CN103132534A - 承压水地层中冻结管的地下施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种承压水地层中冻结管的地下施工方法，是通过以下步骤实现的：步骤一，固定开孔钻机；步骤二，固定水钻底盘；步骤三，固定孔口管；步骤四，安装跟管钻机；步骤五，安装控制阀门与密封装置；本发明的有益效果是：适用于地下结构维修期间的局部密封防水，实现了在地下结构中进行冻结法的操作，可对地下结构外部的指定区域的土体进行局部冻结，防止地下结构在维修期间发生地下水涌入的情况，保证了地下结构在维修期间的安全，与直接在地面冻结的方案相比，冻结帷幕小，节约了能源，降低了成本。
Description
技术领域
发明涉及一种承压水地层中冻结管，尤其涉及一种承压水地层中冻结管的地下施工方法。
背景技术
十九世纪六十年代，冻结法首先应用于英国南威尔士的建筑基础工程。1883年，德国工程师波茨舒(P.H.Potsch)在阿尔巴里的煤矿采用冻结法成功施工了103m深的井筒，并获得了冻结技术专利，引起全世界的关注。世界各国都广泛地应用冻结技术，促进了冻结技术的发展。冻结法是在含水土体设置冻结管，冻结管内循环冷媒剂，带走土体中热量从而形成强度高、密封性好的冻土，起到承受荷载和密封防水的作用。它的适应性强、安全可靠、无污染。
但现有的冻结技术一般都是在地表钻冻结孔，所用的设备占场地较大，由于地下结构中场地较狭窄，不便于钻孔设备及冻结设备的布置，目前鲜有在地下结构中对于特定区域进行局部冻结的工程例。而在维修地下结构时往往希望冻结维修区域附近的土体以达到密封防水的作用，冻结帷幕只在维修区域附近，在地表钻孔进行冻结法施工很难将冻结帷幕只限定于维修区域附近的土体，造成了冷量的浪费。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种承压水地层中冻结管的地下施工方法，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：
步骤一，固定开孔钻机：根据冻结孔设计方位安装开孔钻机，在地下结构中开孔，开孔深度为20～30cm；
步骤二，固定水钻底盘：按水钻底盘的尺寸大小和设计的开孔倾角在地下结构中相应位置处的混凝土板上钻数个植筋孔，植筋孔的角度为设计的开孔倾角，每个植筋孔内放入一根通长丝杆，并在植筋孔内注入钢筋胶，将通长丝杆固定在混凝土中的混凝土板上，通长通长丝杆与混凝土板之间的角度为设计的开孔倾角，再将水钻底盘与通长丝杆用螺栓连接；若地下结构为钢结构，则通长丝杆与地下结构的链接方式为焊接；
步骤三，固定孔口管：孔口管放入水钻底盘内，在孔口管周边的地下结构的混凝土板上采用植筋的方法布置数根螺丝杆；螺丝杆外露长度为100～150mm，并向孔口管方向弯折，与孔口管外壁焊接；若地下结构为钢结构，则螺丝杆与地下结构之间的链接方式为焊接；
步骤四，安装跟管钻机：用水钻钻进地下结构相应位置处的混凝土板或钢结构，未穿透混凝土板或钢结构前用冻结管实现跟管钻进；钻机支架在地下结构内安装，利用脚手管搭设并与地下结构固定牢靠；钻机的油泵及附属设备也布置在地下结构中；
步骤五，安装控制阀门与密封装置：控制阀门与孔口管顶部用螺栓连接；当钻孔内突然大量涌水时可将冻结管抽出阀门，并将控制阀门关闭，以防止水大量涌入地下结构中；冻结管穿过控制阀门；在冻结管与控制阀门连接的部位设置密封装置；控制阀门与密封装置安装完成后继续钻进至设计深度，继续钻进至设计深度后安装冻结器，以形成冻结帷幕。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：适用于地下结构维修期间的局部密封防水，实现了在地下结构中进行冻结法的操作，可对地下结构外部的指定区域的土体进行局部冻结，防止地下结构在维修期间发生地下水涌入的情况，保证了地下结构在维修期间的安全，与直接在地面冻结的方案相比，冻结帷幕小，节约了能源，降低了成本。
附图说明
图1是本发明中钻机布置示意图。
图2是本发明中跟管钻进示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图、图2可见：本发明是通过以下步骤实现的：
步骤一，固定开孔钻机：根据冻结孔设计方位安装开孔钻机5，在地下结构3中开孔，开孔深度为20～30cm；
步骤二，固定水钻底盘：按水钻底盘的尺寸大小和设计的开孔倾角在地下结构中相应位置处的混凝土板上钻数个植筋孔，植筋孔的角度为设计的开孔倾角，每个植筋孔内放入一根通长丝杆，并在植筋孔内注入钢筋胶，将通长丝杆1固定在混凝土13中的混凝土板2上，通长通长丝杆1与混凝土板2之间的角度为设计的开孔倾角，再将水钻5底盘与通长丝杆用螺栓连接；若地下结构3为钢结构，则通长丝杆与地下结构的链接方式为焊接；通长丝杆的直径与锚固深度根据具体工程情况确定；
步骤三，固定孔口管：孔口管4放入水钻5底盘内，在孔口管周边的地下结构的混凝土板上采用植筋的方法布置数根螺丝杆6，螺丝杆的直径与锚固深度根据具体工程情况确定，螺丝杆外露长度为100～150mm，并向孔口管方向弯折，与孔口管外壁焊接；孔口管的尺寸根据工程情况确定；若地下结构为钢结构，则螺丝杆与地下结构之间的链接方式为焊接；
步骤四，安装跟管钻机：用水钻5钻进地下结构相应位置处的混凝土板2或钢结构，未穿透混凝土板或钢结构前用冻结管7实现跟管钻进；钻机支架8在地下结构内安装，利用脚手管搭设并与地下结构固定牢靠；钻机的油泵及附属设备9也布置在地下结构中；
步骤五，安装控制阀门与密封装置：控制阀门10与孔口管4顶部用螺栓连接；当钻孔内突然大量涌水时可将冻结管抽出阀门，并将控制阀门关闭，以防止水大量涌入地下结构中；冻结管7穿过控制阀门10，控制阀门的内径大于冻结管的外径，使跟管钻进时冻结管可在阀门内转动，在冻结管7与控制阀门10连接的部位设置密封装置11；控制阀门与密封装置安装完成后继续钻进至设计深度，继续钻进至设计深度后安装冻结器，以形成冻结帷幕12。
步骤五中，所述的冻结管7采用无缝钢管，直径与厚度根据具体工程情况确定，冻结管的外径小于孔口管的内径，冻结管连接采用丝扣外加焊接的连接方式。
步骤五中，所述的密封装置11由两个法兰盘及止水盘根110组成；外部的法兰盘111与控制阀门10用螺栓连接，外部的法兰盘的内径大于冻结管的外径，内部的法兰盘112与外部的法兰盘用螺栓连接，内部的法兰盘的内径等于冻结管的外径，两个法兰盘之间设置止水盘根。
本发明中的地下结构分为混凝土板或钢结构。
Claims (3)
1.一种承压水地层中冻结管的地下施工方法，是通过以下步骤实现的：
步骤一，固定开孔钻机：根据冻结孔设计方位安装开孔钻机，在地下结构中开孔，开孔深度为20～30cm；
步骤二，固定水钻底盘：按水钻底盘的尺寸大小和设计的开孔倾角在地下结构中相应位置处的混凝土板上钻数个植筋孔，植筋孔的角度为设计的开孔倾角，每个植筋孔内放入一根通长丝杆，并在植筋孔内注入钢筋胶，将通长丝杆固定在混凝土中的混凝土板上，通长通长丝杆与混凝土板之间的角度为设计的开孔倾角，再将水钻底盘与通长丝杆用螺栓连接；若地下结构为钢结构，则通长丝杆与地下结构的链接方式为焊接；
步骤三，固定孔口管：孔口管放入水钻底盘内，在孔口管周边的地下结构的混凝土板上采用植筋的方法布置数根螺丝杆；螺丝杆外露长度为100～150mm，并向孔口管方向弯折，与孔口管外壁焊接；若地下结构为钢结构，则螺丝杆与地下结构之间的链接方式为焊接；
步骤四，安装跟管钻机：用水钻钻进地下结构相应位置处的混凝土板或钢结构，未穿透混凝土板或钢结构前用冻结管实现跟管钻进；钻机支架在地下结构内安装，利用脚手管搭设并与地下结构固定牢靠；钻机的油泵及附属设备也布置在地下结构中；
步骤五，安装控制阀门与密封装置：控制阀门与孔口管顶部用螺栓连接；当钻孔内突然大量涌水时可将冻结管抽出阀门，并将控制阀门关闭，以防止水大量涌入地下结构中；冻结管穿过控制阀门；在冻结管与控制阀门连接的部位设置密封装置；控制阀门与密封装置安装完成后继续钻进至设计深度，继续钻进至设计深度后安装冻结器，以形成冻结帷幕。
2.根据权利要求1所述的承压水地层中冻结管的地下施工方法，其中：步骤五中，所述的冻结管采用无缝钢管。
3.根据权利要求1或2所述的承压水地层中冻结管的地下施工方法，其中：步骤五中，所述的密封装置由两个法兰盘及止水盘根组成；外部的法兰盘与控制阀门用螺栓连接，外部的法兰盘的内径大于冻结管的外径，内部的法兰盘与外部的法兰盘用螺栓连接，内部的法兰盘的内径等于冻结管的外径，两个法兰盘之间设置止水盘根。
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