CN114382157A - 一种混凝土透气井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于市政管道工程施工技术领域，公开了一种混凝土透气井施工方法，包括在埋设污水管道的加固土体上钻设孔洞；在孔洞中插入钢护管；在钢护管和孔洞的孔壁之间注入密封材料，加固土体与钢护管通过密封材料形成密封屏障；在污水管道中设置顶升装置和钢预制顶升管节；顶升装置驱动钢预制顶升管节穿过污水管道的侧壁，伸入钢护管中；顶升装置驱动混凝土管节穿过钢预制顶升管节，伸入钢护管中；在混凝土管节和钢护管之间注入填料；将钢护管抽出孔洞；在混凝土管节和孔洞的孔壁之间注入填料。采用本方法施工避免了城市中基坑施工带来的不利影响，整个施工方法设备简单，施工难度与风险较低，步骤明确，经济性强。

Description

一种混凝土透气井施工方法

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及一种混凝土透气井施工方法。

背景技术

在城市污水压力输送管道中，由于污水中会产生一定量的气体，影响管道中流体的流动，严重时使管内压力急剧上升，导致污水管道破裂。

多采用在污水管道上设置透气井等排气装置来防止这些气体对管道系统造成的破坏。一般构造做法是：在污水管道顶部开孔，安装透气井，将管道中的气体通过透气井引至地面。对于埋深较深的污水主干管即埋深大于等于5.0米，内径大于等于3.5米的污水主干管，透气井的主要施工方法是：首先在井位处开挖基坑，随后浇筑下部过流箱体及上部透气井结构，然后进行下部过流箱体与两侧暗挖施工的污水管道连接，最后进行地面回填恢复。

上述方法的主要不足在于：首先，当管道埋深较深，需要深基坑施工时存在较大的难度与风险；其次，基坑施工对周边环境影响巨大，且城市施工开挖基坑会造成道路堵占、妨碍交通的现象；再次，深埋管道一般采用暗挖设备施工，进行下部过流箱体与两侧污水管道连接工序时，需增加设备的接收和始发等工序，施工难度与风险大大增加；最后，这种施工方法的工期较长、施工费用较高，经济效益不够理想。

因此，亟需一种混凝土透气井施工方法，以解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土透气井施工方法，该施工方法消除了基坑施工带来的不利影响，施工难度明显减小。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种混凝土透气井施工方法，包括：

在埋设污水管道的加固土体上钻设孔洞；

在孔洞中插入钢护管；

在钢护管和孔洞的孔壁之间注入密封材料，密封材料于加固土体与钢护管之间形成密封屏障；

在污水管道中设置顶升装置和钢预制顶升管节；

顶升装置驱动钢预制顶升管节穿过污水管道的侧壁，伸入钢护管中；

顶升装置驱动混凝土管节穿过钢预制顶升管节，伸入钢护管中；

在混凝土管节和钢护管之间注入填料；

将钢护管抽出孔洞；

在混凝土管节和孔洞的孔壁之间注入填料。

可选地，孔洞与污水管道间隔设置，设置加强结构密封连接钢预制顶升管节和污水管道。

可选地，加强结构包括加强钢梁和钢制固定板，加强钢梁固结于污水管道上，钢制固定板固结加强钢梁和钢预制顶升管节内壁。

可选地，钢护管固连有多个注浆管，多个注浆管沿周向间隔相同地固连于钢护管，密封材料通过注浆管注入钢护管和孔洞的孔壁之间。

可选地，在密封材料形成密封屏障之后，顶升钢预制顶升管节之前，将孔洞中的泥浆抽出。

可选地，当设置有多个混凝土管节时：

顶升装置逐一顶升多个混凝土管节，伸入钢护管；

逐层在混凝土管节和钢护管之间注入填料。

可选地，每顶升一层混凝土管节，即在一层混凝土管节和钢护管之间注入填料。

可选地，混凝土管节侧壁固连有连接件，一个混凝土管节的连接件能够连接于另一个混凝土管节的连接件。

可选地，一个混凝土管节的连接件和另一个混凝土管节的连接件的连接处设置混凝土接缝。

可选地，钢预制顶升管节的内径大于混凝土管节的外径。

本发明的有益效果：

预选透气井的位置并在此位置上开设孔洞，在孔洞中设置钢护管，顶升装置驱动钢预制顶升管节穿过污水管道的侧壁，伸入钢护管中，随后从污水管道中向钢护管中连续顶升混凝土管节，在钢护管中进行混凝土管节的连接工序与污水管道和混凝土管节的连通工序，整个工序在地面以下进行，消除了城市中基坑施工带来的不利影响，整个施工方法设备简单，过程中不需增加设备的接收和始发等工序，施工难度与风险较低，步骤明确，经济性强。

附图说明

图1是本发明实施例提供的孔洞与污水管道纵剖面图；

图2是本发明实施例提供的孔洞与污水管道横剖面图；

图3是本发明实施例提供的透气井安装过程第四、第五步骤示意图；

图4是本发明实施例提供的钢护管结构示意图；

图5是本发明实施例提供的透气井安装过程第七、第八步骤示意图；

图6是本发明实施例提供的透气井加强结构的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的透气井安装过程第九、第十步骤示意图；

图8是本发明实施例提供的透气井安装多个混凝土管节过程示意图；

图9是本发明实施例提供的多个混凝土管节连接处结构示意图；

图10是本发明实施例提供的透气井安装过程第十一、第十二和第十三步骤示意图。

图中：

100、污水管道；110、加强结构；111、加强钢梁；112、钢制固定板；

200、加固土体；

300、孔洞；310、密封材料；320、填料；

400、钢护管；410、注浆管；

500、顶升装置；

600、透气井；610、钢预制顶升管节；620、混凝土管节；621、连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种透气井施工方法，包括如下步骤：

步骤一、对透气井开设位置进行定位。

在此步骤中，通过精确测量预先确定透气井开设的位置，便于后续在污水管道100中布置顶升装置500以及钢预制顶升管节610。钢预制顶升管节610内径应略大于设计确定的透气井外径。

步骤二、对透气井定位处的污水管道100周围的加固土体200进行加固处理。

在此步骤中，加固污水管道100周边2～3米范围的加固土体200。保证加固后的加固土体200强度不小于1.0Mpa。

作为优选地，为保证加固质量，可以先进行加固土体200的加固，随后再进行污水管道100的暗挖施工。

步骤三、在埋设污水管道100的加固土体200上定位处钻设孔洞300。

具体地，图1示出本发明实施例提供的孔洞与污水管道纵剖面图，图2示出本发明实施例提供的孔洞与污水管道横剖面图。参照图1和图2，在此步骤中，将钻孔设备安置于透气井定位处正上方，且保证钻孔中心与透气井定位中心在一条垂直线上。开钻的孔洞300内径大于预设透气井的外径。该孔洞300钻至污水管道100上方约0.5米处，避免钻头破坏污水管道100的管壁。

步骤四、在钻设的孔洞300中插入钢护管400。

图3示出本发明实施例提供的透气井安装过程第四、第五步骤示意图，参照图3，利用起吊装置将钢护管400下放至孔洞300中，该钢护管400的管壁厚度为1～2厘米，其外径等于孔洞300的内径，能够牢固抵靠该孔洞300的孔壁。该钢护管400能够防止加固土体200中的泥浆进入预设透气井开设空间中。

步骤五、在钢护管400和孔洞300的孔壁之间注入密封材料310，密封材料310于钢护管400和孔洞300的孔壁之间固结形成密封屏障。

图4示出本发明实施例提供的钢护管结构示意图，参照图4，钢护管400固连有多个注浆管410。该注浆管410具体共有八个，八个注浆管410沿周向间隔相同地固连于钢护管400，密封材料310通过注浆管410注入钢护管400和孔洞300的孔壁即钢护管400与加固土体200的缝隙之间。

具体地，沿该注浆管410的长度方向，该注浆管410上开设间隔相同的多个注浆孔，该注浆孔中设置单向阀，保证密封材料310仅能从注浆管410中流向孔洞300，避免孔洞300中的水或泥浆从注浆孔涌入注浆管410。

再为具体地，相邻两个注浆孔之间的距离为30厘米，其直径为1厘米。

更为具体地，该密封材料310是含有发泡剂成分的止水材料，如图3所示。该密封材料310于孔洞300的底部位置形成密封屏障，该密封屏障能够起到防水作用，防止透气井施工过程中污水外泄，侵蚀土壤。

步骤六、在密封材料310将加固土体200与钢护管400联结形成密封屏障之后，顶升钢预制顶升管节610之前，将孔洞300中的泥浆抽出。

步骤七、在污水管道100中设置顶升装置500和钢预制顶升管节610。

图5示出本发明实施例提供的透气井安装过程第七、第八步骤示意图，参照图5，此步骤中的顶升装置500设置于步骤一中预先确定的透气井开设位置正下方的污水管道100中，并将壁厚约1～2厘米的钢预制顶升管节610放置于该顶升装置500上。

步骤八、顶升装置500驱动钢预制顶升管节610穿过污水管道100的侧壁，伸入钢护管400中。

在顶升装置500的作用下，钢预制顶升管节610向上运动，破坏污水管道100的侧壁后进入钢护管400中。

具体地，当该钢预制顶升管节610完全伸入该钢护管400后，由于孔洞300与污水管道100间隔设置，两者之间有大约0.5米的间隔，需要设置加强结构110，密封连接钢预制顶升管节610和污水管道100，如图6所示。

具体地，参照图6，加强结构110包括加强钢梁111和钢制固定板112。该加强钢梁111固连于污水管道100的钢预制顶升管节610的穿出孔的孔壁。加强钢粱111固结于污水管道100上，钢制固定板112固结该加强钢粱111和钢预制顶升管节610的内壁。钢制固定板112的两侧能够分别通过焊接的方式固连于加强钢梁111内侧和钢预制顶升管节610的内壁。

步骤九、顶升装置500驱动混凝土管节620穿过钢预制顶升管节610，伸入钢护管400中。

图7示出本发明实施例提供的透气井安装过程第九、第十步骤示意图，参照图7，当孔洞300深度仅需要一个混凝土管节620即可完成透气井600的安装时，用顶升装置500将该混凝土管节620从污水管道100中向上顶升，一部分混凝土管节620伸出钢预制顶升管节610。此时在该钢预制顶升管节610底部焊接一个环形支撑件，该环形支撑件能够抵接混凝土管节620的底端。在混凝土管节620底部通过固结的方式将混凝土管节620和钢预制顶升管节610底部的环形支撑件进行连接固定。

具体地，钢预制顶升管节610的内径大于混凝土管节620的外径，以该混凝土管节620能够穿过该钢预制顶升管节610为准。

图8是本发明实施例提供的透气井安装多个混凝土管节过程示意图，图9示出本发明实施例提供的多个混凝土管节连接处结构示意图。参照图8，当孔洞300深度需要多个混凝土管节620相连才能完成透气井600的安装时，用顶升装置500将多个混凝土管节620逐一顶升至钢护管400中。混凝土管节620侧壁固连有连接件621，一个混凝土管节620的连接件621能够插接于另一个混凝土管节620的连接件621，并在一个混凝土管节620的连接件621和另一个混凝土管节620的连接件621的插接处设置混凝土接缝，如图9所示。

具体地，该混凝土接缝可以选择超高性能混凝土，该超高性能混凝土具有超高的耐久性和超高的力学性能，1～2天后可以达到继续顶升施工要求的强度，一方面可以连续施工，另一方面能够保证相邻两个混凝土管节620连接的可靠性，增加透气井600使用的耐久性。

作为优选地，为防止逐层顶升并连接混凝土管节620的过程中混凝土管节620下落，可以在透气井600上方地面位置布置提拉装置，用于提拉首先伸入钢护管400中的混凝土管节620。

步骤十、在混凝土管节620和钢护管400之间注入填料320。

当孔洞300深度仅需要一个混凝土管节620即可完成透气井600的安装时，将混凝土管节620顶升至钢护管400中后，在混凝土管节620和钢护管400之间注入填料320。

当孔洞300深度需要多个混凝土管节620相连才能完成透气井600的安装时，用顶升装置500将多个混凝土管节620逐一顶升至钢护管400中，并逐层在混凝土管节620和钢护管400之间注入填料320。该填料320的填充高度低于本段混凝土管节620上缘约0.5米，防止填料320填充高度过高，在逐层顶升混凝土管节620时从上层的混凝土管节620的管口处涌入混凝土管节620。本实施例中提供的填料320具体可以为中砂。

步骤十一、将钢护管400抽出孔洞300。

步骤十二、在混凝土管节620和孔洞300的孔壁之间再次注入填料320。

具体地，进行步骤十一后，完成连接的透气井600的井外壁与孔洞300内壁之间由于钢护管400的脱离，产生了新的间隙，因此再次注入填料320，直至地面位置，填充该间隙，保证透气井600的稳固性。

步骤十三、整理施工现场，完成透气井600的施工。

最终施工完成的透气井如图10所示。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处仅在于步骤九。

具体地，在步骤九中，顶升混凝土管节620后，拆除钢预制顶升管节610，并将最后顶升的混凝土管节620端部利用混凝土固结成型的方式连接在污水管道100的侧壁，将透气井600和污水管道100连接，实现透气功能。

需要说明的是，本发明中的混凝土管节620并不局限于混凝土材料，任何可以通过本发明提供的方法筑成透气井600的材料均可。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土透气井施工方法，其特征在于，包括：

在埋设污水管道(100)的加固土体(200)上钻设孔洞(300)；

在孔洞(300)中插入钢护管(400)；

在钢护管(400)和孔洞(300)的孔壁之间注入密封材料(310)，密封材料(310)于加固土体(200)与钢护管(400)之间形成密封屏障；

在污水管道(100)中设置顶升装置(500)和钢预制顶升管节(610)；

顶升装置(500)驱动钢预制顶升管节(610)穿过污水管道(100)的侧壁，伸入钢护管(400)中；

顶升装置(500)驱动混凝土管节(620)穿过钢预制顶升管节(610)，伸入钢护管(400)中；

在混凝土管节(620)和钢护管(400)之间注入填料(320)；

将钢护管(400)抽出孔洞(300)；

在混凝土管节(620)和孔洞(300)的孔壁之间注入填料(320)。

2.根据权利要求1所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，孔洞(300)与污水管道(100)间隔设置，设置加强结构(110)密封连接钢预制顶升管节(610)和污水管道(100)。

3.根据权利要求1所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，加强结构(110)包括加强钢梁(111)和钢制固定板(112)，加强钢梁(111)固结于污水管道(100)上，钢制固定板(112)固结加强钢梁(111)和钢预制顶升管节(610)内壁。

4.根据权利要求1所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，钢护管(400)固连有多个注浆管(410)，多个注浆管(410)沿周向间隔相同地固连于钢护管(400)，密封材料(310)通过注浆管(410)注入钢护管(400)和孔洞(300)的孔壁之间。

5.根据权利要求1所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，在密封材料(310)形成密封屏障之后，顶升钢预制顶升管节(610)之前，将孔洞(300)中的泥浆抽出。

6.根据权利要求1所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，当设置有多个混凝土管节(620)时：

顶升装置(500)逐一顶升多个混凝土管节(620)，伸入钢护管(400)；

逐层在混凝土管节(620)和钢护管(400)之间注入填料(320)。

7.根据权利要求6所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，每顶升一层混凝土管节(620)，即在一层混凝土管节(620)和钢护管(400)之间注入填料(320)。

8.根据权利要求6所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，混凝土管节(620)侧壁固连有连接件(621)，一个混凝土管节(620)的连接件(621)能够连接于另一个混凝土管节(620)的连接件(621)。

9.根据权利要求8所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，一个混凝土管节(620)的连接件(621)和另一个混凝土管节(620)的连接件(621)的连接处设置混凝土接缝。

10.根据权利要求1-9任一所述的混凝土透气井施工方法，其特征在于，钢预制顶升管节(610)的内径大于混凝土管节(620)的外径。

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