CN111894040A - 一种装配式工作井的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种装配式工作井的施工方法，其包括以下施工步骤：在地面设计工作井外围施工一圈旋喷桩；在旋喷桩上方制作圈梁；将挖井设备进场并在圈梁外部安装护栏；在圈梁内部的地面上挖设竖井；在竖井四角安装四根立柱，立柱通过预埋件与圈梁连接，立柱之间由上向下安装多道水平的腰梁；在腰梁之间安装挡土板，挡土板上开设注浆孔；在腰梁之间安装水平设置的加强组件；通过注浆孔向挡土板内注浆；在竖井底部浇筑混凝土底板；多根腰梁上安装下端插在底板内的连接柱；拆除对撑杆；在出发井井壁上开设洞口，与洞口相对的一侧制作后背；在接收井的洞口安装盖板；回收立柱、腰梁及挡土板。本申请具有缩短施工周期、提高施工效率的效果。

Description

一种装配式工作井的施工方法
技术领域
本申请涉及工作井施工领域，尤其是涉及一种装配式工作井的施工方法。
背景技术
目前，在制作给排水、通气等井道时，需要挖设出发井和接收井。然后在出发井内安装千斤顶顶进装置，使用顶进装置从出发井向接收井顶进形成通道，从而连通出发井和接收井。顶进的同时，在通道内安装多根管道，从而能够达到给排水、通气等工作要求。
现有的，挖设方形出发井和接收井时，挖设深度为1-2米后，就需要立即在工作井内架设钢筋结构并倾斜安装浇筑模板，倾斜浇筑模板上部与井壁形成开口，然后通过开口在浇筑模板与工作井井壁之间浇筑混凝土对工作井内壁形成加固。当浇筑的混凝土凝固并形成护壁后，再继续挖设工作井继续浇筑护壁。当工作井到达预设的深度后，在出发井和工作井对应的井壁上开设用于安装管道的洞口。在出发井与洞口内相对的井壁上，设置有用于对顶进装置进行受力的、强度较大的后背；接收井内的洞口预先安装强度小于钢筋混凝土结构的洞口盖，从而能够使得顶进装置便于将洞口盖打碎并连通出发井和接收井。
一般情况下，给排水工作井的深度为5-6米，最深为10米。分段式挖设工作井后对工作井浇筑混凝土加固的过程中，混凝土至少需要3-5天才能凝固到达一定强度，然后再继续挖深工作井，直至工作井内部完全加固后，才能使用顶进装置连通出发井和接收井。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在砂卵石、粉细砂等不良地质层挖设工作井时，由于不良地质易坍塌，所以导致在工作井内不容易浇筑形成护壁；此外，形成护壁后等待混凝土凝固的时间也较长，从而导致制作工作井的整体施工周期较长，降低整体施工的工作效率。
发明内容
为了缩短施工周期、提高施工效率，本申请提供一种装配式工作井的施工方法。
本申请提供的一种装配式工作井的施工方法采用如下的技术方案：
一种装配式工作井的施工方法，包括以下施工步骤：
步骤一、在地面上进行旋喷注浆施工并在地面下部形成一圈旋喷桩；
步骤二、在所述旋喷桩的上端制作呈矩形框架的圈梁，所述圈梁的下部预制多个预埋件；
步骤三、将用于挖设工作井的挖井设备进场，并在圈梁外部安装护栏；
步骤四、在圈梁内部的地面上使用挖井设备挖设方形竖井；
步骤五、在竖井的四角安装四根立柱，所述立柱的上端通过所述预埋件与圈梁连接，立柱的下端安装水平设置的腰梁；
步骤六、在上下相邻的两道腰梁之间通过连接件可拆卸安装挡土板，所述挡土板上开设注浆孔；
步骤七、在所述腰梁之间安装用于加强腰梁结构强度且水平设置的加强组件，所述加强组件包括用于支撑相对两根腰梁的对撑杆；
步骤八、通过注浆孔向挡土板与旋喷桩的缝隙内注浆；
步骤九、重复步骤四到步骤八，直到挖至井底，上下相邻立柱均与腰梁连接；
步骤十、在竖井底部浇筑混凝土底板；
步骤十一、在多根腰梁之间可拆卸安装通长的连接柱且所述连接柱的下端插接在底板内；
步骤十二、拆卸对撑杆；
步骤十三、工作井包括出发井和接收井，接收井施工过程中，在井壁上至少设有一个顶出洞口，顶出洞口处可拆卸安装盖板；出发井的施工还包括在竖井井壁上开设出发洞口，并在与出发洞口对应位置处制作供千斤顶受力的后背；
步骤十四、在顶进完成后，回收竖井内的立柱、腰梁及挡土板。
通过采用上述技术方案，随着由上向下开挖竖井，同步安装装配式立柱、腰梁和挡土板、加强组件对竖井井壁形成稳定可靠地支护保护，并在水泥浆与地层下部的土壤进行混合加强土壤后，能够使得竖井井壁不容易坍落。相对于分段式竖井开挖和分段浇筑护壁，能够省掉等待水泥浆凝固的时间，从而有效缩短施工周期，提高施工的工作效率。
优选的，所述腰梁由工字钢组成。
通过采用上述技术方案，工字钢来源广泛、便于进行切割加工，自身结构强度大，能够对竖井形成较好的支护的同时，相对于实心杆状结构，还能有效降低整体支护的重量。
优选的，工字钢的形成的U型开口的朝向竖直设置，工字钢开口的两端分别固接有与工字钢开口适配的固定板，工字钢开口上部沿工字钢长度方向间隔安装连接板，所述固定板和连接板上开设相对应的通孔，连接件连接在连接板上。
通过采用上述技术方案，通过安装板便于将工字钢可拆卸安装在立柱上，通过连接板便于与连接件进行连接，相对于在工字钢上进行开孔加工，既不会对工字钢自身结构强度造成损坏，还便于对工字钢以及后续安装挡土板提供较好的安装基础。
优选的，所述连接件采用角钢制成，角钢的的一侧连接在挡土板上，角钢的直角开口朝向背离挡土板。
通过采用上述技术方案，利用角钢自身结构特点，便于将挡土板稳定可靠地安装在腰梁上。
优选的，所述加强组件还包括多根角撑杆，多根所述角撑杆分别可拆卸连接在腰梁内部的拐角及腰梁与对撑杆形成的拐角处。
通过采用上述技术方案，对撑杆对腰梁之间悬空部分形成相对支撑，从而使得对撑杆能够抵消对应腰梁上安装的挡土板所受到的向竖井内的挤压力。多根角撑杆对具有一定长度的工字钢和对撑杆的端部进行连接，实现对腰梁和对撑杆结构强度的加强。
优选的，所述对撑杆的两端分别固接有第一安装板，所述角撑杆的两端分别固接有第二安装板，所述第一安装板和第二安装板上分别开设通孔。
通过采用上述技术方案，便于对撑杆和角撑杆使用螺栓可拆卸安装在腰梁上以及腰梁和对撑杆上，实现装配安装的目的，利于对角撑杆和对撑杆自身结构形成保护，同时还能够进行回收和反复使用。
优选的，所述连接柱通过紧固件连接在多道腰梁上，所述紧固件本体扣设在连接柱上且与腰梁可拆卸连接。
通过采用上述技术方案，实现连接柱在腰梁上方便拆装的目的，从而利于对连接柱回收和反复使用，降低施工成本。
优选的，所述竖井由上至下依次分为标准段、过渡段和顶管段，所述过渡段对应腰梁的间距小于所述标准段中的腰梁间距，所述盖板安装在所述顶管段上。
通过采用上述技术方案，标准段能够对后续竖井挖设工作提供较好的挖设基础；顶管段设置洞口及后背，过渡段对洞口顶部进行加强。
优选的，所述盖板通过法兰安装在顶管段上。
通过采用上述技术方案，通过法兰能够更为方便、快速地将盖板整体进行装配以及将盖板整体安装在顶管段上。
优选的，所述盖板本体由三段组成，相邻两段通过法兰连接。
通过采用上述技术方案，分为三部分的盖板能够有效将盖板整体结构分离，从而在将盖板在顶管段上进行拆装时更为方便。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 通过设置装配式立柱、腰梁和挡土板、加强组件对竖井井壁形成稳定可靠地支护保护，并在水泥浆与地层下部的土壤进行混合加强土壤后，能够使得竖井井壁不容易坍落。相对于分段式竖井开挖和分段浇筑护壁，能够省掉等待水泥浆凝固的时间，从而有效缩短施工周期，提高施工的工作效率；
2. 通过设置工字钢，工字钢来源广泛、便于进行切割加工，自身结构强度大，能够对竖井形成较好的支护的同时，相对于实心杆状结构，还能有效降低整体支护的重量；
3. 通过设置固定板和连接板，便于将工字钢可拆卸安装在立柱上和便于与连接件进行连接，既不会对工字钢自身结构强度造成损坏，还便于对工字钢以及后续安装挡土板提供较好的安装基础。
附图说明
图1是出发井的结构示意图；
图2是接收井的结构示意图；
图3是出发井除去旋喷桩和圈梁的结构示意图；
图4是挡土板的结构示意图；
图5是加强组件的结构示意图；
图6是腰梁和连接柱的配合结构示意图。
附图标记说明：
1、旋喷桩；2、圈梁；21、预埋件；3、竖井；31、标准段；32、过渡段；33、顶管段；34、底板；4、立柱；5、腰梁；51、固定板；52、连接板；6、挡土板；61、连接件；62、注浆孔；7、加强组件；71、对撑杆；72、第一安装板；73、角撑杆；74、第二安装板；8、连接柱；81、紧固件；9、盖板。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请公开的一种装配式工作井的施工方法，包括以下施工步骤：
步骤一、参照图1，在地面上进行旋喷注浆施工并在地面下部形成一圈相互咬合的旋喷桩1，旋喷桩1可以为双排，每根旋喷桩1的直径为500mm，两根相邻旋喷桩1之间相互咬合部分的尺寸为150mm，双排旋喷桩1形成的墙体厚度为0.85m。旋喷桩1形成围闭墙体的内部尺寸为10.2m×7.7m，围闭墙体的外部尺寸为11.9m×9.4m。
通过制作旋喷桩1，水泥浆与不良地质的土体形成混合，待水泥浆凝固后能够有效加固砂层等不良地质，防止坍塌，有利于在不良地质层中进行竖井3的挖设工作。
步骤二、结合图1、图2，在旋喷桩1的上端用钢筋和混凝土浇筑呈矩形框架状的圈梁2，圈梁2四个角的底部均安装预埋件21，预埋件21由角钢制成。钢筋混凝土圈梁2能够对竖井3井口位置处进行有效加固，从而在挖设竖井3时，降低井口土壤坍落的可能性，进一步利于挖设竖井3。
步骤三、将用于挖设工作井的挖井设备进场，做挖设竖井3的准备工作。并在圈梁2外部安装护栏，对地面上将竖井3与竖井3周围形成隔离，避免发生物品掉落进竖井3内而导致发生意外（图中未示出）。
步骤四、在矩形圈梁2内部的地面上使用挖井设备挖设方形竖井3，开始竖井3挖设工作。竖井3包括出发井和接收井。
步骤五、在竖井3的四角安装四根由方钢制成的立柱4，方钢自身结构强度大，制作切割形成立柱4工序简单。立柱4的上端设置在由角钢制成的预埋件21开口内，并通过螺栓将立柱4与预埋件21相连接，从而使得立柱4与圈梁2连接。
参照图3，立柱4的底端安装用于安装挡土板6的水平设置的腰梁5，腰梁5由工字钢制成，且工字钢自身结构形成的两个槽的槽口朝向分别竖直设置，腰梁5两端的槽口处焊接有固定板51，沿腰梁5长度方向的敞口上间隔焊接有多个连接板52。固定板51和连接板52上均开设通孔。
在由工字钢制成的腰梁5上焊接安装固定板51和连接板52，相对于在工字钢上进行开孔加工，既不会对工字钢自身结构强度造成损坏，还便于对工字钢以及后续安装挡土板6提供较好的安装基础。
在将腰梁5上安装立柱4时，使用螺栓穿设在腰梁5端部固定板51的通孔内，从而能够实现腰梁5与立柱4之间的装配，相对于将工字钢制成的腰梁5焊接在立柱4上，在对腰梁5和立柱4进行拆卸时更为方便，不需要将两者连接的位置进行切割，从而不会对其自身结构造成损坏，同时也便于在完成竖井3挖设工作后，对立柱4、腰梁5进行回收，从而实现重复使用，降低施工成本的同时，实现环保效果。
步骤六、结合图3、图4，在上下相邻的两道腰梁5之间安装矩形挡土板6，挡土板6上开设注浆孔62。挡土板6由波纹板制成且波纹竖直设置，由波纹板制成的挡土板6相对于平板，有更高的强度阻挡土体。挡土板6的四边上焊接有由角钢制成的连接件61，连接件61能够卡接在相邻两道腰梁5上。连接件61上间隔开设多个通孔，将连接件61卡设在腰梁5上后将连接件61与腰梁5上的连接板52对应设置并使用螺栓将二者进行固定连接，从而能够使得挡土板6稳定安装在竖井3内，并有效对竖井3井壁的土进行隔挡。两块挡土板6上相邻的连接件61可以同样使用螺栓进行装配连接。需要指出的是，在底部一道腰梁5未完全与立柱4连接固定前，将挡土板6卡放在两道腰梁5的背后，从而实现挡土板6的顺利安装。
步骤七、结合图3、图5，在四根同一水平高度的道腰梁5之间安装一组加强组件7，加强组件7包括对撑杆71、第一安装板72、角撑杆73和第二安装板74。对撑杆71和角撑杆73均由工字钢制成且均水平设置，对撑杆71设置有一根且对撑杆71的两端上分别焊接有由钢板制成的第一安装板72，角撑杆73设置有八根，角撑杆73的两端倾斜切割后形成斜面且两个斜面朝向相背设置，两个斜面上分别焊接有第二安装板74，第二安装板74上均开设通孔。
安装时，将对撑杆71的两端分别对应一道腰梁5上两根相对的工字钢的中点位置处，然后使用螺栓穿设在第一安装板72的通孔内并连接在工字钢上，使得对撑杆71支撑在相对的两根工字钢之间，对一道腰梁5之间悬空部分形成相对支撑，加强腰梁5的结构强度，从而使得对撑杆71能够抵消对应腰梁5上安装的挡土板6所受到的向竖井3内的挤压力。多根对撑杆71分别安装在一道腰梁5上两根相邻的工字钢上和工字钢与对撑杆71之间所形成的拐角处，同样使用螺栓穿设在第二安装板74上并连接在工字钢和对撑杆71上，从而使得角撑杆73对具有一定长度的工字钢和对撑杆71的端部进行连接，实现对腰梁5和对撑杆71结构强度的加强。
步骤八、通过注浆孔62向挡土板6与旋喷桩1的缝隙内注浆，对挡土板6与旋喷桩1之间的土层进行加固；
步骤九、重复步骤四到步骤八，直至挖到井底，上下相邻的立柱4均与腰梁5连接：
参照图3，继续向下挖设竖井3，同时向竖井3内安装立柱4、腰梁5、挡土板6、加强组件7以及注浆。在立柱4和挡土板6的支护作用下，既能够加强竖井3井壁的强度，降低井壁坍落的可能性，从而可以持续进行竖井3开挖工作，减少施工周期，提高施工效率。
最终形成的竖井3由上向下依次分为标准段31、过渡段32和顶管段33。出发洞口和顶出洞口分别设置在出发井和接收井的顶管段33的范围内，洞口的顶部设置密拼腰梁5的过渡段，以加强洞口顶部强度。过渡段32所对应的腰梁5的间距小于标准段31，从而达到密拼目的。
步骤十、直至竖井3达到预设深度后，停止竖井3开挖并最终在竖井3井底使用混凝土浇筑形成底板34。
步骤十一、在多根腰梁5之间可拆卸安装通长的连接柱8。连接柱8为一整根的型钢（例如是工字钢），连接柱8的顶端与圈梁2连接，下端插接在底板34内。
紧固件81本体呈U型，本体U型开口两侧的外部分别一体成型设置有耳板，耳板上开设通孔，从而便于使用螺栓等连接件61将紧固件81连接在腰梁5上，实现连接柱8在腰梁5上方便拆装的目的，从而利于对连接柱8回收和反复使用，降低施工成本。
步骤十二、拆卸对撑杆71，实现换撑，为顶管设备进行让位。
步骤十三、出发井的后续步骤如下：
参照图3，竖井3下部设置为顶管段33，顶管段33的井壁上设置供管道进入土体的出发洞口。将与出发洞口相对的一侧井壁上的立柱4、腰梁5、挡土板6和加强组件7进行拆除，然后绑扎钢筋并将钢筋焊接在位于过渡段32上的腰梁5上，再安装模板并进行混凝土的浇筑，最终形成供千斤顶顶进过程中受力的后背，后背便于后期在竖井3内进行顶管工作时对千斤顶提供可靠稳定的受力面。
接收井的施工还包括如下步骤：
在接收井顶管段33的井壁上设顶出洞口，顶出洞口处安装圆形盖板9，盖板9通过法兰可拆卸安装在顶管段33上。
参照图3，盖板9由三部分可拆卸组成，相邻两部分的边缘处设置有法兰，然后通过螺栓进行连接。分为三部分的盖板9能够有效将盖板9整体结构分离，从而在将盖板9在顶管段33上进行拆装时更为方便，通过法兰能够更为方便、快速地将盖板9整体进行装配以及将盖板9整体安装在顶管段33上。
待顶管工作全部完成后，回收竖井3内的立柱4、腰梁5、加强组件7、盖板9及挡土板6等结构，实现装配式工作井施工支付装置的回收再利用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：
步骤一、在地面上进行旋喷注浆施工并在地面下部形成一圈旋喷桩(1)；
步骤二、在所述旋喷桩(1)的上端制作呈矩形框架的圈梁(2)，所述圈梁(2)的下部预制多个预埋件(21)；
步骤三、将用于挖设工作井的挖井设备进场，并在圈梁(2)外部安装护栏；
步骤四、在圈梁(2)内部的地面上使用挖井设备挖设方形竖井(3)；
步骤五、在竖井(3)的四角安装四根立柱(4)，所述立柱(4)的上端通过所述预埋件(21)与圈梁(2)连接，立柱(4)的下端安装水平设置的腰梁(5)；
步骤六、在上下相邻的两道腰梁(5)之间通过连接件(61)可拆卸安装挡土板(6)，所述挡土板(6)上开设注浆孔(62)；
步骤七、在所述腰梁(5)之间安装用于加强腰梁(5)结构强度且水平设置的加强组件(7)，所述加强组件(7)包括用于支撑相对两根腰梁(5)的对撑杆(71)；
步骤八、通过注浆孔(62)向挡土板(6)与旋喷桩（1）的缝隙内注浆；
步骤九、重复步骤四到步骤八，直到挖至井底，上下相邻立柱(4)均与腰梁(5)连接；
步骤十、在竖井(3)底部浇筑混凝土底板(34)；
步骤十一、在多根腰梁(5)之间可拆卸安装通长的连接柱(8)且所述连接柱(8)的下端插接在底板(34)内；
步骤十二、拆卸对撑杆(71)；
步骤十三、工作井包括出发井和接收井，接收井施工过程中，在井壁上至少设有一个顶出洞口，顶出洞口处可拆卸安装盖板(9)；出发井的施工还包括在竖井(3)井壁上开设出发洞口，并在与出发洞口对应位置处制作供千斤顶受力的后背；
步骤十四、在顶进完成后，回收竖井(3)内的立柱(4)、腰梁(5)及挡土板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述腰梁(5)由工字钢组成。
3.根据权利要求2所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：工字钢形成的U型开口的朝向竖直设置，工字钢开口的两端分别固接有与工字钢开口适配的固定板(51)，工字钢开口上部沿工字钢长度方向间隔安装连接板(52)，所述固定板(51)和连接板(52)上开设相对应的通孔，连接件(61)连接在连接板(52)上。
4.根据权利要求3所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述连接件(61)采用角钢制成，角钢的的一侧连接在挡土板(6)上，角钢的直角开口朝向背离挡土板(6)。
5.根据权利要求4所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述加强组件(7)还包括多根角撑杆(73)，多根所述角撑杆(73)分别可拆卸连接在腰梁(5)内部的拐角及腰梁(5)与对撑杆(71)形成的拐角处。
6.根据权利要求5所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述对撑杆(71)的两端分别固接有第一安装板(72)，所述角撑杆(73)的两端分别固接有第二安装板(74)，所述第一安装板(72)和第二安装板(74)上分别开设通孔。
7.根据权利要求1所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述连接柱(8)通过紧固件(81)连接在多道腰梁(5)上，所述紧固件(81)本体扣设在连接柱(8)上且与腰梁(5)可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述竖井(3)由上至下依次分为标准段(31)、过渡段(32)和顶管段(33)，所述过渡段(32)对应腰梁(5)的间距小于所述标准段(31)中的腰梁(5)间距，所述盖板(9)安装在所述顶管段(33)上。
9.根据权利要求8所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述盖板(9)通过法兰安装在顶管段(33)上。
10.根据权利要求9所述的一种装配式工作井的施工方法，其特征在于：所述盖板(9)本体由三段组成，相邻两段通过法兰连接。
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