CN111379571A - 管道、管棚结构及具有其的管棚施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道、管棚结构及具有其的管棚施工方法，该管道应用在管棚结构中，管道包括：管体，管体上设有多个回浆孔；第一封孔板和第二封孔板，第一封孔板和第二封孔板分别设置在管体的两端，以对管体进行封闭；其中，第一封孔板上设有注浆口和透气孔。本发明的管道应用在隧道管棚结构施工中能够有效解决现有技术中的隧道施工造成地面轨道沉降大的问题。

Description

管道、管棚结构及具有其的管棚施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种管道、管棚结构及具有其的管棚施工方法。

背景技术

传统的隧道在施工过程和施工完成后对于地上施工的路基沉降的要求精度不是很高，而随着铁路和公路的扩张，一些隧道的施工其上方是现有的建筑，一旦下方隧道开挖必然造成一定程度的沉降现象，时间越长沉降越明显，对隧道施工上方的建筑造成破坏，甚至倒塌，十分危险。

例如，现有的某火车站，由于处于市中心，路上交通拥堵，急需开设新的道路以分散车流，某市政规划建两条地下车道以穿过火车站，这样不仅能缓解了现有的道路拥堵，同时还解决了之前公路需要绕开火车站造成路程加长的问题。但是，在隧道施工中需要两条公路需要穿过火车站下方，其在开挖过程中对于现有的路面沉降具有极为严苛的要求，路基最大沉降为10mm，故，该隧道施工工艺中如何控制地面沉降将成为本工程成败关键，而现有技术中的隧道管幕施工方法无法保证路上地面的沉降要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种管道、管棚结构及具有其的管棚施工方法以解决现有技术中的隧道施工造成地面轨道沉降大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种管道，应用在管棚结构中，管道包括：管体，管体上设有多个回浆孔；第一封孔板和第二封孔板，第一封孔板和第二封孔板分别设置在管体的两端，以对管体进行封闭；其中，第一封孔板上设有注浆口和透气孔。

进一步地，管道上还设有观察管，观察管与透气孔连通。

进一步地，观察管上设有开关阀，以对透气孔打开或关闭。

进一步地，管体上设有压力阀，以实时监测管体内的压力。

进一步地，注浆口为螺纹孔，以便通过螺钉将注浆口封闭。

进一步地，注浆口处设有止逆阀，以在浇灌完毕后将注浆口封闭。

根据本发明的另一方面，提供了一种管棚结构，应用在隧道施工中，包括多个管道，管道为上述的管道。

进一步地，管棚结构包括第一管棚组和第二管棚组，第一管棚组设置在隧道的上方，以对隧道上方的路基进行支撑，第二管棚组设置在隧道的下方，以对隧道进行支撑；其中，第一管棚组包括多个管道，多个管道间隔地设置成一排，以覆盖在隧道的正上方，第二管棚组包括多个管道，多个管道间隔地设置成一排，以支撑在隧道的正下方。

根据本发明的另一方面，提供了一种管棚施工方法，管棚施工方法用于形成上述的管棚结构，管棚施工方法包括：吊装已加工好的管道，并沿管道的长度方向向管道内穿入螺旋钻具；旋转螺旋钻具进行施工，同时对管道进行顶进操作；完成管道的顶进工作后，拔出螺旋钻具，并封闭管道的孔口；将螺旋钻具移位，以对下一根管道进行施工；在管道打通后，对管道进行封孔注浆。

进一步地，对管棚结构的管道进行注浆的方法包括：从注浆口内注入浆料直至浆料从透气孔内流出；封闭透气孔，以预设的压力向管道内补注浆料，使浆料从管体上的回浆孔向外溢出，以填充到管体外侧的空间内。

应用本发明的技术方案的管道，该管道主要应用在管棚结构的施工中，该管道包括管体、在管体上错落的设置有多个回浆孔，该管体的两端分别设置有第一封孔板和第二封孔板，第二封孔板为钢板，焊接在管体的一端形成密封，第一封孔板上设有注浆口和透气孔，在注浆时，浇灌枪通过注浆口插入管体内以进行注浆，管体内气体通过透气孔排出，本申请的管道应用在管棚结构中具有注浆效果好，同时浆料能够通过回浆孔溢出到管道外侧的泥土中进一步对管道外部的周边地基进行加固，多个管道形成一排，构成管棚结构从而能够有效解决现有技术中的隧道施工造成地面轨道沉降大的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的管道的实施例的结构侧视图；以及

图2示出了本发明的管道的实施例的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、管体；11、回浆孔；12、注浆口；13、透气孔；20、第一封孔板；30、观察管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种管道，应用在管棚结构中，请参考图1和图2，管道包括：管体10，管体10上设有多个回浆孔11；第一封孔板20和第二封孔板，第一封孔板20和第二封孔板分别设置在管体10的两端，以对管体10进行封闭；其中，第一封孔板20上设有注浆口12和透气孔13。

本发明提供了一种管道，该管道主要应用在管棚结构的施工中，该管道包括管体10、在管体10上错落的设置有多个回浆孔11，该管体的两端分别设置有第一封孔板20和第二封孔板，第二封孔板为钢板，焊接在管体的一端形成密封，第一封孔板20上设有注浆口12和透气孔13，在注浆时，浇灌枪通过注浆口12插入管体10内以进行注浆，管体内气体通过透气孔排出，本申请的管道应用在管棚结构中具有注浆效果好，同时浆料能够通过回浆孔11溢出到管道外侧的泥土中进一步对管道外部的周边地基进行加固，多个管道形成一排，构成管棚结构从而能够有效解决现有技术中的隧道施工造成地面轨道沉降大的问题。

管道上还设有观察管30，观察管30与透气孔13连通，透气孔13设置在第一封孔板20远离圆心的位置，

如图1所示，本实施例中的管道上还设有观察管30，观察管30与透气孔13进行连通，工作人员通过透气孔和观察管30以便掌握注浆的动态，透气孔13设置在第一封孔板20的边缘处，在具体安装时，透气孔13设置在竖直方向的上侧，以便进行透气。

观察管30上设有开关阀，以对透气孔13打开或关闭。管体10上设有压力阀，以实时监测管体10内的压力。注浆口12为螺纹孔，以便通过螺钉将注浆口12封闭。

本实施例中的观察管30为1m左右，竖直设置，通过在观察管30上设置开关阀，以对注浆压力进行控制，通过管体10上的压力阀以便工作人员能够根据压力值判断浆料从回浆孔的溢出程度，注浆口设置为螺纹孔，通过螺塞打开或封闭更加方便。

注浆口12处设有止逆阀，以在浇灌完毕后将注浆口12封闭。

本实施例中在注浆口12处还设置有止逆阀，以便在浇灌枪拔出管体时，能够快速有效的对注浆口进行封闭，防止浆料溢出造成浪费，同时也影响管体内的注浆质量。

一种管棚结构，应用在隧道施工中，包括多个管道，管道为上述的管道。管棚结构包括第一管棚组和第二管棚组，第一管棚组设置在隧道的上方，以对隧道上方的路基进行支撑，第二管棚组设置在隧道的下方，以对隧道进行支撑；其中，第一管棚组包括多个管道，多个管道间隔地设置成一排，以覆盖在隧道的正上方，第二管棚组包括多个管道，多个管道间隔地设置成一排，以支撑在隧道的正下方。

本发明还提供了一种管棚结构，该管棚结构包括两排管棚，位于隧道上方的一排为第一管棚组，位于隧道下方的一排为第二管棚组，每一排管棚组均包括多个管道，多个管道间隔地设置以对隧道的上方和下方进行支撑，不仅能够防止隧道上方的路基沉降，同时还能够防止隧道内的路基沉降。

一种管棚施工方法，管棚施工方法用于形成上述的管棚结构，管棚施工方法包括：吊装已加工好的管道，并沿管道的长度方向向管道内穿入螺旋钻具；旋转螺旋钻具进行施工，同时对管道进行顶进操作；完成管道的顶进工作后，拔出螺旋钻具，并封闭管道的孔口；将螺旋钻具移位，以对下一根管道进行施工；在管道打通后，对管道进行封孔注浆。

对管棚结构的管道进行注浆的方法包括：从注浆口12内注入浆料直至浆料从透气孔13内流出；封闭透气孔13，以预设的压力向管道内补注浆料，使浆料从管体10上的回浆孔11向外溢出，以填充到管体10外侧的空间内。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本工程管棚加固采用螺旋出土无水管棚施工方法，其工作原理是在管棚钢管顶端安装机头或钻头，底部安装螺旋钻杆，钻杆与机头连接。螺旋出土顶管钻机提供动力，通过钻头的钻压和扭矩切削土层，并将砂土屑由螺旋钻杆排到工作坑。

待铺设的管棚钢管在螺旋钻杆之外，由顶推油缸向前顶进，在顶进的同时进行切削和输送，将管棚钢管逐段向前铺设。

顶管管棚施工时，按设计角度将钢管在工作井土层推进至设计长度，按设计位置顶进多根钢管，形成一定空间，最大限度控制地面沉降，保障管幕施工的安全、顺利进行。

管棚施工参数：

(1)施工管棚钢管为：Φ180*8mm热轧无缝钢管(Q235A)施工钢管长度12米/根。

(2)2m顶管上侧200mm施工管棚，相邻钢管间距300mm。

(3)钢管管棚钢管施工末端偏差控制在±150mm以内。

(4)注浆采用P.O42.5硅酸盐水泥，水灰比为1:1.2；通过管口注浆孔注入水泥浆液填充钢管内空间，提高钢管的刚度。

(5)注浆标准控制：

注浆压力0.5MPa并稳定10min以上(满足理论计算注浆量)可终止注浆。

管棚施工步骤：

(1)为提供管棚施工空间，设计始发井，始发井尺寸为纵向16m×横向23.2m×深约16.5m。工作井四侧采用Φ1.0m钻孔桩防护。工作坑开挖后，施作背墙作为顶管反力墙，后背墙厚度为1.0米。

(2)钢管加工：钢管端面加工成坡口，满足焊接要求，采用焊接连接。

(3)吊装加工好的钢管，按钢管长度穿入螺旋钻具和安装导向测量纠偏装置；对准设计点位，启动液压动力泵站，顶入钢管1米，复测各项设计参数。

(4)启动液压动力泵站，旋转钻具出土和钢管顶进，钢管12米/节。

(5)钢管顶进过程中，随时观测导向装置，发现偏转及时采取纠偏措施。

(6)完成钢管顶进后，拔出螺旋钻杆，封闭孔口(钢管顶进完成后，整体效果通过测量数据进行评价，同步进行质量检测记录)。

(7)移位，施工下一根。

(8)管棚封孔注浆。

①工程管幕钢管内采用水泥单浆液填充，水泥浆水灰比为1:1.2。

②钢管在入口处焊接钢板进行管口封闭，封闭板上预留1个注浆孔和1个透气孔；透气孔在钢管上部，连接1米高度观察管。

③从注浆孔注入水泥浆液，流至钢管末端，钢管填充满后浆液从注浆孔和透气管中流出；关闭透气管阀门，进行一定压力条件下的补注浆，使浆液从钢管孔溢出，填充钢管外侧土体；注浆泵压力表必须可靠灵敏，注浆压力0.2～0.5MPa,保证管内充盈和浆液饱满。

④一次注浆完毕后，可根据需要在24小时后进行管内二次补浆。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道，应用在管棚结构中，其特征在于，所述管道包括：

管体(10)，所述管体(10)上设有多个回浆孔(11)；

第一封孔板(20)和第二封孔板，所述第一封孔板(20)和所述第二封孔板分别设置在所述管体(10)的两端，以对所述管体(10)进行封闭；

其中，所述第一封孔板(20)上设有注浆口(12)和透气孔(13)。

2.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述管道上还设有观察管(30)，所述观察管(30)与所述透气孔(13)连通。

3.根据权利要求2所述的管道，其特征在于，所述观察管(30)上设有开关阀，以对所述透气孔(13)打开或关闭。

4.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述管体(10)上设有压力阀，以实时监测所述管体(10)内的压力。

5.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述注浆口(12)为螺纹孔，以便通过螺钉将所述注浆口(12)封闭。

6.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述注浆口(12)处设有止逆阀，以在浇灌完毕后将所述注浆口(12)封闭。

7.一种管棚结构，应用在隧道施工中，包括多个管道，其特征在于，所述管道为权利要求1至6中任一项所述的管道。

8.根据权利要求7所述的管棚结构，其特征在于，所述管棚结构包括第一管棚组和第二管棚组，所述第一管棚组设置在隧道的上方，以对所述隧道上方的路基进行支撑，所述第二管棚组设置在所述隧道的下方，以对所述隧道进行支撑；

其中，所述第一管棚组包括多个管道，多个所述管道间隔地设置成一排，以覆盖在所述隧道的正上方，所述第二管棚组包括多个管道，多个所述管道间隔地设置成一排，以支撑在所述隧道的正下方。

9.一种管棚施工方法，所述管棚施工方法用于形成权利要求7或8中的管棚结构，其特征在于，所述管棚施工方法包括：

吊装已加工好的所述管道，并沿所述管道的长度方向向所述管道内穿入螺旋钻具；

旋转螺旋钻具进行施工，同时对所述管道进行顶进操作；

完成所述管道的顶进工作后，拔出螺旋钻具，并封闭所述管道的孔口；

将螺旋钻具移位，以对下一根管道进行施工；

在所述管道打通后，对所述管道进行封孔注浆。

10.根据权利要求9所述的管棚施工方法，其特征在于，对管棚结构的管道进行注浆的方法包括：

从注浆口(12)内注入浆料直至浆料从透气孔(13)内流出；

封闭所述透气孔(13)，以预设的压力向所述管道内补注浆料，使浆料从所述管体(10)上的所述回浆孔(11)向外溢出，以填充到管体(10)外侧的空间内。

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