【摘 要】
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随着我国经济建设的飞速发展,人们对能源的需求越来越多,然而浅层能源资源已所剩无几,人们对能源的开采逐渐向深厚表土层转移。深厚表土层竖井特殊的地质条件使得常规的施工方法难以实现,这就要求必须使用特殊的施工技术。目前,深厚表土层竖井的施工最常用的方式是冻结法。冻结法首先将土体采用物理手段冻结成冻土,然后采用人工或机械方式进行挖掘,这种开挖方法施工作业条件差、施工过程中安全风险大,且对土体的冻结过程需要
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随着我国经济建设的飞速发展,人们对能源的需求越来越多,然而浅层能源资源已所剩无几,人们对能源的开采逐渐向深厚表土层转移。深厚表土层竖井特殊的地质条件使得常规的施工方法难以实现,这就要求必须使用特殊的施工技术。目前,深厚表土层竖井的施工最常用的方式是冻结法。冻结法首先将土体采用物理手段冻结成冻土,然后采用人工或机械方式进行挖掘,这种开挖方法施工作业条件差、施工过程中安全风险大,且对土体的冻结过程需要消耗大量电力能源,故本文采用咬合桩附加衬砌的围护结构方式对五彩湾深厚表土层竖井施工。为了给五彩湾竖井工程施工建设提供参考,本文采用Midas GTS软件对五彩湾深厚表土层竖井支护方案和缺陷防止方案进行相关研究。通过对不同咬合桩和衬砌方案建立三维模型分析,分析竖井咬合桩和衬砌的受力与变形情况,得到最优比选方案。同时,结合五彩湾工程地质条件和水文条件,针对施工过程容易出现的缺陷进行方案补救,详细介绍地质超前预报具体方法、地下水位的控制,成桩质量的检验及补救措施,对五彩湾工程的施工具有指导作用,本文的主要工作如下:（1）以五彩湾深厚表土层竖井80 m咬合桩围护为工程背景,建立三维有限元计算分析模型,设计了三种不同的围护结构与井壁结构参数方案,经数值模拟分析并结合施工安全及防水需要,最终选用52根（26根钢砼桩,26根素桩）直径为1000 mm,咬合量293.42的咬合桩,30 cm厚度的C25混凝土、间距5 m的I22b型钢拱架和衬砌厚度为650 mm的C40混凝土,为五彩湾工程施工提供相关建议。（2）根据五彩湾工程竖井处工程水文地质条件,通过计算提出地下水位的控制方案:布置20口深度90 m、直径600 mm的无砂混凝土管降水井,每口井的间距为8.2 m。降水井抽水水泵功率为1.8 kw,抽水钢管直径40 mm。采用明沟排水沟排除降水井抽出的地下水,排水沟坡度不小于0.3%,在排水沟沟底进行防渗处理,综合考虑设计平面位置及地形地质条件,并以减少开挖为原则,从高处往低处排放,排水沟坡度为1%,将抽出的地下水排至管井抽水影响半径之外。（3）结合五彩湾工程地质、水文条件,针对施工过程容易出现的缺陷进行方案补救,详细阐述了地质超前预报具体方法、地下水位的控制,成桩质量的检验及补救措施。咬合桩施工中,采用声波透射法无损质量检验成桩质量和咬合桩的咬合质量;咬合出现质量问题时采用高压旋喷桩、井内注浆和补竖桩方案进行补救。
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