1.一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1:穹顶(1)开挖施工;具体是指:无压隧道上平段上层(201)开挖完成后,沿纵向朝穹顶(1)开挖导洞(13),导洞入口(10)位置位于无压隧道上平段上层(201),导洞出口(9)位于靠近穹顶(1)内壁位置,穹顶(1)中心部分保留承重岩柱(12),围绕承重岩柱(12)进行由上至下依次分层分区光面爆破,所述穹顶(1)自上而下划分为N层,其中N≥3,且N为整数,按照分层依次对穹顶(1)内壁进行锚杆扦插和钢筋挂网喷砼,对承重岩柱(12)进行挂钢筋网喷砼;步骤2:承重岩柱(12)开挖施工;具体是指:将承重岩柱(12)自上而下划分为至少三层,自上而下进行开挖施工,将第一层承重岩柱(12)开挖完成后作为施工平台,进行第二层承重岩柱(12)的开挖施工,完成第二层承重岩柱(12)的开挖施工,对承重岩柱(12)上方的穹顶(1)进行锚杆扦插和钢筋挂网喷砼,再进行下一层承重岩柱(12)的开挖施工,直至将整个承重岩柱(12)全部开挖清除;步骤3:涡室段(3)开挖施工;具体是指:将涡室段(3)分为主涡室段和涡室井段,所述主涡室段包括主涡室上段(301)、主涡室中段(302)和主涡室下段(303),将主涡室上段(301)由内至外进行环形分区,中心环区采取垂直爆破的方式开挖,中心环区以外的环区进行分区辐射开挖;主涡室中段(302)进行分层开挖,每层进行环形分区,中心环区采取垂直爆破的方式开挖,中心环区以外的环区进行分区辐射开挖;主涡室中段(302)开挖完成后对竖井上平段下层及底板保护层开挖支护;主涡室下段(303)进行分层开挖,每层进行环形分区,中心环区采取垂直爆破的方式开挖,中心环区以外的环区进行分区辐射开挖;步骤4:涡室井段开挖施工;具体是指:所述涡室井段分为涡室井上段、涡室井中段和涡室井下段,由上至下依次进行分层开挖,主涡室段开挖完成后将主涡室段中心位置清理浮渣,在中心位置设置井圈(16),所述井圈(16)用于开挖溜渣井(11),在井圈(16)内利用反井钻机(15)反拉导井至无压隧道下平段(8),每层开挖角度均减小5°以内;步骤5:渐变段(6)开挖施工;具体是指:所述渐变段(6)进行分层开挖,每进尺一个循环,开挖直径均缩小25cm以内;步骤6;涡井段(7)和盲井段(5)开挖施工;具体是指:涡井段(7)分为涡井上段、涡井中段和盲井段(5),对涡井上段和涡井中段均进行分层开挖支护;涡井中段与无压隧道下平段(8)连通部分的两侧边墙及无压隧道下平段(8)起拱线以上两侧区域进行二次扩挖支护;盲井段(5)进行分层开挖支护。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:在步骤1中,穹顶(1)自上而下分别划分为第一层穹顶(101)、第二层穹顶(102)、第三层穹顶(103)和第四层穹顶(104),第一层穹顶(101)以导洞入口(10)为起点在保留承重岩柱(12)的同时进行分环逆时针开挖,首先对内环进行开挖,内环开挖完成后进行外环开挖施工,开挖过程中预留保护层;第二层穹顶(102)以导洞入口(10)为起点进行分环顺时针开挖,每环均匀划分若干个区域进行开挖施工,第一层穹顶(101)和第二层穹顶(102)开挖完成后,利用人工及手风钻进行6m锚杆(1402)支护,支护完成后对第一层穹顶(101)、第二层穹顶(102)和外露出的承重岩柱(12)挂钢筋网并进行喷砼;第三层穹顶(103)以导洞入口(10)为起点进行分环顺时针开挖,每环均匀划分若干个区域进行开挖施工,利用人工及手风钻对第一层穹顶(101)和第二层穹顶(102)进行9m锚杆(1401)支护,使用潜孔钻对第三层穹顶(103)进行6m锚杆(1402)和/或9m锚杆(1401)支护,对第三层穹顶(103)和外露出的承重岩柱(12)挂钢筋网并进行喷砼;第四层穹顶(104)以导洞入口(10)为起点进行分环顺时针开挖,每环均匀划分若干个区域进行开挖施工,使用潜孔钻对第四层穹顶(104)进行6m锚杆(1402)和/或9m锚杆(1401)交错支护,对第四层穹顶(104)和外露出的承重岩柱(12)挂钢筋网并进行喷砼。
3.根据权利要求2所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:所述穹顶(1)划分为四层,所述承重岩柱(12)划分为三层。
4.根据权利要求3所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:步骤3中,主涡室上段(301)中心环进行一次性开挖,主涡室上段(301)中间环采用分区辐射垂直爆破开挖,主涡室上段(301)外环进行分台阶垂直爆破开挖;在主涡室上段(301)架设满堂脚手架,在穹顶(1)位置进行12m的锚杆支护后将满堂脚手架拆除;主涡室中段(302)与无压隧道上平段(2)连接处上方交错施工6m锚杆(1402)和/或9m锚杆(1401)。
5.根据权利要求4所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:步骤4中,所述井圈(16)为钢筋混凝土井圈(16),在主涡室下段(303)中心位置以井圈(16)范围的内环和外环插筋,在外露的内环和外环钢筋上绑扎环向钢筋,在井圈(16)范围设置双向双层钢筋网,沿内环和外环钢筋安装模板,井圈(16)范围内浇筑混凝土,混凝土凝固后将模板拆除并在井圈(16)内浇筑混凝土,两者环向施工缝填充泡沫板;在井圈(16)外侧开挖沟槽,所述沟槽划分为若干个循环水沉降池(17);利用反井钻机(15)开挖竖井的导向孔,每钻进2~3节钻杆需加一节导正钻杆,导孔施工完成后,更换反拉钻头,自下而上反拉成溜渣井(11),所述溜渣井(11)连通涡室井上段和无压隧道下平段(8)。
6.根据权利要求5所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:步骤4中,涡室井中段设置有收缩段(4),所述收缩段(4)由上至下依次分层分区光面爆破,每进尺一个循环,开挖直径均缩小25cm以内。
7.根据权利要求6所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:所述穹顶(1)、主涡室上段(301)和主涡室中段(302)开挖后均通过导洞(13)将渣体运送至无压隧道上平段(2)运出;主涡室下段(303)利用挖掘机装渣至自卸车内进行运渣;涡室井段内渣体通过溜渣井(11)靠自重下落,通过无压隧道下平段(8)将渣体运出。
8.根据权利要求7所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:所述收缩段(4)下端开口的内径小于涡井段(7)的内径,所述收缩段(4)下端开口的内径小于或等于盲井段(5)的内径。
9.根据权利要求8所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:所述收缩段(4)和渐变段(6)均为上大下小的椎形体。
10.根据权利要求9所述的一种适用于高地应力硬岩区的漩流竖井施工方法,其特征在于:所述无压隧道下平段(8)与盲井段(5)连通的入口端的直径小于或等于盲井段(5)的直径。