一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置及方法，包括螺旋片定位装置、内部钢管、堵浆钢板和注浆管；堵浆钢板固定在管幕钢管端部；螺旋片定位装置插装在管幕钢管内，用于对内部钢管进行定位，定位后拆除；内部钢管穿过堵浆钢板，部分插装在管幕钢管内，在内部钢管与管幕钢管重叠部分的端部设有支撑盘和环形充气胎，环形充气胎与充气装置相连，用于封堵内部钢管与管幕钢管之间的间隙，在内部钢管上设置有出浆孔；注浆管穿过堵浆钢板向内部钢管内注浆，实现内部钢管与管幕钢管的连接。

权利要求

1.一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于，如下：

步骤1：确定打设长度不足的管幕钢管，根据管幕钢管打设长度确定内部钢管伸出管幕钢管的长度，在内部钢管与管幕钢管重叠部分的端部设有支撑盘和环形充气胎，确保支撑盘与环形充气胎的位置处于内部钢管与管幕钢管端头重叠处；

步骤2：从管幕钢管的端部向内放置定位装置，且定位装置通过连接件固定在管幕钢管端部；

步骤3：将内部钢管沿着定位装置中心线向管幕钢管内深入，确保内部钢管打设在管幕钢管中心；内部钢管顶进到位后取下定位装置，清理管内渣土，将内部注浆管伸入内部钢管，在内部注浆管的外圈设有注浆充气胎；在内部钢管上设置有出浆孔；

步骤4： 将1号充气管一端与圆环形橡胶充气胎相连、2号充气管一端与注浆充气胎相连，1号充气管、2号充气管以及内部注浆管的另一端穿过堵浆钢板，然后将堵浆钢管焊接到管幕钢管外端口位置；

步骤5： 注浆时1号充气管保持气压稳定，持续封堵内部钢管与管幕钢管搭接位置，每注完一段后，关闭2号充气管的高压气泵，对注浆管充气胎放气，将内部注浆管外拉，到达下一段注浆位置时，开启2号充气管的高压气泵，进行下一段注浆，直到整个内部钢管内充满浆液；

步骤6： 注浆完成后，对堵浆钢板的1号充气管预留孔、2号充气管预留孔、内部注浆管预留孔、排气孔进行封堵。

2.如权利要求1所述的一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于，管幕钢管管节间采用等强焊接连接，相邻管幕钢管焊缝错开布置。

3.如权利要求1所述的一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于，所述管幕施工利用螺旋顶管机螺旋出土顶管施工，边顶进边出土，管幕钢管件间利用连接件连接；管幕钢管每完成打设2‑3根通过管幕钢管外侧注浆管对管幕钢管外侧进行补偿注浆，以控制地层变形，管幕钢管打设完成后，统计打设长度不足的管幕钢管。

4.如权利要求1所述的一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于，内部钢管伸出管幕钢管段采用高压注浆，内部钢管与管幕钢管重叠部分注浆压力适当减小。

5.如权利要求1所述的一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于：所述的定位装置为锥形的螺旋弹簧，在其上设有与管幕钢管连接的连接孔。

6.如权利要求1所述的一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于，所述内部钢管与管幕钢管重叠部分的注浆孔直径大于外部的非重叠部分的注浆孔直径。

7.如权利要求1所述的一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，其特征在于，所述的管幕钢管外设有连接件，用于相邻管幕钢管之间的连接。

说明书

一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于轨道交通工程领域，具体涉及一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法。

背景技术

[0002] 地铁车站打设的管幕处于杂填土层时，小块混凝土、残留旧桩、地下抛石、钢筋混凝土桩等障碍物会导致管幕打设长度不足，影响管幕的打设进程。目前多采用顶进管幕的打设方法，当遇到上述障碍物时由于管幕直径较大导致顶进困难，管幕打设长度不足将会影响下部结构开挖施工的安全。

发明内容

[0003] 为了克服上述存在的不足，本发明提供一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，旨在解决管幕打设长度不足的问题。

[0004] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

[0005] 第一方面，本发明的实施例提供了一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置，包括螺旋片定位装置、内部钢管、堵浆钢板和注浆管；堵浆钢板固定在管幕钢管端部；

[0006] 所述的螺旋片定位装置插装在管幕钢管内，用于对内部钢管进行定位，定位后拆除；

[0007] 所述的内部钢管穿过堵浆钢板，部分插装在管幕钢管内，在内部钢管与管幕钢管重叠部分的端部设有支撑盘和环形充气胎，所述的环形充气胎与充气装置相连，用于封堵内部钢管与管幕钢管之间的间隙，在内部钢管上设置有出浆孔；

[0008] 所述的注浆管穿过堵浆钢板向管幕钢管内注浆。

[0009] 第二方面，本发明实施例还提供了一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，如下：

[0010] 步骤1：确定打设长度不足的管幕钢管，在管幕钢管的端部内侧安装支撑盘与圆环形橡胶充气胎；

[0011] 步骤2：从管幕钢管的端部向内放置定位装置，且定位装置通过连接件固定在管幕钢管端部；

[0012] 步骤3：将内部钢管沿着定位装置中心线向管幕钢管内深入，确保内部钢管打设在管幕钢管中心；内部钢管顶进到位后取下定位装置，清理管内渣土，将内部注浆管伸入内部钢管，在内部注浆管的外圈设有注浆充气胎；

[0013] 步骤4将1号充气管一端与圆环形橡胶充气胎相连、2号充气管一端与注浆充气胎相连，1号充气管、2号充气管以及内部注浆管的另一端穿过堵浆钢板，然后将堵浆钢管焊接到管幕钢管外端口位置；

[0014] 步骤5注浆时1号充气管保持气压稳定，持续封堵内部钢管与管幕钢管搭接位置，每注完一段后，关闭2号充气管的高压气泵，对注浆管充气胎放气，将内部注浆管外拉，到达下一段注浆位置时，开启2号充气管的高压气泵，进行下一段注浆，直到整个内部钢管内充满浆液；

[0015] 步骤6注浆完成后，对堵浆钢板的1号充气管预留孔、2号充气管预留孔、内部注浆管预留孔、排气孔进行封堵。

[0016] 上述本发明的实施例的有益效果如下：

[0017] 1.为了使管幕打设长度满足施工要求，保证开挖施工的安全，本发明提出一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置及方法，当管幕打设困难时，采用小直径套管施工，确保打设长度；且在该发明中，定位装置、管幕钢管、内部钢管、内部注浆管等共同作用，解决了管幕钢管长度打设不足的问题，内部钢管背后补偿注浆与套管内注浆密实保证了管幕结构的安全。

[0018] 2.本发明中的定位装置可与管幕钢管连接，并对内部钢管的位置起到定位作用，保证管幕钢管与内部钢管的同心度；管幕钢管为无缝钢管，外侧焊接注浆管与连接件，通过注浆管对管幕钢管外侧进行补偿注浆。

[0019] 3.本发明中内部钢管全长预留注浆孔，确保后续注浆满足背后补偿，内部钢管与管幕钢管重叠部分将注浆孔扩大，确保两管之间填充密实。内部钢管与管幕钢管端头搭接位置安装支撑盘和圆环形橡胶充气胎，圆环形橡胶充气胎通过1号充气管充排气，实现两者在注浆过程中的密封。

[0020] 4.本发明的内部注浆管端头安装注浆管充气胎并通过2号充气管充排气实现后退式阶段性注浆。

附图说明

[0021] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0022] 图1是本发明提出的螺旋片定位装置示意图；

[0023] 图2是本发明提出的定位装置安装剖面图；

[0024] 图3是本发明提出的内部钢管示意图；

[0025] 图4是本发明提出的管幕内套管打设示意图；

[0026] 图5是本发明提出的内管注浆示意图；

[0027] 图6是本发明提出的堵浆钢板安装示意图；

[0028] 图7是本发明提出的注浆效果图；

[0029] 图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

[0030] 1‑螺旋片、2‑管棚定位孔、3‑固定螺栓孔、4‑管幕钢管、5‑固定螺栓、6‑管幕连接件、7‑内部钢管、8‑注浆孔、9‑支撑盘、10‑圆环形橡胶充气胎、11‑1号充气管、具体实施方式

[0031] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0032] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

[0033] 为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。

[0034] 术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

[0035] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置及方法，旨在解决管幕打设长度不足的问题；主要结构组成有以下三部分，第一部分是螺旋片定位装置与管幕钢管；螺旋片定位装置装置可与管幕钢管连接，并对内部钢管起到定位作用。管幕钢管为无缝钢管，外侧焊接注浆管与连接件，通过注浆管对管幕钢管外侧进行补偿注浆。第二部分时内部钢管，内部钢管全长预留注浆孔，确保后续注浆满足背后补偿，内部钢管与管幕钢管重叠部分将注浆孔扩大，确保两管之间填充密实。内部钢管与管幕钢管端头搭接位置安装支撑盘和圆环形橡胶充气胎，圆环形橡胶充气胎通过1号充气管充排气。第三部分是内部注浆管与堵浆钢板，内部注浆管端头安装注浆管充气胎并通过2号充气管充排气。堵浆钢板上包含1号充气管预留孔、2号充气管预留孔、排气孔、内部注浆管预留孔，内部注浆管安装好后将堵浆钢板焊接到管幕钢管上。

[0036] 本发明的一种典型的实施方式中，如图1‑图7所示，本发明提出提供一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强装置，包含螺旋片定位装置、管幕钢管、内部钢管、管幕注浆管、管幕连接件、内部注浆管、堵浆钢板等装置。其中螺旋片定位装置如图1所示，其包括螺旋片1，在螺旋片1的一端设有固定螺栓孔3，螺旋片1中心形成管棚定位孔2，螺旋片定位装置可安装在管幕钢管4内且可利用固定螺栓5固定，在管幕钢管4的外圈设有管幕连接件6，具体参见图2，安装后用于内管打设的定位，保证内管的打设位于管幕钢管4的中心。

[0037] 进一步的，管幕钢管4为大直径钢管，内部钢管7为小直径钢管，其中，管幕钢管4无注浆孔，管幕注浆管与管幕钢管侧壁焊接，管幕钢管4的两侧焊接连接件，保证管幕的整体性。

[0038] 进一步的，内部钢管7的结构如图3所示，内部钢管为小直径钢管，内部钢管7全长预留注浆孔8，确保后续注浆满足背后补偿，内部钢管7与管幕钢管4重叠部分将注浆孔扩大，确保两管之间填充密实。内部钢管7与管幕钢管4重叠端头位置安装支撑盘9和圆环形橡胶充气胎10，圆环形橡胶充气胎10通过1号充气管11充排气。

[0039] 内部注浆管端头安装注浆管充气胎13并通过2号充气管14充排气。

[0040] 如图6所示，堵浆钢板20上包含1号充气管预留孔、2号充气管预留孔、排气孔、内部注浆管预留孔，内部注浆管安装好后将堵浆钢板焊接到管幕钢管上。

[0041] 管幕钢管4管节间采用等强焊接连接，相邻管幕钢管4焊缝错开1m布置，管幕打设过程中先打设定位钢管，而后向两侧打设常规管。

[0042] 进一步的，在其他实施例中，还可以将螺旋片定位装置中螺旋片取消，在装置圆环内侧上下左右安装小型千斤顶圆弧支架，可根据内管直径不同调整千斤顶的收缩与伸长量，起到内管定位与支撑的作用。内管打设完成后可卸下重复利用。

[0043] 本实施例还提供了一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，小块混凝土、残留旧桩、地下抛石、钢筋混凝土桩等障碍物会导致管幕打设长度不足，影响管幕的打设进程。为了使管幕打设长度满足施工要求，保证开挖施工的安全，提出一种用于管幕顶进遇阻时的内衬套管增长补强方法，当管幕打设困难时，采用小直径套管施工，确保打设长度，具体施工步骤如下：

[0044] 1.打设管幕钢管

[0045] 管幕钢管管节间采用等强焊接连接，相邻钢管焊缝错开1m布置，管幕打设过程中先打设定位钢管，而后向两侧打设常规管。管幕施工利用螺旋顶管机螺旋出土顶管施工，边顶进边出土，管幕钢管件间利用连接件连接。管幕钢管每完成打设2‑3根通过管幕钢管外侧注浆管对管幕钢管外侧进行补偿注浆，以控制地层变形，控制注浆压力不大于0.3MPa。管幕钢管打设完成后，统计打设长度不足的管幕钢管。

[0046] 2.确定内部钢管伸出管幕钢管长度并安装螺旋片定位装置

[0047] 进一步的，针对打设长度不足的管幕钢管进行内部钢管套管施工，根据管幕打设长度确定内部钢管伸出管幕钢管的长度，确保支撑盘与圆环形橡胶充气胎的位置处于内部钢管与管幕钢管端头重叠处，进一步的，将螺旋片定位装置套在内部钢管外，利用螺栓将螺旋片定位装置安装到管幕钢管上。

[0048] 3.打设内部钢管

[0049] 进一步的，采用螺栓出土顶管施工打设内部钢管，通过螺旋定位装置对内部钢管进行定位施工，确保内部钢管打设在管幕钢管中心。内部钢管顶进到位后取下螺旋片定位装置，清理管内渣土，将内部注浆管伸入内部钢管。

[0050] 4.端口封堵与内部注浆管安装

[0051] 进一步的，将1号充气管、2号充气管、内部注浆管穿过堵浆钢板，然后将堵浆钢管焊接到管幕钢管外端口位置。进一步的，在内部钢管中进行后退注浆，为了使浆液更好的加固土体，达到较好的背后补偿效果，后退注浆时防止浆液流入管幕钢管与未注浆侧注浆孔。利用高压气泵对1号充气管充气，使圆环形橡胶充气胎膨胀，将内部钢管与管幕钢管搭接位置填充密实，防止浆液流入管幕钢管，利用高压气泵对2号充气管充气，使注浆管充气胎膨胀，将未注浆侧端头部分注浆孔封堵，防止浆液流入未注浆侧注浆孔。

[0052] 5.管内注浆

[0053] 注浆时1号充气管保持气压稳定，持续封堵内部钢管与管幕钢管搭接位置，每注完一段后，关闭2号充气管的高压气泵，对注浆管充气胎放气，将内部注浆管外拉，到达下一段注浆位置时，开启2号充气管的高压气泵，进行下一段注浆。内部钢管伸出管幕钢管段采用高压注浆，内部钢管与管幕钢管重叠部分由于注浆孔较大，注浆压力可适当减小，但要保证两钢管之间填充密实。注浆完成后，对堵浆钢板的1号充气管预留孔、2号充气管预留孔、内部注浆管预留孔、排气孔进行封堵。

[0054] 在该发明中，螺旋片定位装置、管幕钢管、内部钢管、内部注浆管的共同作用，解决了管幕钢管长度打设不足的问题，内部钢管背后补偿注浆与套管内注浆密实保证了管幕结构的安全。

[0055] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。