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在小型盾构、顶管法隧道施工中，竖井常用直径为 8.0~14.5m，最大井深45m，最高水压4bar，竖井结构为圆形，少数采用矩形。
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在竖井施工中经常遇到的地质有：种植土、粘土层、淤泥层、砂或粉砂层、卵石层、卵砾石层、全风化与强风化等地层，多为复合地层，具有软硬不均、地下水丰富渗透水量大、松散且稳定性差的特点。竖井施工难度大周期长风险高，工期成本不易控制。 26344
竖井施工方法主要有：沉井法、矿山法、连续墙法、冷冻法、SMW工法、植筋灌注桩、搅拌桩等，或多种工法组合与附助措施相结合施工，国内施工出土常采用挖机吊桶配合出土、及其水力机械、液压抓斗、链斗等出土方式。 论文网
在软弱松散地层与基岩层过渡段，伴有砂层、卵砾石层、岩石破碎带，竖井施工大多采用沉井法，同时采取地质改良、加固等措施。当竖井超过20m深时，遇有砂、卵砾石层、岩石过渡段等状况，地下水丰富渗透量大高水压时，因地质环境复杂，强排水过程中易造成涌水涌砂、地面沉降、井体偏斜，导致不能正常下沉。选用不排水施工时，采用抓斗、水力机械出土，遇到砂、卵砾石层与岩石过渡段地层时导致竖井下沉施工困难，采用潜水员水下清理、钻孔爆破，由于潜水员在泥水中处于肓视作业状态，难度大、风险高、效率低，直接影响到项目的施工进展，不能满足现代安全施工的要求。
为解决复杂地层或松散软弱地层，竖井施工直接成为盾构施工工期制约的瓶颈问题，提出竖井掘进试验机研究课题，以解决不同地质条件下沉井施工难点与高风险作业问题。