CN111485616B - 富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，在富水压砂卵层上方修建好竖井后，向砂卵石地层打孔，然后依次下放外衬管和内衬管，并通过水下混凝土将两者和孔壁固定连接，形成检查井的主体，相比砖砌的传统方式有更快的施工速度，并且隔水效果更佳，有利于减少富水压砂层中的地下水涌入检查井中。通过纵向钢筋和箍筋形成混凝土层的钢筋框架部分，然后通过模板设备进行支模，在模板设备和黏土层之间通过注浆形成混凝土层，待混凝土层凝固后脱模完成检查井的修筑。相比现有的直接通过“倒挂井壁法”开挖至待施工管道的方法，解决了在下部土层为富水压砂卵石层时，由于地下水丰富、流动性强而引起的新增检查井施工困难、安全性低的问题。

Description

富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程的技术领域，尤其是涉及一种富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法。

背景技术

在给排水管道系统中，排水检查井适用于雨污水排放管道，具有连接管道、检查维护管道等重要作用，是一种便于定期检查、疏通管道和防止管道堵塞的必须的附属构筑物。现有的一些市政管道因为修建的时间较长，未符合百米设检查井的要求，或者是因为该管道特殊的使用工况要求其增加检查井来对管道某部分进行维护，所以往往会对一些已经投入使用中的市政管道进行新增检查井的施工。

现有的新增市政检查井施工中，通常采用常规的“倒挂井壁法”，“倒挂井壁法”是竖井基坑等开挖方式的一种，像向下挖井一样，边开挖边支护，如果是格栅加小导管、锚杆支护时，小导管和锚杆向下有一定的倾角固定于格栅上。通过“倒挂井壁法”开挖出直通市政管道的竖井，然后下放预制装配式钢筋混凝土排水检查井，并将检查井与市政管道连通和做排水处理，完成新增检查井的施工。而富水压砂卵石地层，是指涂层在细小沙粒中夹裹着坚硬的卵石，强度不均，同时地下水丰富、水位高，土质疏松。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：当地表下方至市政水管之间的黏土层中含有一段富水压砂卵石层时，因其地下水丰富、井底涌水严重，在这种工况下采用常规的“倒挂井壁法”，因土层松软难以做到边开挖边支护，施工困难、工期长、安全性低而且施工质量也难以保证，因此存在改进空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，具有有效解决了在下部土层为富水压砂卵石层时，由于地下水丰富、流动性强而引起的新增检查井施工困难、安全性低的问题的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，包括以下步骤：

步骤一：根据土层勘测结果，上部粘性土层采用“倒挂井壁法”，边开挖边支护，在下部富水压砂卵石层上方形成竖井；

步骤二：通过冲击钻机分两次在竖井井底钻孔形成孔道，第一次成孔同时将砂卵石地层向周边挤密，第二次采用直径略大的钻头达到扩孔目的，钻孔深度至待施工管道上方1m处；

步骤三：将预制好的混凝土外衬管下放封底，利用孔道内地下水浮力缓慢将外衬管下沉；

步骤四：在外衬管内下放内衬管；

步骤五：将孔道内的积水抽出，并在外衬管与孔道的孔壁、内衬管与外衬管之间的空隙四周浇筑水下混凝土；

步骤六：人工挖孔施工至待施工管道；

步骤七：采用水钻钻孔对待施工管道的接口处进行破除作业，然后在待施工管道和内衬管之间植入若干纵向钢筋，并在纵向钢筋上绑扎箍筋；

步骤八：在内衬管内下放模板设备，通过模板设备对内衬管和待施工管道之间的土层进行支护，并在模板设备和土层之间灌注混凝土层，纵向钢筋和箍筋均埋设于混凝土层中；

步骤九：待混凝土层凝固后升起模板设备，完成新增检查井的施工。

通过采用上述技术方案，在富水压砂卵层上方修建好竖井后，向砂卵石地层打孔，并通过逐渐扩孔的方式对砂卵石地层在孔壁周围的部分进行压紧。然后依次下放外衬管和内衬管，并通过水下混凝土将两者和孔壁固定连接，形成检查井的主体，相比砖砌的传统方式有更快的施工速度，并且隔水效果更佳，有利于减少富水压砂层中的地下水涌入检查井中。人工挖孔至待施工管道有利于减少机械设备将待施工管道损坏的概率，其中因为内衬管和待施工管道之间还有一部分黏土层，通过纵向钢筋和箍筋形成混凝土层的钢筋框架部分，然后通过模板设备进行支模，并在模板设备和黏土层之间通过注浆形成混凝土层，待混凝土层凝固后脱模完成检查井的修筑。从而相比现有的直接通过“倒挂井壁法”开挖至待施工管道的方法，能减少在富水压砂卵层部分因为地下水融入过多而影响施工的问题，通过预制好的内衬管和外衬管组成检查井的主体，直接穿过富水压砂卵石层从而起到更佳的防水效果。解决了在下部土层为富水压砂卵石层时，由于地下水丰富、流动性强而引起的新增检查井施工困难、安全性低的问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤三中，若浮力大于外衬管的重量，在下放外衬管时向外衬管内注水至外衬管内外的液面始终保持一致。

通过采用上述技术方案，因为在外衬管下放至液面下时，外衬管会排开液面使得管内的液面低于管外的液面，并且此时因为液体的表面张力原理，外衬管内的液面基本不变，而随着外衬管插入液体中的体积越来越大，排开水的体积（即外衬管受到的浮力）更大，液体对外衬管的浮力增大，使得仅通过重力自然下放外衬管的速度越来越慢，降低施工效率。因此通过向外衬管内注水使外衬管内外的液面始终保持一致，从而有利于减少外衬管排开的液体体积，进而减少液体对外衬管的浮力，使外衬管下放速度更快，提高施工效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述模板设备包括机架和包裹在所述机架外周面的可充放气的气囊，所述气囊包括支护部和位于支护部底端的承接部，所述支护部充气时直径与所述内衬管的直径配合，所述承接部充气时直径大于所述内衬管的直径，当浇筑所述混凝土层时，所述承接部位于所述待施工管道内；所述气囊外周包覆有可伸缩的防水层。

通过采用上述技术方案，模板设备通过气囊的充放气实现体积的变化，在下放的过程中气囊处于放气状态，从而有利于将模板设备快速下放至检查井内，其中气囊外周包覆的可伸缩的防水层在气囊充气后贴附在纵筋和箍筋上，形成模板，对即将灌注的混凝土层起到支护作用，并在混凝土层凝固后与混凝土粘接一体，此时气囊收缩，使模板设备可以从检查井中提升。支护部用于对防水层进行成型和定位，承接部用于对混凝土层进行承接，减少混凝土层在未凝固前落入待施工管道中的情况。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机架中空设置并连接有若干依次穿过所述气囊和防水层的注浆管，所述注浆管与所述气囊滑动连接，所述注浆管与所述防水层密封连接。

通过采用上述技术方案，通过注浆管向防水层和粘土层之间注浆混凝土，其中注浆管与气囊滑动杆连接，便于气囊与防水层分离，防水层与注浆管密封连接，从而在气囊与防水层分离后注浆管保持与混凝土层固结的状态，此时工人可以通过电锯将注浆管直接锯断，将模板设备与检查井分离。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：若干所述注浆管分为至少两层，每层所述注浆管沿所述内衬管的轴线等角度圆周分布。

通过采用上述技术方案，将若干注浆管均匀设置，有利于注浆时混凝土快速填满防水层和粘土层之间的间隙，从而有利于减少混凝土层中的空泡。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述注浆管共同连接有注浆主管。

通过采用上述技术方案，将各注浆管共同连接有注浆主管，从而有利于各注浆管同时注浆。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤七中，在待施工管道和内衬管之间若干植入纵向钢筋之前先在内衬管的内周面圆周开设若干第一插接孔，并在待施工管道破除产生的缺口的管壁上圆周开设有若干第二插接孔，所述第二插接孔沿所述缺口的管壁分布，所述纵筋的两端翻折并分别与所述第一插接孔和第二插接孔插接配合。

通过采用上述技术方案，分别在内衬管的内周面和待施工管道上开设第一插接孔和第二插接孔，再将纵筋的两端分别插接入第一插接孔和第二插接孔内，从而有利于提高纵筋的稳定性，进而提高混凝土层的整体强度，有利于抵抗地下水的水压。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机架顶端固定有吊耳。

通过采用上述技术方案，吊耳的设置便于对模板设备进行下放和起吊。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过设置通过预制好的内衬管和外衬管组成检查井的主体，直接穿过富水压砂卵石层，从而起到更佳的防水效果，解决了在下部土层为富水压砂卵石层时，由于地下水丰富、流动性强而引起的新增检查井施工困难、安全性低的问题；

2.通过设置模板设备便于对灌注混凝土层前进行快速支护，且通过气囊的设置有利于快速改变模板设备的体积，起到灵活操作的效果，便于在检查井内安装；

3.通过注浆管与气囊滑动杆连接，便于气囊与防水层分离，防水层与注浆管密封连接，从而在气囊与防水层分离后注浆管保持与混凝土层固结的状态，此时工人可以通过电锯将注浆管直接锯断，将模板设备与检查井分离。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例中检查井和待施工管道连通的结构示意图；

图3为本实施例的剖面图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本实施例中模板设备的结构示意图。

附图标记：1、竖井；11、待施工管道；12、混凝土层；13、第二插接孔；2、孔道；31、外衬管；32、内衬管；33、第一插接孔；41、纵筋；42、箍筋；5、模板设备；51、机架；52、气囊；521、支护部；522、承接部；53、防水层；54、注浆管；55、注浆主管；56、吊耳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图3所示，本发明公开的一种富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，包括以下步骤：

步骤一：根据土层勘测结果，上部粘性土层采用“倒挂井壁法”，边开挖边支护，在下部富水压砂卵石层上方形成竖井1；

步骤二：通过冲击钻机分两次在竖井1井底钻孔形成孔道2，第一次成孔同时将砂卵石地层向周边挤密，第二次采用直径略大的钻头达到扩孔目的，钻孔深度至待施工管道11上方1m处；

步骤三：将预制好的混凝土外衬管31下放封底，利用孔道2内地下水浮力缓慢将外衬管31下沉；

步骤四：在外衬管31内下放内衬管32；

步骤五：将孔道2内的积水抽出，并在外衬管31与孔道2的孔壁、内衬管32与外衬管31之间的空隙四周浇筑水下混凝土；

步骤六：人工挖孔施工至待施工管道11；

步骤七：采用水钻钻孔对待施工管道11的接口处进行破除作业，然后在待施工管道11和内衬管32之间若干植入纵向钢筋，并在纵向钢筋上绑扎箍筋42；

步骤八：在内衬管32内下放模板设备5，通过模板设备5对内衬管32和待施工管道11之间的土层进行支护，并在模板设备5和土层之间灌注混凝土层12，纵向钢筋和箍筋42均埋设于混凝土层12中；

步骤九：待混凝土层12凝固后升起模板设备5，完成新增检查井的施工。

其中在步骤三中下放外衬管31的过程中，若浮力大于外衬管31的重量，使得外衬管31下放缓慢，则在下放外衬管31时持续向外衬管31内注水，使外衬管31内外的液面始终保持一致，从而有利于提高外衬管31下放的速度。

如图4所示，其中在步骤七中，在待施工管道11和内衬管32之间若干植入纵向钢筋之前先在内衬管32的内周面圆周开设若干第一插接孔33，并在待施工管道11破除产生的缺口的管壁上圆周开设有若干第二插接孔13，第二插接孔13沿缺口的管壁分布，纵筋41的两端翻折并分别与第一插接孔33和第二插接孔13插接配合。

如图4至图5所示，模板设备5包括圆柱型的机架51和包裹在机架51外周面的可充放气的气囊52，气囊52的充气口位于顶端。气囊52包括类圆环状的支护部521和位于支护部521底端的承接部522，支护部521充气时直径与内衬管32的直径配合，承接部522充气时直径大于内衬管32的直径，并且形状与管道内壁贴合，使得气囊52整体形状的竖直截面呈类“凸”字型。气囊52外周包覆有可伸缩的防水层53，防水层53可以采用橡胶或，防水层53沿气囊52的外周面排布，当浇筑混凝土层12时，承接部522位于待施工管道11内，通过承接部522对上方的混凝土进行支撑，避免混凝土落入管道中。

如图4至图5所示，其中机架51中空设置且上下贯通，机架51中间固定有支撑架，支撑架连接有若干依次穿过气囊52和防水层53的注浆管54，其中注浆管54与气囊52滑动连接，注浆管54与防水层53密封连接。注浆管54分为至少两层，每层注浆管54沿内衬管32的轴线等角度圆周分布，注浆管54共同连接有注浆主管55。

可充放气的气囊52的设置，便于对混凝土层12进行支护，并通过防水层53将气囊52和混凝土层12分隔，从而在支护结束后可以对气囊52进行放气并提升。

注浆管54与气囊52滑动连接且与防水层53密封连接，从而将注浆管54和防水层53均与混凝土层12固定，气囊52收缩后使用者可以将注浆管54位于气囊52和防水层53中间的部分截断，实现模板设备5与混凝土层12的快速分离。

纵筋41和固井的设置有利于提高混凝土层12的整体强度，进而提高混凝土层12抵抗地下水压强的能力。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：根据土层勘测结果，上部粘性土层采用“倒挂井壁法”，边开挖边支护，在下部富水压砂卵石层上方形成竖井(1)；

步骤二：通过冲击钻机分两次在竖井(1)井底钻孔形成孔道(2)，第一次成孔同时将砂卵石地层向周边挤密，第二次采用直径略大的钻头达到扩孔目的，钻孔深度至待施工管道(11)上方1m处；

步骤三：将预制好的混凝土外衬管(31)下放封底，利用孔道(2)内地下水浮力缓慢将外衬管(31)下沉；

步骤四：在外衬管(31)内下放内衬管(32)；

步骤五：将孔道(2)内的积水抽出，并在外衬管(31)与孔道(2)的孔壁、内衬管(32)与外衬管(31)之间的空隙四周浇筑水下混凝土；

步骤六：人工挖孔施工至待施工管道(11)；

步骤七：采用水钻钻孔对待施工管道(11)的接口处进行破除作业，然后在待施工管道(11)和内衬管(32)之间植入若干纵筋(41)，并在纵筋(41)上绑扎箍筋(42)；

步骤八：在内衬管(32)内下放模板设备(5)，通过模板设备(5)对内衬管(32)和待施工管道(11)之间的土层进行支护，并在模板设备(5)和土层之间灌注混凝土层(12)，纵筋(41)和箍筋(42)均埋设于混凝土层(12)中；

步骤九：待混凝土层(12)凝固后升起模板设备(5)，完成新增检查井的施工。

2.根据权利要求1所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：在所述步骤三中，若浮力大于外衬管(31)的重量，在下放外衬管(31)时向外衬管(31)内注水至外衬管(31)内外的液面始终保持一致。

3.根据权利要求1所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：所述模板设备(5)包括机架(51)和包裹在所述机架(51)外周面的可充放气的气囊(52)，所述气囊(52)包括支护部(521)和位于支护部(521)底端的承接部(522)，所述支护部(521)充气时直径与所述内衬管(32)的直径配合，所述承接部(522)充气时直径大于所述内衬管(32)的直径，当浇筑所述混凝土层(12)时，所述承接部(522)位于所述待施工管道(11)内；所述气囊(52)外周包覆有可伸缩的防水层(53)。

4.根据权利要求3所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：所述机架(51)中空设置并连接有若干依次穿过所述气囊(52)和防水层(53)的注浆管(54)，所述注浆管(54)与所述气囊(52)滑动连接，所述注浆管(54)与所述防水层(53)密封连接。

5.根据权利要求4所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：若干所述注浆管(54)分为至少两层，每层所述注浆管(54)沿所述内衬管(32)的轴线等角度圆周分布。

6.根据权利要求4所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：各所述注浆管(54)共同连接有注浆主管(55)。

7.根据权利要求1所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：所述步骤七中，在待施工管道(11)和内衬管(32)之间若干植入纵筋(41)之前先在内衬管(32)的内周面圆周开设若干第一插接孔(33)，并在待施工管道(11)破除产生的缺口的管壁上圆周开设有若干第二插接孔(13)，所述第二插接孔(13)沿所述缺口的管壁分布，所述纵筋(41)的两端翻折并分别与所述第一插接孔(33)和第二插接孔(13)插接配合。

8.根据权利要求3所述的富水压砂卵石层新增市政检查井施工方法，其特征是：所述机架(51)顶端固定有吊耳(56)。

Images