一种始发井端头加固的施工方法

技术领域

本发明涉及始发井端头加固领域。更具体地说，本发明涉及一种始发井端头加固的施工方法。

背景技术

随着地下空间的开发利用，顶管工程作为非明挖技术也得到了快速发展。顶管工程施工过程中，顶管的始发和接收容易发生地表变形沉降，尤其是端头加固未能达到设计要求或加固失效时，易发生安全事故。

某小净距双洞并行顶管穿越含角砾粘土层、粉砂质泥岩且渗透系数较大，顶管下穿一条既有的河流，河流边线离始发井端头仅有3m，顶管在始发时工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。如果处理不当，地下水、涌砂、涌水等就会进入工作井，严重情况下会引起洞门塌方。因此端头加固在顶管施工中显得极为重要。现有的端头加固通常有两种方法：一种方法是在始发井端头一定范围内施作旋喷桩，然后在其边缘增设地连墙用于封闭端头加固；另外一种方法是在下穿既有管线或构筑物时采用袖阀管注浆，通过合理设置袖阀管间距和排距起到加固效果。但顶管下穿既有的河流且始发井端头距河流边线仅有3m无法在地表面采取旋喷桩和袖阀管注浆的方法对始发井端头进行加固。

因此，针对上述技术存在的问题，亟需一种新的始发井端头加固的方法，该方法不仅能克服现有的施工条件限制起到明显的加固效果，解决了顶管在始发阶段的技术风险，而且满足安全、经济、环保、适用性、工效高。

发明内容

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明的一优选实施方案提供了一种始发井端头加固的施工方法，包括以下步骤：

S1、工作井结构施工完成后，将左侧预留洞口和右侧预留洞口进行封堵，封堵分顶管顶进范围内封堵和顶管顶进外侧注浆范围内封堵；

S2、预制中棚管，其四周钻设注浆孔；

S3、在顶管顶进外侧预留注浆范围内由内向外依次安装第一层环形工字钢和第二层环形工字钢，在第一层环形工字钢和第二层环形工字钢的腹板处开孔作为中棚管施作的导向孔，并将预制好的中棚管送插入导向孔内；

S4、中棚管送插完成后，进一步施工形成止浆墙，其中顶管内的止将墙由砖砌墙构成，顶管外侧的止将墙由向第一层环形工字钢和第二层环形工字钢喷射混凝土得来；

S5、向中棚管中插入PVC管，用盖板和铁箍将中棚管焊死，利用注浆管向中棚管的注浆孔向其中注入注浆材料，并利用出浆管将溢出的注浆材料排出，从而完成所有注浆。

优选地，所述S1中，顶管顶进范围内封堵采用砖砌墙满砌封堵，洞口处井内采用十字型工型钢进行加固支撑；顶管顶进外侧注浆范围喷射防水混凝土封堵预留洞口，且防水混凝土中还含第一层环形工字钢和第二层环形工字钢。

优选地，所述中棚管上的注浆孔有多个，呈梅花型布置，所述中棚管的尾部留有不钻孔的止将段，所述中棚管的管头被焊接成封闭锥头便于入孔。

优选地，所述S3中，导向孔孔径为108mm，钻孔深度为12m，相邻两个导向孔的环向间距为30cm，导向孔用红色喷漆标识奇数孔与偶数孔，其中采用潜孔钻机进行钻孔。

优选地，在进浆管和出浆管安装隔膜压力表，通过进浆管的压力和出浆管的压力形成完备的压力监控，控制好注浆压力。

优选地，所述注浆材料的注浆采用三缸分离式挂挡注浆机，注浆流量为250L/min，当注浆量为最大时仍能提供2.5MPa的压力。

优选地，所述S5中，注浆从低处向高处进行，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔并加装压力表，先采用52L/min档位，双孔注浆，注浆压力控制在0.2-0.4MPa，注两个小时后再用90L/min档位注浆直至注浆压力目标值控制在0.8-1MPa，注浆过程中两孔为一组，依次按照52L/min和90L/min两个档位循环注浆直至达到加固要求。

优选地，注浆过程中，应把所有注浆孔的排气阀门和注浆阀门全部打开进行排气，若有止将墙有发生开裂漏浆时，应先停止注浆，对止将墙进行复喷混凝土或者用锚固剂进行封堵，待复喷砼或锚固剂凝固后，再继续注浆。

本发明至少包括以下有益效果：

1)经济性：在受限条件下采用中棚管注浆仅仅需要水泥浆和少量无缝钢管，不需要额外的项目投资，成本较少。

2)工效高：采用中棚管双孔注浆只需按照52L/min和90L/min两个档位注浆，每个档位均耗时2小时即可对一根中棚管注浆完毕，耗时少，效率高。

3)安全性：采用中棚管注浆加固之后顶管在顶进过程中没有出现涌砂、涌水现象的发生，沉降可控。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明中始发井端头加固施工过程中的结构分布图。

附图说明：1、左侧预留洞口，2、右侧预留洞口，3、砖砌墙，4、十字型工20型钢，5、防水混凝土层，6、第一层环形工字钢，7、第二层环形工字钢，8、中棚管，9、注浆孔，10、预留止将段，11、锥头，12、外层导向孔，13、内层导向孔，14、PVC管，15、盖板，16、铁箍。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，本发明的一优选技术方案提供一种始发井端头加固的施工方法，包括以下步骤：

S1、工作井结构施工完成后，将左侧预留洞口1和右侧预留洞口2进行封堵，封堵分顶管顶进范围内封堵和顶管顶进外侧注浆范围内封堵；

所述S1中，顶管顶进范围内封堵采用砖砌墙3满砌封堵，洞口处井内采用十字型工型钢4进行加固支撑；顶管顶进外侧注浆范围喷射防水混凝土封堵预留洞口，且防水混凝土中还含第一层环形工字钢6和第二层环形工字钢7。

S2、预制中棚管8，其四周钻设注浆孔9；

其中，所述注浆孔9有多个，呈梅花型布置，所述中棚管8的尾部留有不钻孔的止将段10，所述中棚管8的管头被焊接成封闭锥头11便于入孔。

S3、在顶管顶进外侧预留注浆范围内由内向外依次安装第一层环形工字钢6和第二层环形工字钢7，在第一层环形工字钢6和第二层环形工字钢7的腹板处开孔作为中棚管施作的外层导向孔12和内层导向孔13，并将预制好的中棚管8送插入外层导向孔12和内层导向孔13内；

S4、中棚管8送插完成后，进一步施工形成止浆墙，其中顶管内的止将墙由砖砌墙3构成，顶管外侧的止将墙由向第一层环形工字钢6和第二层环形工字钢7喷射混凝土得来；其中，混凝土厚度与砖砌墙齐平，形成厚度为80cm的防水混凝土层5，其中顶管内的止将墙在封堵预留洞口时已经施作完成，顶管外侧的止将墙在之前封堵20cm的喷射混凝土的基础上再补喷60cm。

S5、向中棚管8中插入PVC管14，PVC管14以确保浆液从端尾到端头，并用盖板15和铁箍16将中棚管的开口端焊死，避免后期有渣土经过该开口进入管内，利用注浆管向中棚管8的注浆孔9向其中注入注浆材料，并利用出浆管将溢出的注浆材料排出，从而完成所有注浆。

其中，所述注浆材料采用水泥浆液，水灰比为0.8:1。

另一技术方案中，所述S3中，导向孔孔径为108mm，钻孔深度为12m，相邻两个导向孔的环向间距为30cm，导向孔12和13用红色喷漆标识奇数孔与偶数孔，其中采用潜孔钻机进行钻孔。

另一技术方案中，在进浆管和出浆管安装隔膜压力表，通过进浆管的压力和出浆管的压力形成完备的压力监控，控制好注浆压力。

另一技术方案中，所述注浆材料的注浆采用三缸分离式挂挡注浆机，注浆流量为250L/min，当注浆量为最大时仍能提供2.5MPa的压力。

另一技术方案中，所述S5中，注浆从低处向高处进行，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔并加装压力表，先采用52L/min档位，双孔注浆，注浆压力控制在0.2-0.4MPa，注两个小时后再用90L/min档位注浆直至注浆压力目标值控制在0.8-1MPa，注浆过程中两孔为一组，依次按照52L/min和90L/min两个档位循环注浆直至达到加固要求，其中，排气孔设置在中棚管上，且位于中棚管的端部。

另一技术方案中，注浆过程中，应把所有注浆孔的排气阀门和注浆阀门全部打开进行排气，若有止将墙有发生开裂漏浆时，应先停止注浆，对止将墙进行复喷混凝土或者用锚固剂进行封堵，待复喷砼或锚固剂凝固后，再继续注浆。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。