CN111441722B - 地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于包括以下步骤：a、基坑内灌水至水压平衡，计算钢平台的作业动荷载，确定H型钢梁的规格与数量，b、安装锚固H型钢梁，铺设钢板形成半月形钢平台，c、钢平台开孔，打入钢护筒，d、钻机就位，钢护筒上部焊接引浆管，e、漂浮移动泥浆箱就位，f、钻孔、排泥浆、泥浆沉淀继续使用，g、安装降水管井，h、拔除钢护筒、回收再次利用，完成降水井钻井施工。本发明的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法具有水压平衡后护筒沉设降水管井安全可靠，漂浮移动泥浆箱动态排浆回收利用，减少泥浆量方便环保，钢护筒、H型钢梁、半月形钢板可回收利用，降低工程成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种降水井钻井施工方法，具体地说，是一种地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法。
背景技术
超深基坑施工时采取围护结构对基坑形成封闭的围护止水帷幕，然后在基坑内进行土方开挖与结构施工。超深基坑土方开挖期间基坑下部的承压水会对基坑内部的土体造成突涌危害，当基坑下部承压水发生突涌时出现的水土流失会给基坑与周边环境带来严重危害。
中国专利CN110318410A于2019年10月11日公开了一种深基坑遇承压水突涌减压控水处理施工方法，其中先将井管与护筒之间的间隙进行浇筑，且若还有上溢的承压水将会止水翼环所阻挡；通过控水钢管对井孔内的承压水持续抽除，对其进行控制，通过粗砂砾石进行填充，然后通过素砼进行浇筑，最后通过封堵钢板进行封堵，微膨胀砼能够保持较好得封堵效果，最后对地基土进行注浆充填加固处理，减小地基土的流失。虽然该技术方案能够在突涌发生后短时间内临时达到动态控水，全其效果不稳定，不确定因素多，在高压力、大水量的情况下难以承压水涌出量，施工风险大。
所以在基坑出现突涌时会采取基坑内注水平衡承压水向上的顶托力，注水的高度需要与承压水水头高度保持一致，达到压力平衡的效果，注水后一般需在突涌基坑的内外施工减压降水管井，来降低承压水的水头高度，使其满足基坑安全开挖与内部结构施工的需求。
因此，现有技术中，对于基坑出现突涌及完成基坑内注水平衡承压水向上的顶托力的处理成了本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种在突涌基坑的内外施工减压降水管井，来降低承压水的水头高度，使其满足基坑安全开挖与内部结构施工的需求的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于包括以下步骤：
a、基坑内灌水至水压平衡，计算钢平台的作业动荷载，确定H型钢梁的规格与数量
所述基坑内部灌水，灌水平衡承压水向上的顶托力，灌水的高度与承压水水头高度保持一致，达到压力平衡；灌水层底部为待开挖土层；
b、安装锚固H型钢梁，铺设钢板形成半月形钢平台
地下连续墙的顶部以圆环内接等边三角形的三个边长及其相应的地下连续墙圆弧均匀划分成三个由地下连续墙支撑的圆弧区，各圆弧区内分别平行设置若干根H型钢梁，使H型钢梁需与地下连续墙结构可靠锚固；在各圆弧区的H型钢梁上各配合有钢板，钢板与H型钢梁固焊成钻井钢平台，钻井钢平台外侧圆形边缘与内侧三角形边缘设置安全护栏；三个圆弧区围绕成的中间三角形空间作为上下物料吊装使用；
c、钢平台开孔，打入钢护筒
在钻井钢平台表面需钻孔沉设降水管井处设有若干通孔，通孔直径与钻孔用钢护筒直径相同，若干钢护筒由震动机械手沉设至待开挖土层内的预定位置，钢护筒顶部与钢平台钢板固焊起到支撑与管井钻孔护壁作用，钻井钢平台上设有钻机用于钻孔作业；
d、钻机就位，钢护筒上部焊接引浆管
钻机就位的同时，在钢护筒上部焊接引浆管，用于钻孔时产生泥浆充满护筒时通过引浆管排入漂浮移动泥浆箱内；
e、漂浮移动泥浆箱就位
制作漂浮移动泥浆箱，所述漂浮移动泥浆箱包括泥浆箱、平衡浮筒、套环、套绳、单向阀、水泵组成，平衡浮筒与浮筒支架焊接连接固定在泥浆箱体上，套环、套绳由于临时固定钻井漂浮移动泥浆装置与钢护筒，水泵用于钻孔泥浆排放，单向阀用于泥浆箱内泥浆防注满单向溢流，将漂浮移动泥浆箱放置漂浮到基坑内水面上，然后将漂浮移动泥浆箱漂浮牵引至钻孔的钢护筒部位，将泥浆箱上口对准引浆管并固定，钻孔排出的泥浆会通过引浆管流入泥浆箱内；
f、钻孔、排泥浆、泥浆沉淀继续使用
钻孔排出的泥浆通过引浆管排至泥浆箱内后，开启泥浆箱内的泥浆泵，将泥浆排至坑外泥浆池内沉淀泥浆内的颗粒，然后将沉淀后的泥浆用坑外泥浆泵送至钢护筒内继续循环使用；
g、安装降水管井
钢护筒内降水井钻孔达到深度并将泥浆比重调好后，拔除钻杆，用钻孔机或其他起重机械吊起降水井管，放置到钻孔后的钢护筒内，分节放置并焊接，降水井管安装焊接完成后，在钢护筒内井孔与放置降水井管的空隙填入砂滤料至预定位置，然后进行洗井、安装水泵、试抽水、正常运行；
h、拔除钢护筒、回收再次利用。
本发明的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的方法，其中所述H型钢梁的长度与数量适合基坑围护结构的安全规范。
前述的方法，其中所述H型钢梁圆与环状地下连续墙的顶部接触部位设有固定挡块。
前述的方法，其中所述地下连续墙为基坑围护圆环状地下连续墙。
前述的方法，其中所述圆弧区为半月形圆弧区。
前述的方法，其中所述H型钢梁采用H型钢规格为100*100—400*400，材质为Q235B/Q345B。
前述的方法，其中所述钢板材质为Q345B，厚度为≥25mm。
前述的方法，其中所述钻井钢平台外侧圆形边缘处设有人员上下钢楼梯。
采用上述技术方案后，本发明的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法具有以下优点：
1、水压平衡后护筒沉设降水管井安全可靠；
2、漂浮移动泥浆箱动态排浆回收利用，减少泥浆量方便环保；
3、钢护筒、H型钢梁、半月形钢板可回收利用，降低工程成本。
附图说明
图1为本发明实施例的H型钢梁与地下连续墙顶部的结构示意图；
图2为本发明实施例的H型钢梁与半月形钢板的结构示意图；
图3为图1中的A-A的剖视图；
图4为图2中的B-B的剖视图；
图5为本发明实施例的降水井钻井钢平台成井后，水下成井钢护筒拔除后的降水管井安全护架、降水水泵配电箱在超深基坑减压降水安全操作平台上布置示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
实施例1
本发明的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，包括以下步骤：
a、基坑内灌水至水压平衡，计算钢平台的作业动荷载，确定H型钢梁的规格与数量。
请参阅图1和图3，图1为本发明实施例的H型钢梁与地下连续墙顶部的结构示意图，图3为图1中的A-A的剖视图。如图所示，所述基坑内部已灌水，灌水平衡承压水向上的顶托力，灌水7的高度与承压水水头高度保持一致，达到压力平衡；灌水层底部为待开挖土层8。
所述基坑内部灌水，灌水平衡承压水向上的顶托力，灌水的高度与承压水水头高度保持一致，达到压力平衡；灌水层底部为待开挖土层。
b、安装锚固H型钢梁，铺设钢板形成半月形钢平台。
图2为本发明实施例的H型钢梁与半月形钢板的结构示意图，图4为图2中的B-B的剖视图。地下连续墙1为基坑围护圆环状地下连续墙，在圆环状地下连续墙的顶部以圆环内接等边三角形各边长及其相应的地下连续墙圆弧均匀划分成三个由地下连续墙支撑的半月形圆弧区，各半月形圆弧区内分别平行设置三根H型钢梁2，其中一根钢梁与等边三角形的一边长同位置设置，使H型钢梁需与地下连续墙结构可靠锚固，所述H型钢梁与环状地下连续墙的顶部接触部位设有固定挡块9，所述H型钢梁的长度与数量适合基坑围护结构的安全规范。在各半月形圆弧区的H型钢梁上各设有半月形钢板6，半月形钢板与H型钢梁固焊形成钻井钢平台，钻井钢平台外侧圆形边缘与内侧三角形边缘设置安全护栏5，且在钻井钢平台外侧圆形边缘处设置人员上下钢楼梯3；三个半月形圆弧区围绕成的中间三角形空间作为上下物料吊装使用。
c、钢平台开孔，打入钢护筒。
在钻井钢平台表面需钻孔沉设降水管井处设有若干通孔，通孔直径与钻孔用钢护筒4直径相同，若干钢护筒由震动机械手沉设至待开挖土层内的预定位置，钢护筒顶部与钢平台钢板固焊起到支撑与管井钻孔护壁作用，钻井钢平台上设有钻机用于钻孔作业。
图5为本发明实施例的降水井钻井钢平台成井后，水下成井钢护筒拔除后的降水管井安全护架、降水水泵配电箱在超深基坑减压降水安全操作平台上布置示意图。所述降水管井安全护架为钢筋焊接成的平面网罩，设置在每个降水管井10钢护筒拔除后与钢平台之间的空隙上起覆盖防护作用。
所述降水水泵配电箱11配合每个降水水泵设置在钢平台表面的降水管井边缘，设置固定并起到绝缘防护功能的配电箱架，保证降水管井运行维护期间操作人员的安全。
d、钻机就位，钢护筒上部焊接引浆管
钻机就位的同时，在钢护筒上部焊接引浆管，用于钻孔时产生泥浆充满护筒时通过引浆管排入漂浮移动泥浆箱内。
e、漂浮移动泥浆箱就位
制作漂浮移动泥浆箱，所述漂浮移动泥浆箱包括泥浆箱、平衡浮筒、套环、套绳、单向阀、水泵组成，平衡浮筒与浮筒支架焊接连接固定在泥浆箱体上，套环、套绳由于临时固定钻井漂浮移动泥浆装置与钢护筒，水泵用于钻孔泥浆排放，单向阀用于泥浆箱内泥浆防注满单向溢流，将漂浮移动泥浆箱放置漂浮到基坑内水面上，然后将漂浮移动泥浆箱漂浮牵引至钻孔的钢护筒部位，将泥浆箱上口对准引浆管并固定，钻孔排出的泥浆会通过引浆管流入泥浆箱内。
f、钻孔、排泥浆、泥浆沉淀继续使用
钻孔排出的泥浆通过引浆管排至泥浆箱内后，开启泥浆箱内的泥浆泵，将泥浆排至坑外泥浆池内沉淀泥浆内的颗粒，然后将沉淀后的泥浆用坑外泥浆泵送至钢护筒内继续循环使用。
g、安装降水管井
钢护筒内降水井钻孔达到深度并将泥浆比重调好后，拔除钻杆，用钻孔机或其他起重机械吊起降水井管，放置到钻孔后的钢护筒内，分节放置并焊接，降水井管安装焊接完成后，在钢护筒内井孔与放置降水井管的空隙填入砂滤料至预定位置，然后进行洗井、安装水泵、试抽水、正常运行。
h、拔除钢护筒、回收再次利用。
本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的地墙围护超深基坑减压降水安全操作平台设置钻孔操作安全可靠，本发明的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法具有水压平衡后护筒沉设降水管井安全可靠，漂浮移动泥浆箱动态排浆回收利用，减少泥浆量方便环保的特点，钢护筒、H型钢梁、半月形钢板可回收利用，降低工程成本。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。
Claims (8)
1.一种地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于包括以下步骤：
a、基坑内灌水至水压平衡，计算钢平台的作业动荷载，确定H型钢梁的规格与数量
所述基坑内部灌水，灌水平衡承压水向上的顶托力，灌水的高度与承压水水头高度保持一致，达到压力平衡；灌水层底部为待开挖土层；
b、安装锚固H型钢梁，铺设钢板形成钢平台
地下连续墙的顶部以圆环内接等边三角形的三个边长及其相应的地下连续墙圆弧均匀划分成三个由地下连续墙支撑的圆弧区，各圆弧区内分别平行设置若干根H型钢梁，使H型钢梁需与地下连续墙结构可靠锚固；在各圆弧区的H型钢梁上各配合有钢板，钢板与H型钢梁固焊成钻井钢平台，钻井钢平台外侧圆形边缘与内侧三角形边缘设置安全护栏；三个圆弧区围绕成的中间三角形空间作为上下物料吊装使用；
c、钢平台开孔，打入钢护筒
在钻井钢平台表面需钻孔沉设降水管井处设有若干通孔，通孔直径与钻孔用钢护筒直径相同，若干钢护筒由震动机械手沉设至待开挖土层内的预定位置，钢护筒顶部与钢平台钢板固焊起到支撑与管井钻孔护壁作用，钻井钢平台上设有钻机用于钻孔作业；
d、钻机就位，钢护筒上部焊接引浆管
钻机就位的同时，在钢护筒上部焊接引浆管，用于钻孔时产生泥浆充满护筒时通过引浆管排入漂浮移动泥浆箱内；
e、漂浮移动泥浆箱就位
制作漂浮移动泥浆箱，所述漂浮移动泥浆箱包括泥浆箱、平衡浮筒、套环、套绳、单向阀、水泵组成，平衡浮筒与浮筒支架焊接连接固定在泥浆箱体上，套环、套绳由于临时固定钻井漂浮移动泥浆装置与钢护筒，水泵用于钻孔泥浆排放，单向阀用于泥浆箱内泥浆防注满单向溢流，将漂浮移动泥浆箱放置漂浮到基坑内水面上，然后将漂浮移动泥浆箱漂浮牵引至钻孔的钢护筒部位，将泥浆箱上口对准引浆管并固定，钻孔排出的泥浆会通过引浆管流入泥浆箱内；
f、钻孔、排泥浆、泥浆沉淀继续使用
钻孔排出的泥浆通过引浆管排至泥浆箱内后，开启泥浆箱内的泥浆泵，将泥浆排至坑外泥浆池内沉淀泥浆内的颗粒，然后将沉淀后的泥浆用坑外泥浆泵送至钢护筒内继续循环使用；
g、安装降水管井
钢护筒内降水井钻孔达到深度并将泥浆比重调好后，拔除钻杆，用钻孔机或其他起重机械吊起降水井管，放置到钻孔后的钢护筒内，分节放置并焊接，降水井管安装焊接完成后，在钢护筒内井孔与放置降水井管的空隙填入砂滤料至预定位置，然后进行洗井、安装水泵、试抽水、正常运行；
h、拔除钢护筒、回收再次利用。
2.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述H型钢梁的长度与数量适合基坑围护结构的安全规范。
3.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述H型钢梁与环状地下连续墙的顶部接触部位设有固定挡块。
4.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述地下连续墙为基坑围护圆环状地下连续墙。
5.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述圆弧区为半月形圆弧区。
6.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述H型钢梁采用H型钢规格为100*100—400*400，材质为Q235B/Q345B。
7.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述钢板材质为Q345B，厚度为≥25mm。
8.如权利要求1所述的地墙围护超深基坑内抗承压水下降水井钻井施工方法，其特征在于，所述钻井钢平台外侧圆形边缘处设有人员上下钢楼梯。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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