CN220979496U - 一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，包括待施工区域，对所述待施工区域的正下方进行加固处理形成水泥搅拌桩加固体，所述水泥搅拌桩加固体自上而下开挖降水井，所述降水井的深度大于所述水泥搅拌桩加固体的深度，所述降水井内设置有过滤管，所述过滤管的下端下沉至含水层，所述水泥搅拌桩加固体自上而下开设钢套管安装孔，所述钢套管安装孔内设置有钢套管。该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构解决了微型顶管接收井技术领域中的临时支护占位空间大、后期破除、回收困难，支护造价高昂、易造成周边大范围的地面沉降变形、安全风险大的问题。

Description

一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收 井结构

技术领域

本实用新型涉及微型顶管接收井技术领域，具体涉及一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构。

背景技术

微型顶管接收井，在市政工程中应用范围广，具有形状规则、开挖深度较深、尺寸较小等特点。在深厚软土高承压水地层中施工顶管接收井时，往往需要设置费用高昂的临时支护体系，待基坑开挖至基底，再进行井体结构施工，回填基坑，然后破除或回收基坑围护结构，才能进行顶管接收工作。支护、开挖、井体结构施工、支护结构破除回收等一系列工序复杂，施工周期长、对周边环境影响大、造价高。

在城市中心地区，接收井基坑及结构施工周期长、施工工艺复杂，因此，基坑支护施工及开挖过程往往造成周边环境不可逆的沉降变形，对周边边境造成影响。在城市中施工受高压线、高架桥等因素影响，由于施工机械高度受限，从而导致接收井井位需要根据现场限高情况偏移至空旷地区，从而导致顶管路由转折，造成工程浪费。

对于深厚软土地区进行基坑支护开挖时，由于基坑侧壁土质较差、土压力大，往往需要设置刚度较大的围护桩，方能控制基坑整体变形，并需要设置桩间止淤措施，防止软土从桩间挤出。临时支护占位空间大、后期破除、回收困难，支护造价高昂。在高承压水地区，顶管洞门处往往是薄弱环节，在微型顶管接收过程中，一旦发生洞口处透水、流土等情况，将造成周边大范围的地面沉降变形，风险巨大。

一般临时支护体系施工过程中的垂直度、桩位偏差及止水效果均难以保证，因此临时支护结构无法兼做顶管接收井主体结构使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，解决微型顶管接收井技术领域中的临时支护占位空间大、后期破除、回收困难，支护造价高昂、易造成周边大范围的地面沉降变形、安全风险大的问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，包括：

对所述待施工区域的正下方进行加固处理形成水泥搅拌桩加固体；所述水泥搅拌桩加固体上设置有降水井；所述降水井的上端贯穿于地表；所述降水井的下端延伸至所述水泥搅拌桩加固体内部；所述降水井的深度大于所述水泥搅拌桩加固体的深度；所述降水井内设置有过滤管；所述过滤管的下端下沉至含水层；所述水泥搅拌桩加固体自上而下开设钢套管安装孔；所述钢套管安装孔内设置有钢套管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

1、该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构采用全回转全套管工艺，利用钢套管兼做接收井井壁使用，有效解决常规接收井需要设置临时支护结构，施工周期长、支护造价高、对周边环境影响大等问题。

2、该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构所涉及的降水井、水泥土搅拌桩、全回转全套管钻机等各类施工机械设备，均具有施工机械尺寸小、作业高度低矮、移动灵活、噪音及振动小、对周边环境扰动小等特点，解决了常规方案施工噪音大、占位空间大、施工扰动大、施工机械高度受限，导致接收井需要移位，造成工程浪费等问题。

3、该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构使用的钢套管受力具有良好的空间尺寸效应，抗变形能力强，钢套管为工厂标准化制作，并且可提前涂刷防腐材料，材料质量有保证，施工精度高，完全满足接收井结构质量要求。因此可将支护结构与接收井结构合二为一，从而解决深厚软土区进行接收井临时性基坑支护施工，需要设置大刚度围护结构，从而带来的支护结构占位范围大的问题，后期破除困难等问题。

4、该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构采用一定厚度的钢套管，钢套管之间采用榫卯连接结合焊接连接，止水、止淤效果好，施工过程中钢套管采用超前旋入钻进工艺，保证取土标高与钢套管底标高之间预留3-5m土塞，防止井内隆起变形。从而解决深厚软土区支护结构需要设置桩间加固措施，防止软土从侧壁、井底挤出的问题。

5、该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构采用降水井减压降水，结合水泥土搅拌桩加固体将洞门及井底部一定范围及深度内进行土体预加固，显著提高薄弱环节的土体强度及抗变形能力，降低渗透性系数，从而解决高承压水地区，顶管接收工况，洞门处宜发生透水、流土，诱发周边大范围的沉降变形的问题。

6、该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构中的钢套管采用全回转全套管钻机进行施工，垂直度能保证在0.3％以内，井位偏差能控制在50mm以内，且钢套管为工程精密加工完成，完全符合结构井要求，并结钢套管涂刷防腐涂料、接头处榫卯结合人工焊接、洞门处预加固、顶管接收完成后人工对井壁内壁复检、补强加固等一系列控制环节，有效解决施工过程中的垂直度及桩位偏差、止水效果均难以保证，临时性基坑支护结构无法兼做顶管接收井主体结构使用的问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构的施工步序示意图；

图2是本实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构的平面示意图；

图3是本实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1、图2、图3，本实施例提供了一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，包括待施工区域。

进一步的，对所述待施工区域的正下方进行加固处理形成水泥搅拌桩加固体1，所述水泥搅拌桩加固体1上设置有降水井2，所述降水井2的上端贯穿于地表，所述降水井2的下端延伸至所述水泥搅拌桩加固体1内部，所述降水井2的深度大于所述水泥搅拌桩加固体1的深度，所述降水井2内设置有过滤管，所述过滤管的下端下沉至含水层，所述水泥搅拌桩加固体1自上而下开设钢套管安装孔3；所述钢套管安装孔3内设置有钢套管4。

具体的，采用水泥土搅拌桩工艺对接收井底部以及门洞标高四周进行一定范围的加固，形成所述水泥搅拌桩加固体1。水泥土搅拌桩工艺是用于加固饱和软黏土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。一般加固深度通常超过5m，干法加固深度不宜超过15m，湿法加固深度不宜超过20m。用回转的搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌和形成泥加固体。

进一步的，所述钢套管4的接收井底标高至取土底标高的距离为3-5m，所述钢套管4的接收井底标高至取土底标高的泥土形成预留土塞5。

具体的，为了保证抗隆起安全，故在所述钢套管4的接收井底标高至取土底标高的泥土形成所述预留土塞5，“抗隆起安全”通常是指建筑物或结构在地震等外部振动或冲击事件发生时，能够抵抗或减轻由于地震、爆炸、风暴等引起的隆起或振动的性能和能力；抗隆起安全是建筑和结构工程中的一个关键考虑因素，旨在确保建筑物或结构在遭受外部冲击时不会倒塌或遭受严重损坏，从而保护人员的生命和财产安全。

进一步的，所述钢套管4的下端开设有顶管顶入孔6，所述顶管顶入孔6与所述顶管7相对应，便于所述顶管7顶入。

进一步的，所述钢套管4的厚度为50-100mm；所述钢套管4的内外均涂刷有防腐材料以达到永久性结构防腐。

进一步的，相邻的所述钢套管4之间通过榫卯连接同时结合焊接连接。

进一步的，所述预留土塞5的上方浇注素混凝土形成底板8，所述底板8的厚度为1-3m。

进一步的，所述水泥搅拌桩加固体1的深度为6-10m，所述水泥搅拌桩加固体1覆盖所述顶管7的洞门以上外扩2-3m，所述降水井2的深度大于10m。

进一步的，所述水泥搅拌桩加固体1以及所述水泥搅拌桩加固体1的周边泥土区域均开挖有所述降水井2，多个所述降水井2位于所述钢套管1的两侧。

具体的，由于该结构采用全回转全套管施工工艺，所述钢套管1垂直度能保证在0.3％以内，井位偏差能控制在50mm以内，且所述钢套管1为工厂精密加工制作而成，完全符合接收井受力及施工精度要求，因此在所述顶管7接收完毕后，对所述钢套管1内壁进行人孔检查、补焊加固后可直接作为永久性检查井使用，进而大幅简化了施工工序，施工质量可控。

该结构采用全回转全套管施工工艺，有效控制了取土过程中的坑底隆起、周边环境变形、侧壁渗漏、孔壁塌陷等风险，同时将支护结构与后期接收井结构合二为一，节省用地、施工便捷、质量安全可控、绿色环保，具有显著的经济性及工期优势，社会效益显著。广泛适用于解决类似深厚软土高承压水、周边环境敏感、施工作业限高等地区的微型顶管接收井结构。

对于该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构的具体施工步骤如下：

S1：在整平地面标高施工区域采用水泥土搅拌桩工艺对接收井底部以及洞门四周进行加固处理，形成所述水泥搅拌桩加固体1。

S2：施工所述降水井2，使得所述降水井2内的所述过滤管进入含水层。

S3：采用全回转全套管钻进工艺，利用全回转全套管钻机10施工所述钢套管4，其中上下相邻所述钢套管4采用榫卯连接结合焊接连接，再利用取土钻头将所述钢套管4内的泥土取出。

S4：开启所述降水井2，降低所述顶管7的洞门处水头，将位于所述顶管7的洞门处的所述钢套管4区域熔焊开孔，便于所述顶管7顶入。

S5：将钢套管4施工至所述水泥搅拌桩加固体1内部，利用取土钻头11取土至接收井底标高处，停止取土，收回取土钻头，钻机移位。

S6：对接收井9底部浇注素混凝土形成所述底板8进行封底。

S7：所述顶管7按照设计标高位置顶入所述接收井9，进而完成了顶管接收工作。

工作原理：该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构包括待施工区域，对所述待施工区域的正下方进行加固处理形成水泥搅拌桩加固体1，所述水泥搅拌桩加固体1上设置有降水井2，所述降水井2的上端贯穿于地表，所述降水井2的下端延伸至所述水泥搅拌桩加固体1内部，所述降水井2的深度大于所述水泥搅拌桩加固体1的深度，所述降水井2内设置有过滤管，所述过滤管的下端下沉至含水层，所述水泥搅拌桩加固体1自上而下开设钢套管安装孔3，所述钢套管安装孔3内设置有钢套管4。该实用新型提供的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构解决了微型顶管接收井技术领域中的临时支护占位空间大、后期破除、回收困难，支护造价高昂、易造成周边大范围的地面沉降变形、安全风险大的问题。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，包括待施工区域，其特征在于：

对所述待施工区域的正下方进行加固处理形成水泥搅拌桩加固体；所述水泥搅拌桩加固体上设置有降水井；所述降水井的上端贯穿于地表；所述降水井的下端延伸至所述水泥搅拌桩加固体内部；所述降水井的深度大于所述水泥搅拌桩加固体的深度；所述降水井内设置有过滤管；所述过滤管的下端下沉至含水层；所述水泥搅拌桩加固体自上而下开设钢套管安装孔；所述钢套管安装孔内设置有钢套管。

2.根据权利要求1所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，所述钢套管的接收井底标高至取土底标高的距离为3-5m；所述钢套管的接收井底标高至取土底标高的泥土形成预留土塞。

3.根据权利要求1所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，所述钢套管的下端开设有顶管顶入孔；所述顶管顶入孔与顶管相对应，便于所述顶管顶入。

4.根据权利要求1所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，所述钢套管的厚度为50-100mm；所述钢套管的内外均涂刷有防腐材料以达到永久性结构防腐。

5.根据权利要求1所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，相邻的所述钢套管之间通过榫卯连接同时结合焊接连接。

6.根据权利要求2所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，所述预留土塞的上方浇注素混凝土形成底板；所述底板的厚度为1-3m。

7.根据权利要求3所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，所述水泥搅拌桩加固体的深度为6-10m；所述水泥搅拌桩加固体覆盖所述顶管的洞门以上外扩2-3m；所述降水井的深度大于10m。

8.根据权利要求3所述的用于深厚软土高承压水地层的全套管圆形微型顶管接收井结构，其特征在于，所述水泥搅拌桩加固体以及所述水泥搅拌桩加固体的周边泥土区域均开挖有降水井；多个所述降水井位于所述钢套管的两侧。