[发明专利]一种适用于深厚富水砂层地区的顶管进出洞止水方法及装置

说明书

本发明提供了一种适用于深厚富水砂层地区的顶管进出洞止水方法和装置，包括：安装在工作井预留洞口上的第一止水环；砌筑在工作井预留洞口处的混凝土座；安装在混凝土座预留孔洞处的第二止水环；与工作井预留洞口相契合的顶管工具头，顶管工具头表面缠绕吸水膨胀材料。本适用于深厚富水砂层地区的顶管进出洞止水方法及装置，为顶管进出洞提供多重止水防护，一方面可分散工作井承受压力，起到加固工作井的作用，通过缠绕吸水膨胀材料的顶管工具头会在顶管进洞时堵住顶管工具头与管节之间所存在的空隙，有效防止空隙漏水漏砂；另一方面可增加地下水流的渗流路径，缓解洞口出现大量涌水涌沙现象，防止引起地面塌陷。

技术领域

本发明涉及涉及一种适用于深厚富水砂层地区的顶管进出洞止水方法及装置，可应用于电力工程，市政工程，水利工程、交通工程等领域。

背景技术

顶管穿越深厚富水砂层地区时，对端头加固止水要求十分严格，既要保证土体有一定的承载力，也要保证止水效果，达到进出洞口时不出现涌水流砂现象，保证施工安全。现有顶管井穿洞口止水装置一般采用在洞周一定范围内施打旋喷桩、搅拌桩、袖阀管和素混凝土墙止水幕墙并加固，并在洞口位置安装可拆式止水钢圈，再在钢圈上安装止水胶圈，达到止水效果。但是在深厚富水砂层地区，洞口加固效果往往不甚理想，止水效果差，另外，由于顶管工具头与顶管关节存在一定厚度的超挖空隙，一般为3～5cm，待工具头穿越后，地下水、砂极易从该空隙渗出，严重时造成地面塌陷。因此，如何采用一种简单可靠的方法进行顶管进出洞口的止水，仍是一项难题。

公开号为：CN104060634A的中国专利申请公开了一种顶管工井预留孔洞的止水方法及结构，采用缓涨型遇水膨胀止水条、微膨胀细石混凝土以及后浇钢筋混凝土板对顶管工井的预留孔洞进行止水，钢筋混凝土板分别与井壁、顶管管节具有良好的连接，具备良好的止水效果。但是此方法是属于补救型操作中，即需要在顶管工具头工作完成后才能进行后续的补救施工，顶管工具头在掘进的过程中无法将掘进过程中在顶管工具头与管节之间所产生的空隙进行及时的填补，地下水、砂依旧极易从该空隙渗出，严重时造成地面塌陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种适用于深厚富水砂层地区的顶管进出洞止水方法及装置，可有效防止掘进过程中顶管工具头与管节之间所产生的空隙内漏水漏砂，较传统采用水玻璃或水泥浆封堵空隙更加简便快捷，经济效益好。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种适用于深厚富水砂层地区的顶管进出洞止水方法，具体包括如下步骤：

S1、在工作井预留洞口安装第一止水环，为防止顶管进出洞漏水漏砂提供第一层保障；

S2、在工作井预留洞口周边一定范围内浇筑混凝土座，并在进出洞位置砌成平口形式；

S3、在混凝土座的预留洞孔安装第二止水环，在顶管准备出洞时，将工具头推进预留孔，这时第一止水环与第二止水环中的止水橡胶圈会紧抱工具头外壳，发挥双效止水作用；

S4、在顶管工具头外围缠绕吸水膨胀材料，使用缠绕吸水膨胀材料的顶管工具头进行掘进，顶管工具头进出洞后所缠绕的吸水膨胀材料会遗留在洞口以堵住顶管工具头与管节之间所存在的空隙，有效防止空隙内漏水漏砂，为防止顶管进出洞漏水漏砂提供第三层保障。

优选的，所述第一止水环包括预埋钢环、橡胶圈、钢压板、钢压环和螺栓，所述预埋钢环固定在工作井预留洞口上，预埋钢环的内径同预留洞口一样大小，预埋钢环与混凝土座接触的一面焊接有数根开叉的锚杆，将止水橡胶圈安装在预埋钢环上，最后用钢压环和钢压板通过螺栓压紧。

优选的，所述第二止水环包括预埋钢环、橡胶圈、钢压板、钢压环和螺栓，所述预埋钢环固定在混凝土座预留洞口上，预埋钢环的内径同预留洞口一样大小，预埋钢环与混凝土座接触的一面焊接有数根开叉的锚杆，将止水橡胶圈安装在预埋钢环上，最后用钢压环和钢压板通过螺栓压紧。

优选的，所述顶管工具头外围缠绕的吸水膨胀材料为麻绳、麻丝、棉纱或者布条。