CN104404983B - 一种用于顶管施工的骑马井装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于顶管施工的骑马井装置及其施工方法，所述的骑马井位于F型钢套顶管管节的正上方，与该F型钢套顶管管节相通的两侧分别依次连接有F型顶管管节，该F型钢套顶管管节与F型顶管管节位于加固土体内；所述的F型钢套顶管管节由钢外套筒、管壁及传感器组成；所述的骑马井由钢护筒、井筒、井盖及塑钢爬梯组成，钢护筒采用焊接方式固定于钢外套筒的正中心上方，且钢外套筒上开设有用于连通钢护筒与F型钢套顶管管节的孔；本发明的有益效果为：运用该种施工方法建造顶管骑马井，施工进度快、材料消耗少、骑马井和顶管管节的整体稳定性高、两者之间的严密性好，施工质量高，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种用于顶管施工的骑马井装置及其施工方法

技术领域

本发明属于市政顶管工程建设领域，是一种主要用于顶管施工的新型骑马井装置及其施工方法。

背景技术

顶管法是城市建设中一种较为常见的非开挖管道施工技术，它是在地下工作井内，借助顶进设备的顶力逐步将管材顶入土中，并将管内土用人工或者机械的方法挖出，直至达到终点。运用顶管法时，如需在中间段设置骑马井，要另行进行井体开挖，井筒砌筑等工作。目前常用的顶管骑马井的建造方法有沉井法，该方法先将骑马井的井身结构浇筑完成，再运用沉井技术将骑马井下沉到位，还有分段施工法，将骑马井分层开挖，分段支护，逐段完成骑马井的建造。

目前骑马井的施工方法有专利200810141481.2《沉管式检查井》，该专利涉及一种沉管式检查井的施工方法，包括井盖和井盖下方的井筒及井身结构，井筒下方为顶管管道，井筒下端与顶管管道之间有基础，井筒下端与基础上端及管道浇注为一体，基础直径大于井筒外径。另有专利201410080357.5《顶管施工改型检查井施工方法》，该方法的主要工艺是分段开挖土体、绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土，逐段完成井壁的浇筑施工，安装盖板、爬梯，最后用水泥砂浆进行抹面。

目前常规顶管的距离一般在150m-300m之间，如果顶进距离太小，会使顶管的成本提高，因此应按照顶管的经济距离设立出发井和接收井，骑马井另行设置。室外排水规范(GB50201-2005)规定，根据疏通方法等具体情况要求检查井在直线段的最大间距不宜超过下表的要求：检查井最大间距

目前顶管骑马井施工技术的最大缺点在管道和骑马井的沉降不均匀以及检查井(又称骑马井)与顶管管节接触不密实，两者之间存在间隙，造成连接部位的漏浆。这将会造成的顶管管道渗水或者漏水问题，由此造成骑马井的质量缺陷，进而需要消耗人力物力进行二次修复。

因此在顶管工程中，需要按照顶管管径、顶管长度以及周边环境等因素，设置骑马井，选用能够保证质量的施工方法，满足质量以及经济性的要求，保证骑马井和顶管管道的整体性和严密性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种能够快速、简便建造顶管骑马井，主要适用于顶管管径≥1500mm的顶管骑马井施工的骑马井装置及其施工方法；该施工方法采用钢护筒做为骑马井的围护结构，同时采用一种F型钢套顶管管节，其外部套有钢外套筒，骑马井钢护筒和顶管管节的钢外套筒严密焊接；本发明解决顶管管道与骑马井沉降不均匀以及两者之间严密性的问题，提高骑马井井筒的施工质量，节约工期和成本。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的骑马井装置，它包括骑马井、F型钢套顶管管节、F型顶管管节、加固土体，所述的骑马井位于F型钢套顶管管节的正上方，与该F型钢套顶管管节相通的两侧分别依次连接有F型顶管管节，该F型钢套顶管管节与F型顶管管节位于加固注浆法处理过的加固土体内；所述的F型钢套顶管管节由钢外套筒、管壁及传感器组成，钢外套筒套于管壁上，传感器位于管壁内；所述的骑马井由钢护筒、井筒、井盖及塑钢爬梯组成，钢护筒内壁处砌筑有井筒，井盖盖于井筒的正上方，且井筒内设置有塑钢爬梯；钢护筒采用焊接方式固定于钢外套筒的正中心上方，且钢外套筒上开设有用于连通钢护筒与F型钢套顶管管节的孔，该孔的中心与钢护筒的中心以及F型钢套顶管管节的中心对齐。

作为优选，所述的加固土体的加固范围为F型钢套顶管管节所在位置的前后各一倍顶管管节长度，左右各一倍顶管管径长度的范围内。

作为优选，所述的钢护筒的内径与井筒外径相同。

作为优选，所述的钢护筒与F型钢套顶管管节的钢外套筒焊接成一体。

一种利用上述骑马井装置进行顶管施工的方法，该方法包括如下步骤：

1)、对骑马井下方的基础部分应进行固化处理，采用压密注浆法进行加固土体的加固，加固土体加固应严格控制加固范围及注浆压力，应将注浆集中在F型钢套顶管管节所在位置的前后各一倍顶管管节长度，左右各一倍顶管管径长度的范围内；

2)、根据F型钢套顶管管节内的传感器的发射信号位置定位骑马井的位置，确定骑马井的中心位置后，做好标记，并在顶管施工时把F型钢套顶管管节顶进至设计预留位置；

3)、采用钢护筒做为骑马井施工的围护结构，将钢护筒的中心对准骑马井的中心，将钢护筒用振动下沉、反压下沉或者人工取土法，压入加固土体之中，钢护筒底部开设有刃脚，能使钢护筒轻松地切入加固土体，应保持钢护筒水平下沉，对钢护筒的下缘进行相贯线切割；

4)、待钢护筒下沉至设计位置之后，对钢护筒下端进行相贯线二次切割，将钢护筒安置在F型钢套顶管管节的钢外套筒上，与F型钢套顶管管节的钢外套筒焊接成为一体；

5)、根据钢护筒的中心，对F型钢套顶管管节使用线切割工艺进行开孔作业，连通钢护筒与F型钢套顶管管节，开的孔的大小依据骑马井的井筒内径尺寸；

6)、进行井筒的施工，对骑马井井筒下部基础进行清理，井筒采用混凝土现浇施工，首先搭设混凝土内壁模板、并绑扎钢筋，同时在井筒上布置一个爬梯，作为将来维修使用，最后进行混凝土的浇筑施工，浇筑完成后进行混凝土的养护，养护至设计强度后拆模；

7)、安装井盖，井盖位于井筒的正上方。

本发明的有益效果为：运用该种施工方法建造顶管骑马井，施工进度快、材料消耗少、骑马井和顶管管节的整体稳定性高、两者之间的严密性好，施工质量高，具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的骑马井现浇结构断面示意图。

图3是本发明的F型钢套顶管管节横断面结构示意图。

附图中的标号分别为：1、加固土体；2、骑马井；3、F型钢套顶管管节；4、F型顶管管节；5、始发井；6、接收井；7、千斤顶；8、枕木轨道基础；21、井盖；22、钢护筒；23、井筒；24、爬梯；25、内壁模板；31、钢外套筒；32、传感器；33、管壁；34、孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1至3所示，本发明包括骑马井2、F型钢套顶管管节3、F型顶管管节4、加固土体1，所述的骑马井2位于F型钢套顶管管节3的正上方，与该F型钢套顶管管节3相通的两侧分别依次连接有F型顶管管节4，该F型钢套顶管管节3与F型顶管管节4位于加固注浆法处理过的加固土体1内；所述的F型钢套顶管管节3由钢外套筒31、管壁33及传感器32组成，钢外套筒31套于管壁33上，传感器32位于管壁33内；该钢外套筒31的主要作用是能够和骑马井的钢护筒22焊接，两者结合为一个整体，方便井内工作的开展，并能保持钢护筒结构的稳定性。在F型钢套顶管管节3的中部放置一个传感器32，通过该仪器能够较精确地定位骑马井的位置。所述的骑马井2由钢护筒22、井筒23、井盖21及爬梯24组成，钢护筒22内壁处砌筑有井筒23，井盖21盖于井筒23的正上方，且井筒23内设置有爬梯24；钢护筒22采用焊接方式固定于钢外套筒31的正中心上方，且钢外套筒31上开设有用于连通钢护筒22与F型钢套顶管管节3的孔34，该孔34的中心与钢护筒22的中心以及F型钢套顶管管节3的中心对齐。

由于骑马井自身具有一定的重量，为保证骑马井整体结构稳定性，应对骑马井下方的基础部分的加固土体1应进行固化处理，使其具有一定的强度；所述的加固土体1的加固范围为F型钢套顶管管节3所在位置的前后各一倍顶管管节长度，左右各一倍顶管管径长度的范围内；采用钢护筒22作为骑马井施工的围护结构，因此钢护筒22的内径与骑马井2的井筒23外径相同。

一种利用上述骑马井装置进行顶管施工的方法，该方法包括如下步骤：

1)、对骑马井2下方的基础部分应进行固化处理，采用压密注浆法进行加固土体1的加固，加固土体1加固应严格控制加固范围及注浆压力，应将注浆集中在F型钢套顶管管节3所在位置的前后各一倍顶管管节长度，左右各一倍顶管管径长度的范围内；

2)、根据F型钢套顶管管节3内的传感器32的发射信号位置定位骑马井2的位置，确定骑马井2的中心位置后，做好标记，并在顶管施工时把F型钢套顶管管节3顶进至设计预留位置；

3)、采用钢护筒22做为骑马井2施工的围护结构，将钢护筒22的中心对准骑马井2的中心，将钢护筒22用振动下沉、反压下沉或者人工取土法，压入加固土体1之中，钢护筒22底部开设有刃脚，能使钢护筒22轻松地切入加固土体，应保持钢护筒水平下沉，对钢护筒22的下缘进行相贯线切割；

4)、待钢护筒22下沉至设计位置之后，对钢护筒22下端进行相贯线二次切割，将钢护筒22安置在F型钢套顶管管节3的钢外套筒31上，与特殊顶管管节的钢外套筒31焊接成为一体；

5)、根据钢护筒22的中心，对F型钢套顶管管节3使用线切割工艺进行开孔作业，连通钢护筒与特殊顶管管节，开的孔34的大小依据骑马井的井筒内径尺寸；

6)、进行井筒23的施工，对骑马井井筒下部基础进行清理。井筒23采用混凝土现浇施工，首先搭设混凝土内壁模板25、并绑扎钢筋，同时在井筒上布置一个爬梯24，作为将来维修使用，最后进行混凝土的浇筑施工，浇筑完成后进行混凝土的养护，养护至设计强度后拆模。

7)安装井盖21，井盖21位于井筒的正上方。

本发明用于顶管施工的新型骑马井装置的施工方法的核心为：通过对骑马井2所在F型钢套顶管管节3以及邻近的F型顶管管节4的加固土体进行注浆加固，避免骑马井2和顶管管节由于基础承载力不足出现沉降不均匀的情况，将骑马井2的钢护筒22和F型钢套顶管管节3的钢外套筒31焊接成一个整体，保证骑马井2和F型钢套顶管管节3的严密性，避免骑马井2(检查井)井体混凝土浇筑与顶管管节不密实或漏浆造成渗水或漏水，从而保证顶管施工质量和骑马井施工质量。

本发明用于顶管施工的新型骑马井装置的施工方法的具体实施方式为：始发井5为顶管工程的始发井，接收井6为顶管工程的接收井，始发井5、接收井6采用沉井技术进行施工，始发井5和接收井6都需要具备一定的结构强度，始发井5、接收井6均为钢筋混凝土结构。始发井5的后部墙体还应设置工作井后背，作为顶力设备作用的作用基础。F型顶管管节4的长度一般为2m，材料为钢筋混凝土结构。顶管放置于顶管的枕木轨道基础8上并由千斤顶7来提供顶管顶进的顶推力推入至地下土中。骑马井按照顶管所属区域功能需求原则进行建造，压密注浆法加固处理过的加固土体1作为骑马井的基础。通过特殊顶管管节3内的传感器32的发射信号，工作人员在地面接收信号，在地面上精确的定位骑马井2的中心位置，将钢护筒22用振动下沉或反压下沉压入加固土体1之中，待下沉到设计标高时，可以采用人工挖土或者小型机械挖土，挖土完成后；做好相关的清理工作，在F型钢套顶管管节3上开孔34，将骑马井2和F型钢套顶管管节3相连通。搭设井筒23的内壁模板25，绑扎钢筋，完成之后进行井筒23的混凝土浇筑工作，井筒23上设置爬梯24，作为将来维修通道，待井筒23的混凝土达到设计强度后，安设井盖21，井盖21位于井筒的正上方，

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于顶管施工的骑马井装置，它主要包括：骑马井（2）、F型钢套顶管管节（3）、F型顶管管节（4），加固土体（1）；其特征在于：所述的骑马井（2）位于F型钢套顶管管节（3）的正上方，与该F型钢套顶管管节（3）相通的两侧分别依次连接有F型顶管管节（4），该F型钢套顶管管节（3）与F型顶管管节（4）位于加固注浆法处理过的加固土体（1）内；所述的F型钢套顶管管节（3）由钢外套筒（31）、管壁（33）及传感器（32）组成，钢外套筒（31）套于管壁（33）上，传感器（32）位于管壁（33）内；所述的骑马井（2）由钢护筒（22）、井筒（23）、井盖（21）及塑钢爬梯（24）组成，钢护筒（22）内壁处砌筑有井筒（23），井盖（21）盖于井筒（23）的正上方，且井筒（23）内设置有塑钢爬梯（24）；钢护筒（22）采用焊接方式固定于钢外套筒（31）的正中心上方，且钢外套筒（31）上开设有用于连通钢护筒（22）与F型钢套顶管管节（3）的孔（34），该孔（34）的中心与钢护筒（22）的中心以及F型钢套顶管管节（3）的中心对齐；

所述的加固土体（1）的加固范围为F型钢套顶管管节（3）所在位置的前后各一倍顶管管节长度，左右各一倍顶管管径长度的范围内；

所述的钢护筒（22）的内径与井筒（23）外径相同；

所述的钢护筒（22）与F型钢套顶管管节（3）的钢外套筒（31）焊接成一体。

2.一种利用如权利要求1所述骑马井装置进行顶管施工的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）、对骑马井（2）下方的基础部分进行固化处理，采用压密注浆法进行加固土体（1）的加固，加固土体（1）加固应严格控制加固范围及注浆压力，将注浆集中在F型钢套顶管管节（3）所在位置的前后各一倍顶管管节长度，左右各一倍顶管管径长度的范围内；

2）、根据F型钢套顶管管节（3）内的传感器（32）的发射信号位置定位骑马井（2）的位置，确定骑马井（2）的中心位置后，做好标记，并在顶管施工时把F型钢套顶管管节（3）顶进至设计预留位置；

3）、采用钢护筒（22）做为骑马井（2）施工的围护结构，将钢护筒（22）的中心对准骑马井（2）的中心，将钢护筒（22）用振动下沉、反压下沉或者人工取土法，压入加固土体（1）之中，钢护筒（22）底部开设有刃脚，能使钢护筒（22）轻松地切入加固土体，应保持钢护筒水平下沉，对钢护筒（22）的下缘进行相贯线切割；

4）、待钢护筒（22）下沉至设计位置之后，对钢护筒（22）下端进行相贯线二次切割，将钢护筒（22）安置在F型钢套顶管管节（3）的钢外套筒（31）上，与F型钢套顶管管节（3）的钢外套筒（31）焊接成为一体；

5）、根据钢护筒（22）的中心，对F型钢套顶管管节（3）使用线切割工艺进行开孔作业，连通钢护筒（22）与F型钢套顶管管节（3），开的孔（34）的大小依据骑马井（2）的井筒（23）内径尺寸；

6）、进行井筒（23）的施工，对骑马井井筒下部基础进行清理，井筒（23）采用混凝土现浇施工，首先搭设混凝土内壁模板（25）、并绑扎钢筋，同时在井筒（23）上布置一个爬梯（24），作为将来维修使用，最后进行混凝土的浇筑施工，浇筑完成后进行混凝土的养护，养护至设计强度后拆模；

7）、安装井盖（21），井盖（21）位于井筒（23）的正上方。