摘要：重慶軌道交通十號(hào)線(xiàn)（鯉魚(yú)池-王家莊段）工程鯉魚(yú)池站為地下暗挖車(chē)站，車(chē)站拱頂埋深41.6m～50.5m，風(fēng)井深度大，風(fēng)井和風(fēng)道轉(zhuǎn)換段受力復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。常規(guī)開(kāi)挖提升出渣安全風(fēng)險(xiǎn)大、工作效率低，為了快速安全的完成豎井施工任務(wù)，經(jīng)優(yōu)化分析總結(jié)形成了暗挖地鐵豎井反井法施工技術(shù)，基于此，本文通過(guò)數(shù)值模擬施工過(guò)程，對(duì)比分析了常規(guī)開(kāi)挖法和反井法的優(yōu)缺點(diǎn)，為工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：超深;風(fēng)井;反井;數(shù)值模擬

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.8 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：2096-6903（2019）07-0000-00

0 引言

隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的大力推進(jìn)，各城市地鐵車(chē)站、區(qū)間隧道、車(chē)站出入口、風(fēng)道的深埋地下施工等一系列高難度問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生。在暗挖深埋車(chē)站的工程施工中，不僅要解決車(chē)站主體工程施工難問(wèn)題，更要解決深埋車(chē)站風(fēng)道豎井施工難問(wèn)題。重慶地鐵十號(hào)線(xiàn)鯉魚(yú)池站含兩座風(fēng)道豎井分別為1號(hào)風(fēng)道豎井、2號(hào)風(fēng)道豎井，1號(hào)豎井深度為65米，2號(hào)豎井深度為61米均屬于超深豎井，受地面周邊既有建筑物影響豎井地面位置復(fù)雜，施工作業(yè)場(chǎng)地局限?；诖私Y(jié)合該工程實(shí)際及施工特點(diǎn)研究制定出了一套成熟的豎井反井法施工工法。同時(shí)利用Midas模擬軟件模擬暗挖地鐵車(chē)站風(fēng)井結(jié)構(gòu)和風(fēng)道轉(zhuǎn)換段施工工況，通過(guò)建立三維計(jì)算模型，對(duì)比解析豎井常規(guī)開(kāi)挖法與反井法施工對(duì)風(fēng)井和風(fēng)道轉(zhuǎn)換段圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況，對(duì)反井法開(kāi)挖技術(shù)的安全性和合理性進(jìn)行評(píng)估。

1 工程背景

重慶軌道交通十號(hào)線(xiàn)工程鯉魚(yú)池站位于建新東路，車(chē)站主體采用暗挖法施工。車(chē)站總長(zhǎng)216m。二襯結(jié)構(gòu)寬25.2m，高度20.81m。車(chē)站拱頂埋深約41.6m～50.5m，車(chē)站兩端設(shè)置兩座風(fēng)井。

1號(hào)豎井位于鯉魚(yú)池車(chē)站東北側(cè)，1號(hào)風(fēng)道中心線(xiàn)與主體結(jié)構(gòu)的相交里程為K11+309.08，豎井長(zhǎng)16.8m，寬7.3m，深65m，圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)。1號(hào)風(fēng)道凈寬為13.4m，風(fēng)道凈高13.7m，風(fēng)道上部覆土厚度約50m，風(fēng)道總長(zhǎng)35.1m，風(fēng)道上部填土厚度1-2m，下伏基巖主要為砂質(zhì)泥巖1（中風(fēng)化巖石）、砂巖，圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)，屬深埋隧道。

2號(hào)豎井位于鯉魚(yú)池車(chē)站西南側(cè)，2號(hào)風(fēng)道中心線(xiàn)與主體結(jié)構(gòu)的相交里程為K11+115.03，豎井長(zhǎng)16.8m，寬5.3m，深61m。巖層上部回填土的厚度為3-5m，填土下部主要為砂巖為主并伴有砂質(zhì)泥巖1（中風(fēng)化巖石），圍巖級(jí)別為Ⅳ級(jí)。2號(hào)風(fēng)道凈寬度為13.4m，風(fēng)道凈高13.7m，上部覆土厚度46-50m，風(fēng)道總長(zhǎng)66m，風(fēng)道上部填土厚度4-7m，下伏基巖以砂巖為主并伴有砂質(zhì)泥巖1（中風(fēng)化巖石），圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)，屬深埋隧道。

2 工藝簡(jiǎn)介

采用反井法施工豎井，首先將風(fēng)道暗挖段按設(shè)計(jì)施工開(kāi)挖至豎井底部，再采用反井鉆機(jī)在風(fēng)井長(zhǎng)度方向約1/4處分別自地表向下鉆設(shè)直徑為270mm的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔打設(shè)至既有開(kāi)挖支護(hù)完成的風(fēng)道，在風(fēng)道內(nèi)將導(dǎo)孔鉆頭更換成反擴(kuò)滾刀，然后自下而上反銑擴(kuò)孔至井口，形成直徑為1400mm的反井孔作為爆破施工豎井時(shí)的爆破臨空自由面及施工過(guò)程中的通風(fēng)和漏渣孔，巖屑沿漏渣孔落入風(fēng)道內(nèi)集中清運(yùn)，最后自上而下按設(shè)計(jì)斷面爆破（局部非爆破）開(kāi)挖支護(hù)至井底，完成整個(gè)豎井的開(kāi)挖及支護(hù)。

2.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線(xiàn)→風(fēng)道暗挖段施工→反井孔孔底部位施工→反井孔施工→豎井開(kāi)挖支護(hù)施工→豎井貫通段施工。

2.2 測(cè)量放線(xiàn)

確保導(dǎo)線(xiàn)控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)精度，且必須進(jìn)行復(fù)測(cè)，放樣孔位、開(kāi)挖輪廓線(xiàn)必須精準(zhǔn)，確保平面位置、高程的準(zhǔn)確性?？紤]到豎井及風(fēng)道開(kāi)挖自身施工工藝、施工誤差、結(jié)構(gòu)變形等情況，應(yīng)該適當(dāng)外放輪廓線(xiàn)，確保建筑界限及結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸。

2.3 風(fēng)道暗挖段施工

打設(shè)反井孔之前，必須完成風(fēng)道的開(kāi)挖支護(hù)。風(fēng)道采用CD法施工，開(kāi)挖采用控制爆破法。首先開(kāi)挖上導(dǎo)洞，左右洞錯(cuò)開(kāi)5～8m;待上導(dǎo)洞完成后，結(jié)合該部分車(chē)站開(kāi)挖及支護(hù)情況，進(jìn)行風(fēng)道暗挖段中導(dǎo)洞開(kāi)挖，左右洞錯(cuò)開(kāi)5～8m;最后在完成下導(dǎo)洞開(kāi)挖，初支結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)。開(kāi)挖施工必須遵守“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的方針原則，確保施工安全。

2.4 反井孔孔底部位施工

考慮反井孔長(zhǎng)期漏渣對(duì)孔底部巖體四周產(chǎn)生較大沖擊，為確保豎井施工過(guò)程中風(fēng)道的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，施工風(fēng)道過(guò)程中需對(duì)反井孔孔底周邊予以加強(qiáng)支護(hù)。具體措施為：沿風(fēng)道縱向設(shè)置鋼拱架，縱向間距80cm，并在反井孔兩側(cè)50cm位置增設(shè)密排3榀工22a鋼拱架，斷面形式同風(fēng)道斷面;垂直于風(fēng)道方向在反井孔兩側(cè)50cm位置密排2根工22a工字鋼，該工字鋼架設(shè)于環(huán)向鋼架之上，并與環(huán)向鋼架焊接牢固，形成“剛性環(huán)”，確保拱頂穩(wěn)定牢固。錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土等支護(hù)參數(shù)同風(fēng)道支護(hù)參數(shù)。

2.5 反井孔施工

將反井鉆機(jī)固定在提前澆筑完成并達(dá)到強(qiáng)度要求的混凝土基座上，自上而下鉆進(jìn)直徑270mm導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔和下部風(fēng)道貫通后，將導(dǎo)孔鉆頭更換為直徑1400mm返銑擴(kuò)挖鉆頭，自下而上擴(kuò)孔至井口。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及參考豎井地勘資料了解豎井巖石情況分布，施工選用JFY1.2/30/150型反井鉆。

（1）采用C20混凝土澆筑基座，厚度為200mm，澆筑時(shí)根據(jù)反井鉆機(jī)型號(hào)預(yù)留鉆機(jī)底座固定螺栓?；鶑?qiáng)度滿(mǎn)足要求后安裝調(diào)試鉆機(jī)設(shè)備。

（2）安裝及導(dǎo)向孔鉆進(jìn)。1）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過(guò)程中前5m是第一節(jié)鉆桿作業(yè)，它直接影響后續(xù)桿節(jié)的鉆進(jìn)方向與精度，宜采用低速緩慢鉆進(jìn)，待第一節(jié)作業(yè)完畢恢復(fù)正常速度繼續(xù)施工，同時(shí)過(guò)程中全程對(duì)鉆桿及機(jī)械的垂直度進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)騙擦及時(shí)調(diào)整，以免導(dǎo)向孔偏離既定位置。2）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過(guò)程注意查看巖屑情況，通過(guò)巖屑判斷地質(zhì)情況，并于設(shè)計(jì)地勘資料進(jìn)行對(duì)比分析，從而為后續(xù)豎井開(kāi)挖施工提供參考。3）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)不良地質(zhì)的地層的處理，通過(guò)對(duì)鉆出巖屑的觀察，判定不良底層的位置，通過(guò)加大循環(huán)量，達(dá)到將不良地層的軟弱層清理的目的，然后進(jìn)行加壓灌漿填充軟弱層。之后，重新鉆進(jìn)直至與風(fēng)道連通。

（3）安裝擴(kuò)孔鉆頭、反銑擴(kuò)挖。1）更換擴(kuò)孔反銑挖鉆頭后，提升鉆桿至刀頭接觸巖體，控制為低速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，保證鉆頭不因受力過(guò)大造成損壞，鉆進(jìn)一會(huì)后停下，待巖體接觸面平順，鉆頭工作穩(wěn)定后再常速鉆進(jìn)。2）反向銑挖過(guò)程時(shí)，風(fēng)道設(shè)專(zhuān)人觀察，將下部鉆進(jìn)情況及時(shí)通知操作人員，確保正常擴(kuò)孔鉆進(jìn)。3）擴(kuò)孔反銑作業(yè)中，根據(jù)巖層的軟硬程度操作手適時(shí)調(diào)整鉆壓，控制鉆進(jìn)速度，設(shè)備的正常出渣量約為2m3/h，為防止鉆渣堵孔，要及時(shí)清理鉆渣。4）當(dāng)反銑挖至距基座2～3m時(shí)，調(diào)低鉆壓，放慢鉆速，同時(shí)查看基座及周邊巖體是否正常，出現(xiàn)異常應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施處理。

2.6 豎井開(kāi)挖支護(hù)施工

（1）豎井開(kāi)挖。為降低豎井開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境及既有建筑物影響，對(duì)豎井地面以下10m范圍內(nèi)采用機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖，利用反井孔進(jìn)行漏渣。將卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝于鎖扣梁地面標(biāo)高，在豎井口橫向固定一根工22a工字鋼作為固定定滑輪裝置，鋼繩穿過(guò)豎井口上端定滑輪，再穿過(guò)工字鋼定滑輪置于開(kāi)挖面，對(duì)開(kāi)挖完渣石塊進(jìn)行吊裝，并通過(guò)反井孔進(jìn)行漏渣。豎井10m以下部位根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用控制爆破開(kāi)挖，同理采用反井孔進(jìn)行漏渣。出渣利用下部風(fēng)道自車(chē)站主體內(nèi)部通過(guò)施工通道運(yùn)至洞外。

（2）支護(hù)施工.開(kāi)挖完成后首先進(jìn)行錨桿施作，豎井系統(tǒng)錨桿為R22砂漿錨桿，支護(hù)短邊平面長(zhǎng)4m，支護(hù)長(zhǎng)邊平面長(zhǎng)4/6m，豎向間距1m，環(huán)向間距1m。錨桿施作完成后進(jìn)行格柵拱架施工，設(shè)計(jì)永久支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)為主筋Φ25的格柵鋼架，格柵鋼架斷面尺寸為220mm，間距1m，采用Φ22螺紋鋼筋豎向連接，間距1m布置，鋼架內(nèi)外側(cè)雙層設(shè)置，根據(jù)臨時(shí)鋼支撐設(shè)計(jì)要求預(yù)留鏈接鋼板。施作完成后及時(shí)進(jìn)行300mm厚C25噴射混凝土施工。當(dāng)噴射混凝土施作完成后為確保豎井結(jié)構(gòu)安全，按設(shè)計(jì)要求需及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)鋼支撐。設(shè)計(jì)臨時(shí)支撐采用H型鋼，型號(hào)為HM250×175，豎向間距為2.0m，橫向設(shè)置2道，布置于風(fēng)井長(zhǎng)邊的約1/3處，風(fēng)井每個(gè)角均設(shè)置斜撐，豎向間距為2.0m。

2.7 豎井貫通段施工

考慮井底施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高，當(dāng)施工至井底距風(fēng)道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)距離較小時(shí)易產(chǎn)生整體塌落，為防止整體塌落造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及作業(yè)人員、設(shè)備的傷害，當(dāng)井底施工面至風(fēng)道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)距離為10米時(shí)將爆破進(jìn)尺調(diào)整為1.0米，當(dāng)井底施工面至風(fēng)道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)距離為5米時(shí)，風(fēng)道內(nèi)部通過(guò)漏渣孔形成的堆渣不再?gòu)氐浊謇?，隨開(kāi)挖隨清理，開(kāi)挖多少清理多少，并要求將洞渣堆至距漏渣孔底約1米左右，以防止豎井底未開(kāi)挖巖層突然掉落，確保安全。開(kāi)挖至風(fēng)道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)距離為1米時(shí)，先開(kāi)挖一側(cè)，貫通井底;井底以下渣土不再清理，然后開(kāi)挖另一側(cè)貫通井底。當(dāng)豎井貫通后可以利用開(kāi)挖臺(tái)架從上往下逐榀施作豎井底部初期支護(hù)。要求豎井格柵鋼架施作時(shí)與接口處密排三榀鋼拱架焊接牢固。

3 數(shù)值模擬

以重慶市地鐵10號(hào)線(xiàn)鯉魚(yú)池車(chē)站為依托，利用Midas模擬軟件模擬暗挖地鐵車(chē)站風(fēng)井結(jié)構(gòu)和風(fēng)道轉(zhuǎn)換段施工工況，建立三維計(jì)算模型，對(duì)比解析豎井常規(guī)開(kāi)挖法與反井法施工對(duì)風(fēng)井和風(fēng)道轉(zhuǎn)換段圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況，對(duì)反井法開(kāi)挖技術(shù)的安全性和合理性進(jìn)行評(píng)估。

3.1 模型建立

由于工程地質(zhì)的復(fù)雜多變，為了便于模型建立和計(jì)算，在滿(mǎn)足模擬計(jì)算準(zhǔn)確度的前提下，假定：（1）假定巖體各個(gè)地質(zhì)層間巖質(zhì)均勻，且呈水平狀分布;（2）圍巖巖體為彈塑性介質(zhì);（3）模擬中不考慮地層的構(gòu)造應(yīng)力，只考慮自重應(yīng)力。

根據(jù)已有建模經(jīng)驗(yàn)，由于洞室的開(kāi)挖，一般在大于3倍洞徑以外的區(qū)域?qū)鷰r的影響小于5%，大于5倍洞徑的區(qū)域小于1%。因此結(jié)合工程實(shí)際需要綜合考慮，本工程的數(shù)值模型建立范圍：左側(cè)限界取隧道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外側(cè)80m;右側(cè)限界取隧道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外側(cè)50m;下側(cè)邊界取隧道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外側(cè)75m;上側(cè)邊界選取在地表;沿隧道掘進(jìn)方向選取166m，建模完成后共計(jì)劃分網(wǎng)格161243個(gè)單元（45833個(gè)節(jié)點(diǎn)）。

3.2 邊界條件和本構(gòu)模型

根據(jù)設(shè)計(jì)勘察提供的地勘資料，數(shù)值模擬將地層規(guī)為六層，分別為4m填土層、3m中等風(fēng)化砂巖層、16m弱風(fēng)化砂巖、20m砂巖、44m中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖和79m砂質(zhì)泥巖。模型設(shè)置頂面約束為自由，約束限制前后限界和左右限界上法向的位移，約束限制下底面X、Y、Z的位移。

3.3 數(shù)值模擬分析

為了更好的反應(yīng)模擬工況，模型設(shè)置了風(fēng)道與風(fēng)井轉(zhuǎn)換段的起止兩個(gè)分析斷面，通過(guò)模擬施工開(kāi)挖的掘進(jìn)工況，對(duì)比分析兩個(gè)斷面的圍巖位移、初支結(jié)構(gòu)的位移以及應(yīng)力大小變化等參數(shù)，進(jìn)而判斷圍巖和初支結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。設(shè)置每個(gè)斷面的拱頂和兩側(cè)拱腰3個(gè)位移點(diǎn)，設(shè)置每個(gè)斷面拱頂、拱腰和拱腳5個(gè)應(yīng)力點(diǎn)。

3.3.1 位移對(duì)比結(jié)果

（1）圍巖位移。對(duì)比分析選取的分析斷面1和2的位移結(jié)果，見(jiàn)表1。

反井法開(kāi)挖得到的拱頂沉降最大值比常規(guī)開(kāi)挖法大，但向上隆起的最大值較為接近;在水平收斂方面，反井法得到的水平收斂值要比常規(guī)開(kāi)挖法的位移大。

綜合圍巖整體位移和分析斷面圍巖位移對(duì)比結(jié)果可知，反井法得到的位移結(jié)果均比常規(guī)開(kāi)挖法得到的位移大，但反井法和常規(guī)開(kāi)挖法得到的圍巖位移最大值均在安全范圍內(nèi)，由于常規(guī)開(kāi)挖法的渣土提升風(fēng)險(xiǎn)更大，設(shè)備要求更高

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)位移。研究斷面初期支護(hù)位移對(duì)比分析見(jiàn)表2。

對(duì)于風(fēng)井和通風(fēng)道交叉斷面，反井法開(kāi)挖得到的研究斷面支護(hù)結(jié)構(gòu)的拱頂沉降和水平收斂都要比常規(guī)開(kāi)挖法得到的位移大。

綜上所述，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的豎向和水平位移，反井法分析結(jié)果比常規(guī)開(kāi)挖法分析結(jié)果更大，但反井法和常規(guī)開(kāi)挖法得到的初期支護(hù)數(shù)值模擬結(jié)果均在安全范圍內(nèi)，但常規(guī)開(kāi)挖法的渣土提升風(fēng)險(xiǎn)更大，設(shè)備要求更高。

3.3.2 應(yīng)力對(duì)比結(jié)果

（1）圍巖主應(yīng)力。風(fēng)井和通風(fēng)道全部開(kāi)挖完成后，兩種施工方法得到的圍巖整體主應(yīng)力數(shù)值模擬結(jié)果見(jiàn)表3。

最大主應(yīng)力方面，反井法得到的最大和最小壓應(yīng)力值比常規(guī)開(kāi)挖法都小，而且均無(wú)拉應(yīng)力存在;最小主應(yīng)力方面，兩種開(kāi)挖方法的數(shù)值模擬結(jié)果既有壓應(yīng)力又有拉應(yīng)力，其中兩種方法得到的最大壓應(yīng)力值相同，反井法的最大拉應(yīng)力值比常規(guī)開(kāi)挖法的要大0.08MPa，但均在安全允許范圍內(nèi)。因此，通風(fēng)豎井的施工應(yīng)首選反井法。

（2）初支結(jié)構(gòu)主應(yīng)力。模擬風(fēng)道和風(fēng)井掘進(jìn)作業(yè)完成，兩種作業(yè)方法的初支結(jié)構(gòu)應(yīng)力數(shù)值結(jié)果見(jiàn)表4。

反井法得到的初支結(jié)構(gòu)最大和最小主應(yīng)力值均比常規(guī)開(kāi)挖法得到的要大，而且拉應(yīng)力最大值均已經(jīng)大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度，作業(yè)中應(yīng)在再局部位置采取加強(qiáng)防護(hù)措施。

綜上所述，反井法和常規(guī)開(kāi)挖法得到的圍巖主應(yīng)力的數(shù)值模擬結(jié)果均在安全范圍內(nèi)，但反井法的結(jié)果明顯比常規(guī)開(kāi)挖法小;兩種開(kāi)挖方法得到的支護(hù)結(jié)構(gòu)的主應(yīng)力，壓應(yīng)力最大值已與混凝土的抗壓極限強(qiáng)度相當(dāng)，拉應(yīng)力最大值局已大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，反井法得到的結(jié)果比常規(guī)開(kāi)挖法要大，在施工時(shí)應(yīng)注意由于應(yīng)力集中帶來(lái)的安全隱患。但由于常規(guī)開(kāi)挖法的渣土提升風(fēng)險(xiǎn)更大，設(shè)備要求更高。

3.3.3 塑性區(qū)對(duì)比結(jié)果

風(fēng)井和通風(fēng)道全部開(kāi)挖完成后，兩種施工方法得到的圍巖塑性區(qū)分布特征如表5所示。

反井法開(kāi)挖圍巖的塑性區(qū)域（顏色的區(qū)域）主要集中在風(fēng)井和通風(fēng)道交叉斷面靠近風(fēng)井一側(cè);而常規(guī)開(kāi)挖法的塑性區(qū)域主要集中在風(fēng)井和通風(fēng)道交叉斷面靠近通風(fēng)道一側(cè)，也零星分布在通風(fēng)道的其他部位?？傮w而言，反井法開(kāi)挖得到的圍巖塑性區(qū)域要比常規(guī)開(kāi)挖法得到的塑性區(qū)域要大，也更加集中，但由于其塑性區(qū)靠近風(fēng)井一側(cè)，比常規(guī)開(kāi)挖法得到的塑性區(qū)靠近通風(fēng)道一側(cè)要好，通風(fēng)豎井施工應(yīng)首選反井法。

3.3?結(jié)論

鯉魚(yú)池車(chē)站由于先完成風(fēng)道施工后進(jìn)行通風(fēng)豎井的開(kāi)挖施工，在充分加強(qiáng)局部支護(hù)的情況下，均采用理論分析中的反井法進(jìn)行通風(fēng)豎井的開(kāi)挖。開(kāi)挖后取三個(gè)有效監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)情況如圖1和圖2所示。

反井法導(dǎo)致豎向風(fēng)井短時(shí)位移以及短時(shí)應(yīng)力較大，也就是局部產(chǎn)生較大應(yīng)力區(qū)。但是，由于風(fēng)道首先開(kāi)挖完成并且在豎向風(fēng)井開(kāi)挖過(guò)程中施工支護(hù)及時(shí)，局部位移并未超過(guò)預(yù)警線(xiàn)。在7周以后，豎向風(fēng)井位移變形趨于收斂?？梢哉J(rèn)為此時(shí)應(yīng)力釋放完全，應(yīng)力重分布結(jié)束，豎向風(fēng)井局部塑性區(qū)不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步擴(kuò)展。

4?結(jié)論

文章以重慶市地鐵十號(hào)線(xiàn)鯉魚(yú)站風(fēng)井結(jié)構(gòu)工程為依托，研究了地鐵豎井反井法施工方法，詳細(xì)敘述了該技術(shù)的施工工序，同時(shí)通過(guò)對(duì)施工工況進(jìn)行數(shù)值模擬，建立通風(fēng)豎井反井法和常規(guī)開(kāi)挖法的三維有限元數(shù)值模型，通過(guò)模擬反井法及常規(guī)開(kāi)挖法整個(gè)作業(yè)過(guò)程的工況，收集分析了圍巖位移、初支結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力變化及圍巖塑性區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)兩種開(kāi)挖方法進(jìn)行對(duì)比分析。兩種方法的圍巖位移及初支結(jié)構(gòu)的位移數(shù)據(jù)均在安全允許范圍，兩種開(kāi)挖方法部分開(kāi)挖的拉應(yīng)力最大值大于混凝土的極限抗拉值，存在混凝土拉裂破壞的隱患，因此需進(jìn)行局部加強(qiáng)。同時(shí)風(fēng)井和風(fēng)道的交叉斷面和風(fēng)道轉(zhuǎn)彎處圍巖和初支結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值較大，且塑性區(qū)在交叉斷面位置也較為集中，因此施工時(shí)應(yīng)特別注意采取加強(qiáng)措施，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和防護(hù)，確保安全。

經(jīng)過(guò)分析評(píng)估反井法技術(shù)實(shí)施的安全性與合理性，并通過(guò)實(shí)際施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，確認(rèn)該技術(shù)得到了成功應(yīng)用。豎井采用反井法施工，利用漏渣孔出渣，能有效解決豎井開(kāi)挖出渣難問(wèn)題，同時(shí)形成“煙囪效應(yīng)”改善車(chē)站主體施工環(huán)境，而且一定程度上增加豎井爆破開(kāi)挖臨的空面，從而爆破效果顯著提高。該技術(shù)工序簡(jiǎn)單，操作便捷，相對(duì)傳統(tǒng)提升出渣大大節(jié)約時(shí)間，工效能得到顯著提高，有效的避免圍巖結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間裸露造成失穩(wěn)垮塌，能快速組織各個(gè)工序施工，確保豎井圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)工期也能得到有效保證，極大的節(jié)約成本。

收稿日期：2019-08-22

作者簡(jiǎn)介：于金龍（1988—），男，天津人，本科，工程師，研究方向：市政工程。

Application of Counter Well Method in the Construction of Ventilation Shaft in Super Deep Subway Station

YU Jinlong

（China Railway No.6 Engineering Group Beijing Railway Construction Co.，?Ltd，?Beijing 100000）

Abstract：?Liyuchi station of Chongqing Rail Transit Line 10 （liyuchi Wangjiazhuang section） project is a underground excavation station，?the buried depth of the vault of the station is 41.6m-50.5m，?the depth of the air shaft is large，?the stress of the air shaft and the air duct transition section is complex，?and the construction risk is large. In order to complete the shaft construction task quickly and safely，?through optimization analysis and summary，?the counter shaft construction technology of underground metro shaft is formed，?based on this，?through the numerical simulation of the construction process，?the advantages and disadvantages of the conventional excavation method and the anti well method are compared and analyzed，?which provides a theoretical basis for the engineering application.

Keywords：?ultra deep; air shaft; inverted well; modeling comparison