CN114875968A - 一种进出水管线沟槽施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水管铺设的技术领域，尤其是涉及一种进出水管线沟槽施工方法，其包括分层开挖和单侧分层坡面加固；所述分层开挖为每次开挖深度为0.5‑1m后，然后对所开挖的沟槽侧壁进行单侧分层坡面加固后，再向下进行开挖；所述分层开挖的沟槽一侧壁的坡度大于等于3：1并形成陡坡面；所述单侧分层坡面加固包括钻孔、制作锚杆、铺设钢筋网片和喷射混凝土表层；所述沟槽依次循环多次分层开挖和单侧分层坡面加固直到设计的沟槽深度；相邻的两层单侧分层坡面加固形成的混凝土表层相互拼接。本申请具有沟槽开挖深度较大时，起吊机能够在地面上安全起吊进出水管线的效果。

Description

一种进出水管线沟槽施工方法

技术领域

本申请涉及一种水管铺设的技术领域，尤其是涉及一种进出水管线沟槽施工方法。

背景技术

水管铺设是市政水务的施工工程，在水管铺设时多采用地下埋管的方式进行，以使水管不占用地面上的空间。在水管铺设的过程中有采用明挖或暗挖的方式进行，明挖为由地面开始开挖直到开挖到所需的深度，开挖的工程量较大；暗挖是由需要铺设管线位置的一端水平开挖到另一端，开挖的过程中需要进行支护，安全性要求高。

相关技术中对于进水管线的铺设为进出水管线放置在一个沟槽内，减少多条沟槽的开挖量，在进出水管线处于主管线时，进出水管线的直径可达到2000mm至3000mm，从而所开挖的沟槽底部的宽度为4m以上。根据埋管的需要所开挖的沟槽深度也较深时，一般达到10m时，在沟槽开挖时必须对沟槽的两侧进行放坡，坡度小于1：1.5；以使沟槽的边坡稳定，减少开挖的过程中发生沟槽的坍塌，因此在沟槽顶部的宽度将达到34m。当沟槽开挖完成后，需要采用起吊机对进出水管线进行吊装，使进出水管线放到沟槽的底部。

但是上述结构中发明人认为，当沟槽开挖深度较大时，起吊机难以由地面上向宽度较大的沟槽内安全吊运进出水管线。

发明内容

为了沟槽开挖深度较大时，起吊机能够在地面上安全起吊进出水管线，本申请提供一种进出水管线沟槽施工方法。

本申请提供一种进出水管线沟槽施工方法，采用如下的技术方案：

一种进出水管线沟槽施工方法，包括分层开挖和单侧分层坡面加固；所述分层开挖为每次开挖深度为0.5-1m后，然后对所开挖的沟槽侧壁进行单侧分层坡面加固后，再向下进行开挖；所述分层开挖的沟槽一侧壁的坡度大于等于3：1并形成陡坡面；所述单侧分层坡面加固包括钻孔、制作锚杆、铺设钢筋网片和喷射混凝土表层；所述沟槽依次循环多次分层开挖和单侧分层坡面加固直到设计的沟槽深度；相邻的两层单侧分层坡面加固形成的混凝土表层相互拼接。

通过采用上述技术方案，施工时，先分层开挖一层的深度后，然后对形成的陡坡面及时采用单侧分层坡面加固过程对陡坡面进行加固，在加固的过程中先钻孔，然后再制作锚杆、铺设钢筋网片并喷射混凝土表层，使陡坡面在锚杆和混凝土表层的作用下进行加固，从而达到开挖对应深度的沟槽后及时对陡坡面加固直到达到沟槽的设计深度，并且相邻的两层混凝土表层相互拼接，进而使陡坡面能够使坡度大于等于3：1，从而降低了沟槽顶部边缘到沟槽底部边缘的水平距离，进而使沟槽开挖深度较大时，起吊机能够在地面上安全起吊进出水管线。

优选的，所述钻孔包括杆孔成孔和底孔成孔；所述底孔成孔中形成的底孔直径大于杆孔成孔中形成的杆孔直径；所述制作锚杆包括在杆孔和底孔内插入锚杆体；所述锚杆体的侧壁上开设有通孔；所述锚杆体的端部设置有位于底孔内的花兰头。

通过采用上述技术方案，杆孔成孔和底孔成孔分别形成了杆孔和底孔，并且底孔的直径大于杆孔的直径，从而在通过制作锚杆时，锚杆体端部的花兰头能够处于底孔内，并且能够形成头部较大的锚杆，以使锚杆与土体的连接更牢固。

优选的，所述花兰头与锚杆体一体设置形成；所述花兰头为多个绕着锚杆体中心设置的齿爪；所述齿爪为弧形且向锚杆体的中心线位置凸起；所述齿爪远离于锚杆体的一端向锚杆体的中心靠拢并通过安装在底孔内后，将齿爪向外弧形凸出于锚杆体的外壁。

通过采用上述技术方案，花兰头为多个齿爪，并且与锚杆体一体设置形成，当齿爪受到挤压时会自动向外张开，以使齿爪凸出于锚杆体的外壁，进而方便花兰头的制作。

优选的，所述喷射混凝土表层后进行二次注浆管施工；所述二次注浆管施工中通过锤击的方式向土体内打入二次注浆管；所述二次注浆管的侧壁上开设有注浆孔；所述二次注浆管位于相邻两个混凝土表层相互拼接的位置；相邻的两个所述混凝土表层凝固后由二次注浆管内进行注浆。

通过采用上述技术方案，二次注浆管施工到土体内，然后在两层相邻的混凝土表层凝固后，土体受到混凝土表层的固定再向二次注浆管内注浆，使表层的土体能够在注浆后强度更大，减少土体在相邻两层混凝土表层拼接处坍塌。

优选的，所述分层开挖中每层由靠近于陡坡面的一侧向另一侧的顺序开挖，并且在每层开挖完成后，同一层通过单侧分层坡面加固喷射的混凝土表层已凝固。

通过采用上述技术方案，分层开挖由靠近陡坡面的一侧向另一侧的顺序开挖，使及时施作的混凝土表层能够在对同一层开挖的过程中凝固，进而在对下一层进行开挖时，减少土体的坍塌，同时提高施工进度。

优选的，所述铺设钢筋网片包括在陡坡面上铺设钢筋网片；所述喷射混凝土表层在钢筋网片上喷射时留出10-15mm的钢筋网片，并且相邻的两层钢筋网片相互重叠宽度为10-15mm。

通过采用上述技术方案，陡坡面上铺设钢筋网片，并且在喷射混凝土表层时留出10-15mm的钢筋网片，能够在下一层钢筋网片铺设时与上一层的钢筋网片重叠，提高相邻两层混凝土表层的拼接强度。

优选的，所述底孔成孔中采用活动钻头；所述活动钻头包括钻头本体和活动刀头；所述活动刀头转动连接在钻头本体上，并且活动刀头与钻头本体的转动轴线垂直于钻头本体的中心线；所述钻头本体上安装有用于驱动活动刀头向钻头本体外侧转动的离心驱动块。

通过采用上述技术方案，钻头本体和活动刀头转动连接，钻头本体转动时，离心驱动块对活动刀头进行推动，使活动刀头向钻头本体的外侧打开，从而能够使活动刀头切割的位置加大形成直径较大的底孔。

优选的，所述钻头本体内设置有滑道；所述滑道垂直于活动刀头与钻头本体的转轴，所述滑道靠近于活动刀头与钻头本体转动的一端至钻头本体中心线的距离大于滑道另一端到钻头本体中心线的距离；所述离心驱动块滑动连接在滑道上。

通过采用上述技术方案，滑道靠近于活动刀头与钻头本体转动的一端到钻头本体的距离大于滑道另一端到钻头本体中心线的距离，进而在钻头本体转动时，离心驱动块受到离心力会向活动刀头与钻头本体转动的一端移动，进而能够使离心驱动块将活动刀头向钻头本体的外侧转动。

优选的，所述离心驱动块上开设有安装孔；所述安装孔内设置有弹簧；所述安装孔内设置有露出安装孔的挡舌；所述弹簧的一端抵接在挡舌上，另一端抵接在安装孔的底部；所述钻头本体的内壁上开设有与挡舌配合的单向齿；并且单向齿沿着滑道的长度方向设置多个。

通过采用上述技术方案，离心驱动块上开设安装孔，在安装孔内设置弹簧，当离心驱动块在受到离心力的作用下向打开活动刀头的方向移动时，单向齿能够与挡舌配合，减少离心驱动块向反向的方向移动，进而保持活动刀头的切割位置。

优选的，所述滑道的两端贯通；所述钻头本体内设置有复位拉簧；所述复位拉簧的一端固定在钻头本体上，另一端固定在离心驱动块上；所述复位拉簧用于驱使离心驱动块移至滑道靠近于钻头本体中心线的一端。

通过采用上述技术方案，滑道的两端贯通，当离心驱动块移动到完全打开活动刀头的位置后，离心驱动块从滑道内脱出，并且在复位弹簧的作用下使离心驱动块移动到另一端，进而使活动刀头能够再向内收回，方便将活动钻头从杆孔内取出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对形成的陡坡面及时采用单侧分层坡面加固过程对陡坡面进行加固，在加固的过程中先钻孔，陡坡面在锚杆和混凝土表层的作用下进行加固，从而达到开挖对应深度的沟槽后及时对陡坡面加固直到达到沟槽的设计深度，并且相邻的两层混凝土表层相互拼接，从而降低了沟槽顶部边缘到沟槽底部边缘的水平距离，进而使沟槽开挖深度较大时，起吊机能够在地面上安全起吊进出水管线；

2.通过杆孔成孔和底孔成孔分别形成了杆孔和底孔，并且底孔的直径大于杆孔的直径，从而在通过制作锚杆时，锚杆体端部的花兰头能够处于底孔内，并且能够形成头部较大的锚杆，以使锚杆与土体的连接更牢固；

3.通过二次注浆管施工到土体内，然后在两层相邻的混凝土表层凝固后，土体受到混凝土表层的固定再向二次注浆管内注浆，使表层的土体能够在注浆后强度更大，减少土体在相邻两层混凝土表层拼接处坍塌。

附图说明

图1是本申请实施例的整体示意图；

图2是本申请实施例的锚杆体的安装示意图；

图3是本申请实施例中锚杆体的局部结构示意图；

图4是本申请实施例中二次注浆管的施工位置示意图；

图5是本申请实施例中活动钻头的局部结构示意图；

图6是本申请实施例中活动钻头的内部结构示意图；

图7是本申请实施例中剖开钻头本体的结构示意图。

附图标记说明：1、沟槽；11、陡坡面；12、缓坡面；21、杆孔；22、底孔；3、活动钻头；31、钻头本体；311、单向齿；32、活动刀头；33、离心驱动块；331、安装孔；34、滑道；35、T形滑块；36、挡舌；361、倒角；37、弹簧；38、复位拉簧；4、锚杆体；41、通孔；42、花兰头；421、齿爪；5、钢筋网片；6、混凝土表层；7、二次注浆管；71、注浆孔。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种进出水管线沟槽施工方法，包括分层开挖和单侧分层坡面加固。

参考图1，分层开挖为由地面向下每间隔0.5-1m的距离为一层，根据土层结构的稳定性进行设计，当土层结构不稳时取较小的开挖深度，开挖时形成的沟槽1一侧坡度为3-5：1的陡坡面11，当坡度为3：1时，开挖深度为12m，则沟槽1在路面上的边缘位置至沟槽1的底面的边缘距离为4m，使起吊机的水平起吊距离减小，从而达到起吊机的安全起吊。对于沟槽1的另一侧采用坡度为1.5：1的坡度进行放坡并形成缓坡面12，以减少对坡面进行加固的成本。同时分层开挖的过程中，先对靠近于陡坡面11一侧进行开挖，开挖后，及时对陡坡面11进行单侧分层坡面加固步骤，然后再依次向沟槽1的缓坡面12一侧进行开挖，从而在开挖完成后，单侧分层坡面加固中对陡坡面11加固已完成，可直接对下一层进行开挖，减少单侧分层坡面加固对开挖进度的影响。依次重复分层开挖和单侧分层坡面加固，直到设计的沟槽1深度。

参考图1和图2，单侧分层坡面加固包括钻孔、制作锚杆、铺设钢筋网片和喷射混凝土表层。钻孔为沿着开挖的沟槽1长度方向均匀布置多个点位，采用钻孔机进行施工，钻孔的过程中包括杆孔成孔形成杆孔21和底孔成孔形成底孔22，杆孔21的孔径小于底孔22的孔径，底孔22位于杆孔21深入土体内的一端，钻孔时，由坡度较大的沟槽1侧壁上倾斜向下钻孔。杆孔成孔的过程中采用普通钻头，底孔成孔的过程中先更换普通钻头至活动钻头3，通过将活动钻头3插入到杆孔21底部后，再进行旋转，使活动钻头3完成对底孔22的成孔。

参考图2和图3，制作锚杆，包括在杆孔21和底孔22内安装锚杆体4，锚杆体4为空心的杆状结构，在锚杆体4的侧壁上开设有多个通孔41。锚杆体4的部设置设置有花兰头42，花兰头42与锚杆体4一体设置形成，花兰头42为锚杆体4周壁间隔冲压形成的多个齿爪421结构，齿爪421的一端与锚杆体4一体设置形成，另一端沿着锚杆体4的长度方向远离于锚杆体4，并且齿爪421整体为弧形，弧形向锚杆体4的中心线的位置凸起。安装时，齿爪421远离于锚杆体4的一端先向中部靠拢，插入到杆孔21内，然后再通过外径等于锚杆体4内径的杆件插入到锚杆体4内，并推动齿爪421向外张开，使齿爪421远离于锚杆体4的一端向外张开且超出锚杆体4的外壁；然后再由锚杆体4位于沟槽1内的一端灌入水泥浆，使水泥浆进入到底孔22和杆孔21内，同时也能够向周围的土体内渗入，提高周围土体的强度，另外底孔22的孔径较大，能够提高锚杆的连接强度，减少因锚杆抓地力不足造成的沟槽1侧壁坍塌。

参考图2，铺设钢筋网片，钢筋网片5铺设在沟槽1上坡度较大的表面，并且钢筋网片5上下相邻的两层之间具有部分重叠，重叠的宽度为10-15mm，钢筋网片5铺设时，钢筋网片5沿着沟槽1的长度方向铺设，并将钢筋网片5与锚杆体4位于沟槽1侧壁露出的一端焊接固定，提高锚杆体4对钢筋网片5的拉力，钢筋网片5至沟槽1侧壁之间留有20mm的距离。喷射混凝土表层，在铺设的钢筋网片5的沟槽1侧壁上采用喷射的方式进行施工，喷射的混凝土表层6厚度不小于40mm，喷射混凝土的过程中，对当前所覆盖的混凝土表层6下边缘预留出10-15mm钢筋网片5。

参考图4，在喷射混凝土表层6后进行二次注浆管施工，二次注浆管7的端部形成锥形，在混凝土表层6未凝固前，采用直接锤击的方式打入二次注浆管7，二次注浆管7的长度为50cm，二次注浆管7为空心结构，并且在二次注浆管7的侧壁上开设有多个注浆孔71，二次注浆管7完成锤击后，端部从混凝土表层6外露出，在下一层的混凝土表层6完成施工且凝固后，或者在第三次所分层开挖时对第一次分层开挖和第二次分层开挖所对应的混凝土表层6之间的二次注浆管7进行注浆，由于上下两层的混凝土表层6对沟槽1侧壁的密封，从而能够由二次注浆管7向土体的表层内进行注浆，注浆为加压灌入水泥浆，以相邻的上下两层混凝土表层6连接位置的土体强度更大，提高相邻两层混凝土表层6连接处抗滑坡性，相邻的两层混凝土表层6相互拼接。

参考图5和图6，活动钻头3包括钻头本体31和活动刀头32，钻头本体31最大位置处的直径等于或小于杆孔21的直径，方便活动钻头3能够直接插入到杆孔21内。活动刀头32位于钻头本体31的一端，并且活动刀头32整体为扇形，活动刀头32的所呈扇形的圆心位置与钻头本体31转动连接，并且活动刀头32与钻头本体31的转动轴线垂直于钻头本体31的中心线，沿着钻头本体31的周向均匀分布多个活动刀头32。在钻头本体31的内部设置有离心驱动块33，离心驱动块33用于推动活动刀头32向钻头本体31的外侧转动，进而增大活动钻头3所能够切割的尺寸,形成孔径大于杆孔21的底孔22。

参考图6和图7，在钻头本体31内设置有滑道34，滑道34固定在钻头本体31上，在离心驱动块33上形成的T形滑块35，T形滑块35滑动配合在滑道34内，滑道34垂直于活动刀头32与钻头本体31的转动轴线，并且滑道34靠近于活动刀头32与钻头本体31的转动轴线一端与钻头本体31的中心线距离比滑道34另一端相对于钻头本体31的中心线距离远，并且滑道34正对于活动刀头32位于钻头本体31内的侧边，使离心驱动块33通过T形滑块35滑动连接在滑道34内时，钻头本体31与活动刀头32之间夹着离心驱动块33，并且离心驱动块33抵接于活动刀头32的侧边。当离心驱动块33沿着滑道34向靠近于活动刀头32与钻头本体31转动的轴线位置时，离心驱动块33推着活动刀头32向钻头本体31外转动。

参考图6和图7，在离心驱动块33内开设有安装孔331，安装孔331内滑动配合设置有挡舌36，挡舌36的端部一侧开设有倒角361，位于安装孔331的内部设置有弹簧37，弹簧37的一端抵接在挡舌36上，另一端抵接在安装孔331的底部，通过弹簧37能够驱使挡舌36的端部伸出安装孔331。在钻头本体31的内壁上沿着滑道34的长度方向开设有多个单向齿311，单向齿311与挡舌36的位置正对，当离心驱动块33配合在滑道34内时，挡舌36伸出于安装孔331内的一端能够插入到单向齿311之间，当挡舌36沿开设倒角361的方向沿着单向齿311移动时，挡舌36倒角361的位置能够驱使挡舌36插入安装孔331；相反挡舌36受到单向齿311的作用无法反向滑动。在使用过程中，当活动钻头3转动时，离心驱动块33受到旋转的离心力而向外，进而离心驱动块33会沿着滑道34向靠近于活动刀头32相较于钻头本体31的转动位置移动，推着活动刀头32向外打开。

参考图7，滑道34的两端贯通，以使离心驱动块33移动到滑道34靠近于活动刀头32与钻头本体31转动位置的一端时，T形滑块35能够从滑道34内脱出，离心驱动块33在钻头本体31内滑动连接，在钻头本体31内设置有复位拉簧38，复位拉簧38的一端固定在钻头本体31上，另一端固定在离心驱动块33上，并且复位拉簧38的作用力用于驱使离心驱动块33向滑道34远离于活动刀头32相较于钻头本体31转动的位置的一端，使T形滑块35能够再次与滑道34的端部配合并进入到滑道34内，从而通过控制活动钻头3的转速能够控制活动刀头32向外张开的程度，当完成底孔22的成孔后，离心驱动块33能够松开对活动刀头32的挤压，使活动刀头32受到杆孔21侧壁的抵接进行收回，从而完成活动钻头3的取出。

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)

1.一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：包括分层开挖和单侧分层坡面加固；所述分层开挖为每次开挖深度为0.5-1m后，然后对所开挖的沟槽（1）侧壁进行单侧分层坡面加固后，再向下进行开挖；所述分层开挖的沟槽（1）一侧壁的坡度大于等于3：1并形成陡坡面（11）；所述单侧分层坡面加固包括钻孔、制作锚杆、铺设钢筋网片和喷射混凝土表层；所述沟槽（1）依次循环多次分层开挖和单侧分层坡面加固直到设计的沟槽（1）深度；相邻的两层单侧分层坡面加固形成的混凝土表层（6）相互拼接。

2.根据权利要求1所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述钻孔包括杆孔成孔和底孔成孔；所述底孔成孔中形成的底孔（22）直径大于杆孔成孔中形成的杆孔（21）直径；所述制作锚杆包括在杆孔（21）和底孔（22）内插入锚杆体（4）；所述锚杆体（4）的侧壁上开设有通孔（41）；所述锚杆体（4）的端部设置有位于底孔（22）内的花兰头（42）。

3.根据权利要求2所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述花兰头（42）与锚杆体（4）一体设置形成；所述花兰头（42）为多个绕着锚杆体（4）中心设置的齿爪（421）；所述齿爪（421）为弧形且向锚杆体（4）的中心线位置凸起；所述齿爪（421）远离于锚杆体（4）的一端向锚杆体（4）的中心靠拢并通过安装在底孔（22）内后，将齿爪（421）向外弧形凸出于锚杆体（4）的外壁。

4.根据权利要求1所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述喷射混凝土表层（6）后进行二次注浆管施工；所述二次注浆管施工中通过锤击的方式向土体内打入二次注浆管（7）；所述二次注浆管（7）的侧壁上开设有注浆孔（71）；所述二次注浆管（7）位于相邻两个混凝土表层（6）相互拼接的位置；相邻的两个所述混凝土表层（6）凝固后由二次注浆管（7）内进行注浆。

5.根据权利要求1所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述分层开挖中每层由靠近于陡坡面（11）的一侧向另一侧的顺序开挖，并且在每层开挖完成后，同一层通过单侧分层坡面加固喷射的混凝土表层（6）已凝固。

6.根据权利要求1所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述铺设钢筋网片包括在陡坡面（11）上铺设钢筋网片（5）；所述喷射混凝土表层在钢筋网片（5）上喷射时留出10-15mm的钢筋网片（5），并且相邻的两层钢筋网片（5）相互重叠宽度为10-15mm。

7.根据权利要求2所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述底孔成孔中采用活动钻头（3）；所述活动钻头（3）包括钻头本体（31）和活动刀头（32）；所述活动刀头（32）转动连接在钻头本体（31）上，并且活动刀头（32）与钻头本体（31）的转动轴线垂直于钻头本体（31）的中心线；所述钻头本体（31）上安装有用于驱动活动刀头（32）向钻头本体（31）外侧转动的离心驱动块（33）。

8.根据权利要求7所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述钻头本体（31）内设置有滑道（34）；所述滑道（34）垂直于活动刀头（32）与钻头本体（31）的转轴，所述滑道（34）靠近于活动刀头（32）与钻头本体（31）转轴的一端至钻头本体（31）中心线的距离大于滑道（34）另一端到钻头本体（31）中心线的距离；所述离心驱动块（33）滑动连接在滑道（34）上。

9.根据权利要求8所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述离心驱动块（33）上开设有安装孔（331）；所述安装孔（331）内设置有弹簧（37）；所述安装孔（331）内设置有露出安装孔（331）的挡舌（36）；所述弹簧（37）的一端抵接在挡舌（36）上，另一端抵接在安装孔（331）的底部；所述钻头本体（31）的内壁上开设有与挡舌（36）配合的单向齿（311）；并且单向齿（311）沿着滑道（34）的长度方向设置多个。

10.根据权利要求8所述的一种进出水管线沟槽施工方法，其特征在于：所述滑道（34）的两端贯通；所述钻头本体（31）内设置有复位拉簧（38）；所述复位拉簧（38）的一端固定在钻头本体（31）上，另一端固定在离心驱动块（33）上；所述复位拉簧（38）用于驱使离心驱动块（33）移至滑道（34）靠近于钻头本体（31）中心线的一端。

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