖通风竖井50，同时紧跟着在已经开挖出的通风竖井50的内壁由上至下设置竖井初衬60，在本实施例中，用于竖井初衬60的设备均在地表与工作面，竖井初衬60包括沿着通风竖井50的内壁设置的钢支撑和喷射于内壁的混凝土。竖井初衬60起到对通风竖井50的内壁进行防护的作用。
作为本发明高陡边坡地铁车站隧道的通风竖井的施工方法的一较佳实施方式，参阅图7，显示了为本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的竖井二衬支护过程中的正断面示意图。参阅图8，显示了本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的竖井二衬支护过程中的延边坡方向的断面示意图。结合图1至图8所示，在通风竖井50开挖完成后，在通风竖井50的竖井初衬60的内表面由下而上施工竖井二衬70。竖井二衬70采用人工浇筑混凝土形成。
具体地，井口中心采用人工挖孔自上而下开挖圆形竖向通孔，直至井底设计标高位置，设计孔径为1m。具体施工中，应首先在挖孔前浇筑井圈锁口，防止孔周土石及地表水进入孔内，并预埋插筋与护壁连接。人工挖孔应分节开挖，分节支护，节长取1.0m，废渣通过吊桶运至地面，并及时用钢模现浇混凝土护壁。护壁上段竖向筋按设计要求伸入下段护壁内，上下节护壁的搭接长度不得小于50mm。桩孔开挖直径为设计孔径加2倍的护壁厚度，护壁厚度可取10～15cm。在地质情况不好或在全风化层及地下水位较多的强风化层，应采用钢筋混凝土护壁，在渗水量不大的强风化层，可采用素混凝土护壁，而中风化及弱风化岩层地层较好，可不支护。为加快挖通孔施工进度，可在护壁混凝土中加入水泥用量1％～2％的早强剂，对地下水较多的地层，还可加入速凝剂。另外，当现场条件允许时亦可采用冲击钻等机械钻孔方法。
本发明高陡边坡地铁车站隧道通风竖井的施工方法的有益效果为：
本发明通过在通风竖井正式掘进前施工一与下部水平风道相连的通孔，可有效解决高陡边坡处受工作场地限制出碴困难的技术问题，碴土通过通孔下落至水平风道并由碴土车运输出碴，可显著提高出碴效率，降低能源消耗。同时还解决了传统正井法施工时落碴威胁施工人员安全的问题；当采用钻爆法掘进竖井时，通孔增加了爆破临空面，对爆破效果有一定的提高。另外，水平风道与通孔贯通后，通孔可作为水平风道的临时通风孔使用，改善水平风道施工作业环境，降低出碴过程中的粉尘浓度。而抗滑桩起到竖向加固支撑的作用，减小了通风竖井开挖时对边坡的扰动，用于防止开挖施工时发生滑坡的问题，降低了整体施工风险。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。