技术摘要：
本发明公开了一种针对戈壁地质环境的竖井掘进施工方法及竖井结构。施工方法包括：S1：在当前掌子面上，将多个挡砂桩沿着竖井井筒轮廓线的周向依次打入流沙中，周向上相邻挡砂桩之间充填混凝土，以形成一层环状的超前支护结构，进入S2；S2：控制竖井掘进机采用泥水模式  全部
背景技术：
近年来，随着国家西部大开发和“一带一路”发展战略的推进与实施，我国西部地 区工程建设项目日益增加。西部地区的工程建设中，包含部分地下空间开发项目，涉及地下 资源开发、国防工程以及城市地下工程等领域，为此，首先面临的是竖井建设问题。 近年来，随着盾构及TBM技术日渐成熟，开始采用竖井掘进机用于竖井掘进。但是 在戈壁地区掘进时，洞壁稳定性差，掘进时扰动易造成洞壁坍塌，地面沉降，使得临近构筑 物发生开裂、下沉，甚至结构损毁，使得竖井掘进机给掘进施工带来很大的安全风险，难以 应用于戈壁环境中施工。 因此，如何提供一种适用于戈壁地质环境的竖井掘进施工方法，是本领域技术人 员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种针对戈壁地质环境的竖井掘进施工方法，适 用于戈壁地质环境的竖井掘进。本发明的另一目的是提供一种应用上述施工方法制成的竖 井结构。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种针对戈壁地质环境的竖井掘进施工方法，包括： S1：在当前掌子面上，将多个挡砂桩沿着竖井井筒轮廓线的周向依次打入流沙中，周向 上相邻所述挡砂桩之间充填混凝土，以形成一层环状的超前支护结构，进入S2，其中，所述 挡砂桩位于所述竖井井筒轮廓线的外侧，所述挡砂桩倾斜设置，且由上至下逐渐沿径向远 离所述竖井井筒轮廓线的中心线； S2：控制竖井掘进机采用泥水模式在所述超前支护结构内侧掘进设定深度，并在掘进 后安装管片，在安装管片后判断是否掘进到设定位置，若不是，以当前掘进到的表面作为掌 子面，进入S1以进行下一层施工，其中，在所述泥水模式下，所述竖井掘进机的刀盘旋转切 削渣土，且切削下来渣土通过所述刀盘旋转搅拌与所述竖井掘进机的开挖仓中泥水充分混 合后形成泥浆，所述泥浆排出至地面泥水分离站。 优选地，在所述超前支护结构设置至少两层时，上层所述超前支护结构的下侧与 相邻下层所述超前支护结构的上侧并列设置，且上层所述超前支护结构的下侧在径向上位 于相邻下层所述超前支护结构的上侧之外。 优选地，所述S1中，在将多个挡砂桩沿着竖井井筒轮廓线的周向依次打入流沙中 之前，还包括： 在当前掌子面上挖掘水窝，集中收集涌水并用泵外排。 4 CN 111594176 A 说　明　书 2/7 页 优选地，所述控制竖井掘进机采用泥水模式在所述超前支护结构内侧掘进设定深 度，并在掘进后安装管片，包括： 控制所述竖井掘进机采用泥水模式、采用全断面刀盘在所述超前支护结构内侧掘进设 定深度后，保持所述竖井掘进机位置不变； 进行喷锚支护作业； 在所述支护作业后，安装管片。 优选地，所述S2中，还包括，在所述地面泥水分离站中对收集到的泥浆进行泥浆处 理，所述泥浆处理包括对泥浆进行压滤处理，压滤得到的清浆重新排入所述竖井掘进机中。 优选地，所述压滤处理包括： 调整泥浆的密度和粘度，以对泥浆进行改性； 对改性后的泥浆进行至少两次压滤操作； 在最后一次压滤操作后，将得到的清浆排入所述竖井掘进机中。 优选地，所述泥浆处理中，在进行所述压滤处理之前，还包括：对泥浆进行至少两 级旋流处理。 优选地，所述S2中，在掘进过程中，还包括： 判断是否施工至戈壁砾石地层，若是，则将泥浆的指标调整至第一泥浆指标，且将所述 竖井掘进机的掘进参数调整至第一掘进参数； 其中，所述第一泥浆指标包括：比重1.08-1.15g/cm³，粘度25-30s,含沙量1-2％； 其中，所述第一掘进参数包括：掘进速度为20-30mm/min，平均每环掘进时间控制在 1 .4-1 .6个小时，所述竖井掘进机的刀盘转速控制在2-2 .5rpm/min之间且扭矩控制在 1200kNm-1500kNm之间，所述竖井掘进机的进浆泵流量在掘进期间控制在349-351m³/h之间 且在旁通时控制在399-401m³/h之间，排渣流量控制在399-401m³/h之间。 优选地，所述S2中，在掘进过程中，还包括： 判断是否施工至戈壁圆砾泥岩复合地层，若是，则将泥浆的指标调整至第二泥浆指标， 且将所述竖井掘进机的掘进参数调整至第二掘进参数； 其中，所述第二泥浆指标包括：比重1.08g/cm³，粘度23-25s,含沙量1-2％； 其中，所述第二掘进参数包括：每推进30cm，转换所述竖井掘进机的刀盘转动方向，所 述竖井掘进机的开挖仓的压力波动值控制在±0.02MPa内，掘进速度控制在10-15mm/min之 内，平均每环掘进时间控制在2.4-2 .6个小时，所述竖井掘进机的刀盘转速控制在2.5- 3rpm/min之内且扭矩控制在1400kNm-1700kNm之内，所述竖井掘进机的进浆泵流量在掘进 期间控制在379-381m³/h之间且在旁通时控制在419-421m³/h之间，排渣流量控制在419- 421m³/h之间。 一种竖井结构，应用所述的竖井掘进施工方法制成，所述挡砂桩的水平截面为U形 且开口面向径向外侧，且所述挡砂桩的底端为尖端结构。 本发明提供的施工方法，在掘进前采用挡砂桩进行超前支护，阻止超前支护结构 外的流砂内流，提高洞壁的稳定性，且在掘进过程中，采用泥水模式进行掘进，掘进时泥浆 护壁，能够减少井壁塌陷风险，提高施工安全性，使得竖井掘进机能够在戈壁环境中进行施 工。 本发明还公开了一种应用上述施工方法制成的竖井结构。 5 CN 111594176 A 说　明　书 3/7 页 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。 图1为本发明所提供方法在流砂层超前支护的断面图； 图2为本发明所提供方法在流砂层超前支护的俯视图； 图3为本发明所提供方法中所应用的竖井掘进机和地面泥水分离站的示意图； 图4为本发明所提供方法的流程图。 附图标记： 填充的注浆1，挡砂桩2，竖井轮廓线3，TBM4，二级旋流除泥单元5，振动脱水筛分单元6， 一级旋流除砂单元7，预筛分器单元8，泥浆箱9，新浆箱10，清水箱11，压缩空气12，压滤装置 13，压滤泵14，待压泥浆箱15，剪切泵16，清水泵17。