一种盾构工作井排水施工方法

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，特别是涉及一种盾构工作井排水施工方法。

背景技术

随着城市化步伐的加快，城市人口、地域规划和城市生态环境都面临着巨大的压力，开发利用城市地下空间已成为众多关心的热点。在地下工程建设过程中，盾构隧道不可或缺，为满足盾构机通行的需要，需要设置盾构工作井来实现盾构的始发或接收，通常要在盾构工作井结构端墙上预留盾构通过的洞口，这个用于施工的洞口通常称为盾构工作井接口，工作井外包防水需在盾构工作井接口处断开、防水层不连续；盾构工作井接口尺寸大于盾构管片结构尺寸，盾构工作井接口与盾构管片之间的间隙采用后浇环梁进行封堵，分期浇筑的后浇环梁与主体结构之间存在混凝土收缩后的冷缝，导致该接触面混凝土自防水较难实现，容易出现工作井外侧的地下水由混凝土结构冷缝、侧向渗入工作井内部的情况，渗漏水的无组织排放对行车运营存在安全隐患，需进行有组织排水。

现有技术中，结构接缝的导排水一般使用不锈钢接水槽等措施，其维护周期较短，构件寿命及可靠性一般，接水槽易脱离、引起行车事故；盾构工作井接口渗水点一般位于工作井正上方，开展维护工作需要占用较大的空间、可用维护时间较少，进一步增加了维护的难度。因此，研究可靠的导排水方法，避免对盾构隧道的使用造成不利影响就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种盾构工作井排水施工方法，该施工方法施工质量容易控制，导排水效果好，使用寿命较长，有效避免盾构接口渗水对盾构隧道正常运营的影响、极大程度减少了后期的维护工作。

为了实现上述目的，本发明的盾构工作井排水施工方法的技术方案是：

一种盾构工作井排水施工方法，包括以下步骤：

在环向暗管上开设若干组沿所述环向暗管轴向间隔布置的进液孔，每组进液孔具有四个，四个所述进液孔沿所述环向暗管周向均匀间隔布置；

在盾构工作井接口的位置处绑扎环梁钢筋笼，在所述环向暗管的外侧包裹透水土工布，预埋所述环向暗管，在所述环梁钢筋笼上浇筑环梁混凝土；

在所述环梁混凝土凝固前采用高压水管与所述环向暗管连接；

用于对上述环向暗管打孔的装置为环向暗管打孔装置，所述环向暗管打孔装置包括机架，所述机架上转动装配有供环向暗管套装的定位管，所述定位管上设有四条沿所述定位管轴向延伸、且贯穿所述定位管管壁的割缝，四条所述割缝沿所述定位管周向均匀间隔布置，所述机架上固定连接有驱动所述定位管转动的第一驱动电机，所述机架上转动装配有位于所述定位管上侧、且沿所述定位管轴向延伸的丝杆，所述机架上固定连接有驱动所述丝杆转动的第二驱动电机，所述丝杆上设有与所述丝杆螺纹配合的滑块，所述滑块上设有伸缩缸，所述伸缩缸的活塞杆上固定连接有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出轴上固定连接有钻头，所述钻头的轴线与所述定位管的轴线垂直相交。

作为对上述技术方案的进一步改进，在轨道床两侧分别开设排水沟，将所述环向暗管的两端分别插入至所述排水沟中。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述机架上固定连接有与所述丝杆平行间隔布置的导向杆，所述滑块与所述导向杆导向配合。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述机架包括底板、固定连接在所述底板上的竖板以及固定连接在所述竖板上端的水平板，所述水平板上开设有安装槽，所述丝杆、导向杆设置在所述安装槽内，所述定位管转动装配在所述竖板上，所述第一驱动电机、第二驱动电机固定连接在所述竖板上。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述底板上固定连接有螺旋输送机，所述螺旋输送机包括壳体以及转动装配在所述壳体内的搅龙，所述壳体的上侧敞口，所述壳体远离竖板的一端设有出料管，所述竖板上固定连接有驱动所述搅龙转动的第四驱动电机。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述底板上安装有若干个支撑架，所述支撑架用于支撑在所述壳体下侧。

本发明提供了一种盾构工作井排水施工方法，相比于现有技术，其有益效果为：

本发明的盾构工作井排水施工方法，采用环向暗管收集环梁和工作井端墙结构之间的施工缝渗水，并直接将水通过环向暗管导入轨道道床两侧的排水沟中，进行有组织排水。相比于现有技术中盾构接口渗水后维护工作需要占用较大的空间、可用维护时间较少、维护难度高；本发明的盾构工作井排水施工方法排水效果好，投入费用少，避免盾构接口渗水影响盾构隧道正常运营。

本发明的盾构工作井排水施工方法中，盾构工作井接口环向暗管与环梁同期浇筑，幻象暗管包裹在砼内部，施工质量容易控制、可靠性高，管材寿命长，后期维护工作少。

本发明的盾构工作井排水施工方法中所使用的的环向暗管钻孔装置中，环向暗管套装在定位管上，第一驱动电机为伺服电机，第一电机将驱动定位管转动，使定位管上的其中一条割缝位于钻头的正下方。伸缩缸驱动第三驱动电机下行，第三驱动电机驱动钻头转动，第三驱动电机带动钻头钻头对环形暗管的一个位置进行打孔，该位置打孔完毕后，伸缩缸驱动第三驱动电机以及钻头缩回。第二驱动电机驱动第三驱动电机沿定位管移动，对环向暗管的另一个位置进行打孔。环向暗管该方向的孔打完后，第一电机驱动定位管转动90°，重复上述步骤，对环向暗管另一个方向进行打孔。使用本发明的环向暗管打孔装置对环向暗管进行打孔，大大提高了环向暗管打孔效率。

本发明的盾构工作井排水施工方法中所使用的的环向暗管钻孔装置中，通过设置螺旋输送机，可以对打孔过程中产生的钻屑进行回收。

附图说明

图1是本发明的盾构工作井排水施工方法中的盾构工作井立面图；

图2是沿图1中A-A向的剖视图；

图3是图2中的局部放大图；

图4是本发明的盾构工作井排水施工方法的中的环向暗管断面图；

图5是本发明的盾构工作井排水施工方法的中的环向暗管打孔装置的结构示意图一；

图6是本发明的盾构工作井排水施工方法的中的环向暗管打孔装置的结构示意图二；

图7是本发明的盾构工作井排水施工方法的中的环向暗管打孔装置的结构示意图三；

图中：1、工作井顶板；2、环向暗管；3、环梁；4、盾构管片；5、工作井底板；6、工作井端墙；7、围护结构；8、盾构管片外侧注浆填充物；9、进液孔；10、透水土工布；11、底板；12、竖板；13、水平板；14、安装槽；15、丝杆；16、第二驱动电机；17、导向杆；18、滑块；19、伸缩缸；20、连接板；21、第三驱动电机；22、钻头；23、定位筒；24、割缝；25、第一驱动电机；26、第四驱动电机；27、壳体；28、搅龙；29、支撑架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的盾构工作井排水施工方法的具体实施例，如图1至图4所示，包括以下步骤：

在环向暗管2上开设若干组沿所述环向暗管2轴向间隔布置的进液孔9，每组进液孔9具有四个，四个所述进液孔9沿所述环向暗管2周向均匀间隔布置；

在盾构工作井接口的位置处绑扎环梁3钢筋笼，在所述环向暗管2的外侧包裹透水土工布10，预埋所述环向暗管2，在所述环梁3钢筋笼上浇筑环梁3混凝土；

在所述环梁3混凝土凝固前采用高压水管与所述环向暗管2连接。

其中，盾构工作井包括工作井顶板1、盾构工作井接口环梁3、工作井底板115、工作井端墙6，还包括围护结构7，围护结构7紧贴工作井端墙6布置。盾构工作井两侧具有盾构隧道结构，盾构隧道结构包括相对设置的盾构结构、盾构外侧注浆填充物。盾构管片外侧注浆填充物8紧贴盾构管片4与围护结构7。

本实施例中，环向暗管2为不锈钢波纹管，环向暗管2上开设有若干组进液孔9，若干组进液孔9沿环向暗管2轴向均匀间隔布置。每组进液孔9中具有四个进液孔9，四个进液孔9沿环向暗管2周向均匀间隔布置。相邻两组进液孔9中的进液孔9沿环向暗管2轴向一一对应。环向暗管2上通过钢丝绑扎有透水土工布10。环向暗管2埋设于环梁3内并且紧贴端墙设置，端墙紧贴围护结构7设置，环梁3紧贴端墙及盾构管片4设置。

本实施例中，盾构隧道结构中，在轨道床两侧分别开设有排水沟，环向暗管2的两端分别伸入至对应侧的排水沟中。

如图5至图7所示，本发明中，用于对环向暗管2打孔的装置为环向暗管打孔装置，环向暗管打孔装置包括机架，机架包括底板11、竖板12以及水平板13。其中，竖板12的下端通过螺栓固定在底板11的一端，水平板13水平连接在竖板12的上端，且向底板11的另一端延伸。水平板13上开设有沿水平板13长度方向延伸的安装槽14，安装槽14内通过轴承转动装配有丝杆15，丝杆15沿水平板13长度方向延伸，且丝杆15的一端向外伸出至水平板13外侧。竖板12远离水平板13的一侧面上固定连接有第二驱动电机16，第二驱动电机16与丝杆15固定连接，用于驱动丝杆15转动。安装槽14内还固定安装有导向杆17，导向杆17与丝杆15平行布置。安装槽14内还安装有丝杆15螺纹配合，且与导向杆17导向配合的滑块18。对应的，滑块18上开设有与丝杆15螺纹配合的螺纹孔以及与导向杆17导向配合的导向孔。

本实施例中，滑块18上固定连接有伸缩缸19，伸缩缸19的缸体通过螺栓固定连接在滑块18上侧。滑块18上具有供伸缩缸19的活塞杆向下穿出的穿孔，伸缩缸19的活塞杆向下穿出至滑块18下侧。伸缩缸19的活塞杆端部固定连接有连接板20，第三驱动电机21通过电机固定座固定连接在连接板20上。第三驱动电机21的输出轴朝下延伸，且驱动电机的输出轴的端部固定连接有钻头夹具，钻头夹具上固定连接有钻头22。

本实施例中，为了增强竖板12与水平板13之间的结构强度，竖板12与水平板13之间具有斜撑，斜撑布置在水平板13和竖板12的侧面上。

本实施例中，竖直板转动装配有位于水平板13下侧的转轴，转轴的端部通过联轴器固定连接有定位管23，转轴的另一端向外伸出处竖板12外侧，竖板12上固定连接有第一驱动电机25，第一驱动电机25与转轴固定连接；第一驱动电机25用于驱动转轴转动。

本实施例中，定位管23的轴线与钻头夹具的转轴垂直相交。定位管23远离竖板12的一端具有四条沿定位管23轴向延伸的割缝24，四条割缝24分别沿径向贯穿定位管23的筒壁。四条割缝24沿定位管23周向均匀间隔布置，使得四条割缝24中的两条在定位管23径向上贯通，另外两条也在定位管23径向上贯通。四条割缝24的宽度相等，均大于钻头22的外径，以在割缝24位于钻头22正下方时，钻头22能够进入至割缝24内。

本实施例中，竖板12上固定连接有位于定位管23下侧的螺旋输送机，螺旋输送机包括壳体27、搅龙28。壳体27的下端通过支撑架29固定在底板11上，支撑架29具有若干个，若干个支撑架29沿壳体27长度方向均匀间隔布置。支撑架29具有水平部以及位于水平部两端的竖直部，两个竖直部的下端分别通过螺栓与底板11固定连接。水平部上具有与壳体27的底壁相匹配的支撑槽，壳体27置于支撑槽内。搅龙28的两端通过轴承转动装配在壳体27内。搅龙28的另一端伸出至壳体27外侧，且伸出竖板12外侧，竖板12上固定连接有第四驱动电机26，第四驱动电机26与搅龙28固定连接，用于驱动搅龙28转动。本实施例中，壳体27的上端敞口，壳体27位于定位管23正下方。壳体27远离竖板12的一端延伸至定位管23远离竖板12一端的外侧，用于接收从定位管23落下的钻屑。壳体27远离竖板12的一端下侧固定连接有与壳体27内部连通的出料管，以排出壳体27中的钻屑。

本发明中的环向暗管2钻孔装置对环向暗管2进行钻孔时，环向暗管2套装在定位管23上，第一驱动电机25为伺服电机，第一电机将驱动定位管23转动，使定位管23上的其中一条割缝24位于钻头22的正下方。伸缩缸19驱动第三驱动电机21下行，第三驱动电机21驱动钻头22转动，第三驱动电机21带动钻头22钻头22对环形暗管的一个位置进行打孔，该位置打孔完毕后，伸缩缸19驱动第三驱动电机21以及钻头22缩回。第二驱动电机16驱动第三驱动电机21沿定位管23移动，对环向暗管2的另一个位置进行打孔。环向暗管2该方向的孔打完后，第一电机驱动定位管23转动90°，重复上述步骤，对环向暗管2另一个方向进行打孔。完成对环向暗管2打孔作业。

本发明提供了一种盾构工作井排水施工方法，相比于现有技术，具有以下优点：本发明维护工作需要占用较大的空间、可用维护时间较少、维护难度高；本发明的盾构工作井排水施工方法排水效果好，投入费用少，避免盾构接口渗水影响盾构隧道正常运营。

本发明的盾构工作井排水施工方法中，盾构工作井接口环向暗管2与环梁3同期浇筑，幻象暗管包裹在砼内部，施工质量容易控制、可靠性高，管材寿命长，后期维护工作少。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。