CN208605162U - 一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，在勘探钻孔内从下到上依次施工有盾构废弃渣土填充层、与勘探钻孔螺旋配合的螺旋桩体和回填层。本实用新型整个封堵结构非常简单，所消耗的水泥浆量较少且采用盾构废弃渣土进行回填，实现了废物利用、节能环保，降低了成本；采用螺旋桩体结构实现勘探钻孔的封堵，螺旋桩体与勘探钻孔螺旋配合，增加了桩体与地层间的相互作用，桩体承载力。

Description

一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构

技术领域

本实用新型属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构。

背景技术

盾构机作为地铁施工中常用的机械，它的基本原理是通过对开挖面施加一定的压力来维持其稳定，根据其施加压力的方式不同，可分为泥水式盾构、土压平衡式盾构等，而一般所设置的压力在2bar以上。在盾构开挖前，需要对其沿线的地质进行详细勘探，而地质勘探后，钻孔的封孔处理往往是薄弱环节。目前多采用粘土球加水泥浆回填的方法，但由于孔口收缩的原因，实际效果往往不好。

当盾构开挖至钻孔处，在高压的顶升作用下，封孔材料很容易被挤出，随即盾构泥水仓内的泥浆或土仓内的改良剂(泡沫剂、膨润土泥浆等)从钻孔处喷涌而出。特别的，对于穿越江河、湖海的水下盾构施工，喷涌出的泥浆不仅会对生态环境造成影响，而且增加了盾构施工的风险。此外，失效的钻孔也会导致盾构壁后注浆压力的下降及浆液的流失，严重的情况下会危及盾构安全施工。

专利201210563813.2“可溶岩溶洞上方勘探孔封堵方法”提出了采用柔性杯型栓塞，对可溶岩地区遇溶洞情况下勘探孔的封堵方法。另外，专利201410391580.1“水下勘探孔封孔工艺”提出一种顶部设有挂钩，底部为圆锥头，外壁设有凸环的桩塞，通过速凝水泥浆和桩塞配合封堵水下勘探孔。上述两者主要针对水下勘探孔的封堵，所消耗的水泥浆较多，封堵结构较为单一，没有充分发挥侧摩阻力及地层的承载力，且封堵的计算模型不够明确。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种封堵效果好、成本低、适应性强的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，在勘探钻孔内从下到上依次施工有盾构废弃渣土填充层、与勘探钻孔螺旋配合的螺旋桩体和回填层。

进一步的，在探钻孔内位于所述螺旋桩体的底部和顶部分别形成有盾构废弃渣土填充层和按“以土还土,以砂还砂”的原则进行回填的回填层。

进一步的，所述螺旋桩体由顺次连接的上桩体和下桩体组成，所述下桩体为旋装在勘探钻孔中以使探钻孔内壁形成螺纹的螺纹钻杆，所述上桩体为填充在勘探钻孔螺纹段内的水泥浆填充体。

进一步的，所述盾构废弃渣土填充层与所述螺纹钻杆之间还设有水泥注浆层。

进一步的，所述钻杆由一个或多个顺次连接的钻杆组件组成，所述钻杆组件包括外周壁形成有螺旋叶片的杆体，所述杆体中设有导泥孔，相邻钻杆组件上的导泥孔相互连通。

进一步的，所述导泥孔由预埋在杆体内的PVC导泥管构成。

进一步的，所述杆体由混凝土或橡胶制成。

进一步的，所述杆体内预埋有环形布置的配筋。

进一步的，相邻两钻杆组件在对接处形成有插槽和与所述插槽相配合的插头，相邻两钻杆组件通过横向贯穿所述插头和插槽的销轴实现连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、整个封堵结构简单，所消耗的水泥浆量较少且采用盾构废弃渣土进行回填，实现了废物利用、节能环保，降低了成本，首次采用螺旋桩体结构实现勘探钻孔的封堵，螺旋桩体与勘探钻孔螺旋配合，增加了桩体与地层间的相互作用，桩体承载力。

2、螺旋桩体由螺纹钻杆和水泥浆填充体组成，螺纹钻杆可进行拼接组合使用，通过上部插槽和下部的插头结构配合插销实现，螺纹钻杆中心设置有导泥管，向下旋进过程中，将泥水从管中排出，以减小贯入阻力，提高贯入效率。

附图说明

图1为封孔结构的示意图；

图2为螺旋钻杆的结构示意图；

图3为螺旋钻杆尺寸标注示意图；

图4为螺旋钻杆的拼装示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

参见图1-图4，在一实施例中，一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，在勘探钻孔内从下到上依次施工有盾构废弃渣土填充层2、与勘探钻孔螺旋配合的螺旋桩体1和回填层3。其中，优选的，回填层2按“以土还土,以砂还砂”的原则进行回填，盾构废弃渣土采用袋装的方式进行填充。本实施例中整个封堵结构简单，所消耗的水泥浆量较少且采用盾构废弃渣土进行回填，实现了废物利用、节能环保，降低了成本，采用螺旋桩体结构实现勘探钻孔的封堵，螺旋桩体与勘探钻孔螺旋配合，增加了桩体与地层间的相互作用，桩体承载力，当盾构开挖至钻孔处，封孔材料不容易被挤出，封堵效果好。

参见图2-图4，在另一实施例中，螺旋桩体1由顺次连接的上桩体4和下桩体5组成，下桩体5为直径大于钻头孔内径，以在旋装推进过程中在勘探钻孔内壁形成螺纹的螺纹钻杆，上桩体4为填充在勘探钻孔螺纹段内的水泥浆填充体。在盾构废弃渣土填充层2与螺纹钻杆之间还设有水泥注浆层(图中未标识)。

优选的，钻杆由一个或多个顺次连接的钻杆组件6组成，钻杆组件6包括外周壁一体形成(也可以采用分体式)有螺旋叶片7的杆体6-1，杆体6-1中设有导泥孔6-2，相邻钻杆组件6上的导泥孔6-2相互连通。具体的，导泥孔6-2由预埋在杆体内的PVC导泥管构成。当采用多个钻杆组件时，相邻两钻杆组件6在对接处形成有插槽8和与插槽8相配合的插头9，相邻两钻杆组件6通过横向贯穿插头9和插槽8的销轴10实现连接。

钻杆组件6的具体尺寸为：顶部直径D1等于1.2倍探钻孔直径，中间导泥管直径D2等于3cm，下部插头直径D3等于顶部直径D1的1/2，下部插头高度h等于5cm，顶部杯口深度d等于3cm，总高度H等于顶部直径D1的3倍，外周壁螺纹的尺寸满足n:m:k＝4:3:1。

本实施例，钻杆可进行拼接组合使用，通过上部插槽和下部的插头配合插销结构实现；中心设置有导泥管，向下旋进过程中，将泥水从管中排出，以减小贯入阻力，提高贯入效率；当杆体由混凝土制作时，可适应于土层钻孔的封堵，当采用橡胶制作时，可适应于岩层钻孔的封堵，为钻杆的强度，在杆体内还预埋有环形布置的配筋。

本实用新型封孔结构的施工过程如下：

(1)螺旋钻杆预制：根据需求外壳注模材料采用混凝土或橡胶制作螺旋钻杆；

(2)钻孔下部回填：将袋装盾构废弃渣土作为下部封孔材料进行封孔，袋装盾构废弃渣土填充高度在盾构机上部1m处；

(3)水泥浆制备：制备水灰比为0.8的水泥浆；

(4)一次注浆：将导浆管放入钻孔内，通过导浆管将配制好的水泥浆注入钻孔内，边注浆边提升导浆管，水泥砂浆灌注高度达1m时先停止注浆，拔出导浆管；

(5)放置螺旋钻杆：将预制螺旋钻杆旋入至袋装盾构渣土上方0.5m处；

(6)二次注浆：再次将导浆管放入钻孔内，继续灌注水泥浆至所需高度为止，注浆完成后，提升出导浆管，并使水泥浆凝固30min；

(7)封孔质量检查：根据相应规范对封孔质量进行检查；

(8)钻孔上部回填：封孔检测合格后，上覆土层按“以土还土,以砂还砂”的原则进行回填。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：在勘探钻孔内从下到上依次施工有盾构废弃渣土填充层、与勘探钻孔螺旋配合的螺旋桩体和回填层。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：在回填层按“以土还土,以砂还砂”的原则进行回填。

3.根据权利要求1或2所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：所述螺旋桩体由顺次连接的上桩体和下桩体组成，所述下桩体为旋装在勘探钻孔中以使勘探钻孔内壁形成螺纹的螺纹钻杆，所述上桩体为填充在勘探钻孔螺纹段内的水泥浆填充体。

4.根据权利要求3所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：所述盾构废弃渣土填充层与所述螺纹钻杆之间还设有水泥注浆层。

5.根据权利要求3所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：所述钻杆由一个或多个顺次连接的钻杆组件组成，所述钻杆组件包括外周壁形成有螺旋叶片的杆体，所述杆体中设有导泥孔，相邻钻杆组件上的导泥孔相互连通。

6.根据权利要求5所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：所述导泥孔由预埋在杆体内的PVC导泥管构成。

7.根据权利要求6所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：所述杆体由混凝土或橡胶制成。

8.根据权利要求7所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：所述杆体内预埋有环形布置的配筋。

9.根据权利要求5所述的盾构隧道地质勘探钻孔封孔结构，其特征在于：相邻两钻杆组件在对接处形成有插槽和与所述插槽相配合的插头，相邻两钻杆组件通过横向贯穿所述插头和插槽的销轴实现连接。