[发明专利]一种富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井及其施工方法

权利要求书

1.一种富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

（一）圆形工作井的功能需求设计，包括：

（1）收集相关资料，确定满足井内作业要求的平面尺寸、深度及工作井封底的处理方式；

（2）根据拟建管道的位置、直径、材质及连接方式确定预设顶管门洞的标高及直径，预设顶管门洞的数量至少是一个；

（3）圆形工作井的结构计算及绘图：采用杆系单元法与数值模拟对比计算分析，获取最优圆形工作井的围护结构组成，然后进行绘图，完成圆形工作井功能需求的设计工作；

（二）圆形工作井的围护结构采用沉井工艺施工，沉井工艺施工具体步骤如下：

(1)沉井施工前的准备工作：包括场地整平、放线、首层土方开挖、夯实基底、抄平放线、验线、铺砂垫层、刃脚支模、绑钢筋、井身模板、浇筑混凝土、养护、拆模；

(2)沉井分节下沉施工：包括下沉准备、设置垂直运输机械及排水泵、观测、纠偏、分节下沉至设计标高、核对标高；

(3)分节浇筑沉井的过程中在预设顶管门洞的竖向轴线上设置薄壁素混凝土空腔，薄壁素混凝土空腔内插入夹心砼板墙；

(4)圆形工作井的围护结构的材料采用钢筋混凝土；

（三）临边防护施工：在圆形工作井围护结构沉井施工浇筑时设置预埋件，临边防护通过螺栓与预埋件连接；

（四）圆形工作井土方开挖：沉井施工过程中，水上部位土方直接开挖，水下部分土体，采用高压水枪松土、液压抓斗挖土或泵吸反循环工艺挖土；

（五）圆形工作井封底：为满足后续施工需要，采用混凝土对圆形工作井封底处理，先采用素混凝土处理抗浮稳定，后采用钢筋混凝土连接沉井墙体；

（六）进入圆形工作井的爬梯安装：根据后续检修需要，设计爬梯，爬梯采用植筋工艺安装在圆形工作井的内壁上；

（七）接缝渗漏治理：采用高聚物材料对圆形工作井的封底接缝、围护结构沉井侧壁的接缝进行渗漏治理；

（八）洞口止水压板安装：根据预设顶管门洞位置，通过膨胀螺栓在洞口固定止水压板；

（九）预设顶管门洞的顶部夹心砼板墙提升：将夹心砼板墙提起，在预设顶管门洞部位形成薄壁素混凝土空腔，减小顶管机械穿透预设顶管门洞阻力；

（十）顶管顶进施工：顶管机械安装就位后，借助液压顶推力，连续穿透预设顶管门洞部位的薄壁素混凝土空腔后进行正常的顶管施工；

（十一）井内管道连通、阀门安装相关工作实施及验收：全部顶管作业结束后，吊出顶管机械，开始永久性圆形工作井内管道连通、阀门安装相关工作实施及验收；

（十二）临边防护拆除，圆形工作井顶部盖板、检查井安装及防水施工。

2.一种富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井，其特征在于：包括圆形工作井（1），圆形工作井（1）的围护结构为沉井（4），圆形工作井（1）的底部为封底（2），圆形工作井（1）内靠近底部处为预设顶管门洞（3），在预设顶管门洞（3）的竖直轴线上沉井（4）内设置有薄壁素混凝土空腔（11），薄壁素混凝土空腔（11）内插入有夹心砼板墙（5），沉井（4）的顶部设置有顶部盖板（14），顶部盖板（14）上设置有检查井（15），圆形工作井（1）内壁上通过植筋工艺安装有爬梯（8），爬梯（8）位于检查井（15）下方。

3.如权利要求2所述的富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井，其特征在于：所述预设顶管门洞（3）的洞口处通过膨胀螺栓固定有止水压板（10）。

4.如权利要求2所述的富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井，其特征在于：所述圆形工作井（1）内设置有顶管机械（12），顶管机械（12）的推力方向上对接有顶管（13），顶管机械（12）推动着顶管（13）朝着预设顶管门洞（3）推进。

5.如权利要求2所述的富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井，其特征在于：所述封底（2）与沉井（4）之间的接缝以及沉井（4）侧壁的接缝处通过高聚物材料（9）进行接缝渗流处理。

6.如权利要求2所述的富水地层预设顶管门洞的永久性圆形工作井，其特征在于：所述沉井（4）上预埋有连接件，沉井（4）上端连接有临边防护（6），临边防护（6）通过螺栓与预埋的连接件连接。