[发明专利]地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置及钻杆拔除工艺

说明书

本发明公开地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置及钻杆拔除工艺，密封机构、拔杆机构和驱动机构；拔杆机构包括所述支撑部和所述拔杆部；密封机构固定安装在所述待拔除钻杆的管口处，且将免拔管密封在所述待拔除钻杆内；拔杆机构的拔杆部的第一端与待拔除钻杆固定连接，拔杆机构的拔杆部的第二端与驱动机构驱动连接，驱动机构沿待拔除钻杆拔除方向上往复运动，且往复运动的最大距离大于或等于待拔除钻杆的单节钻杆长度。本发明通过设置密封机构可以将待拔除钻杆、免拔管以及二者之间的缝隙中可能会出现的涌沙冒水密封起来，避免了涌沙冒水带来的施工危害；通过设置驱动机构和拔管机构，可高效、快速的将钻杆从钻孔中拔除，提高施工效率。

技术领域

本发明涉及钻杆拔除技术领域。具体地说是地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置及钻杆拔除工艺。

背景技术

盾构法是当前城市地铁隧道施工中常用的施工工法，在盾构机进出洞时，为了防止洞口土体强度不足造成的土体塌方、土体涌入井内以及洞门周围涌沙冒水等事故的发生，对洞门周围土体进行加固以成为地铁隧道盾构施工过程中的重要环节。冻结法在煤矿等工程中得到广泛应用，其施工工艺也日渐成熟，已经逐步被应用到盾构施工的洞门周围土体加固中来。在传统的冻结施工结束后，冻结管的拔除不仅是一项耗时长、人力成本高的工作，而且在拔除前需要临时解冻，在经历8-10小时的拔管作业后，土体容易回温解冻，从而降低土体的冻结强度，不利于盾构施工，并且由于冻结管在低温下变脆，在冻结管的拔管作业过程中还存在断管的风险，断管一旦发生，势必增加拔管作业施工时长，进一步增加土体解冻的风险，不利于施工的进行。因此，已有现有技术采用PVC管作为冻结管，在冻结施工结束后，无需拔除即可继续盾构施工作业，免除了拔管作为带来的施工风险，同时也避免了拔管过程中可能出现的涌沙冒水问题。但PVC管作为冻结管在下放前，常常需要用钻杆提前钻孔，且在钻孔结束后还需要将钻杆拔除，而在钻杆拔除过程中也比较容易会出现涌沙冒水等影响施工顺利进行的问题，尤其是碰到砂性土层时，会严重影响施工的顺利推进。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种在钻杆拔除时可以避免涌沙冒水问题出现的地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置及钻杆拔除工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置，包括密封机构、拔杆机构和驱动机构；所述拔杆机构包括所述支撑部和所述拔杆部；待拔除钻杆内安放有免拔管，所述密封机构固定安装在所述待拔除钻杆的管口处，且将所述免拔管密封在所述待拔除钻杆内；所述拔杆机构的支撑部的第一端抵顶在所述密封机构的外端面上，所述拔杆机构的支撑部的第二端通过所述驱动机构或地面预埋部件支撑固定以使得所述免拔管和所述密封机构的位置保持不变；所述拔杆机构的拔杆部的第一端与待拔除钻杆固定连接，所述拔杆机构的拔杆部的第二端与驱动机构驱动连接，所述驱动机构沿所述待拔除钻杆拔除方向上往复运动，且往复运动的最大距离大于或等于所述待拔除钻杆的单节钻杆长度。本发明的地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置通过设置密封机构可以将待拔除钻杆、免拔管以及二者之间的缝隙中可能会出现的涌沙冒水密封起来，避免了拔管过程中涌沙冒水带来的施工危害；通过设置驱动机构和拔管机构，可高效、快速的将钻杆从钻孔中拔除，提高施工效率。

上述地铁隧道施工防涌沙冒水冻结管钻杆拔除装置，所述密封机构包括橡胶塞和法兰，所述法兰为两个，所述橡胶塞固定安装在两个所述法兰之间，所述橡胶塞和所述法兰固定安装在一起组成法兰橡胶密封件；所述法兰的直径与所述待拔除钻杆的内径相匹配以使得所述法兰与所述待拔除钻杆内壁间隙配合；所述法兰橡胶密封件固定安装在所述待拔除钻杆的管口处，且与所述待拔除钻杆内壁之间的密封配合；所述法兰橡胶密封件的外端面与所述支撑部的第一端固定连接。本发明的密封机构中的橡胶塞和法兰组合成的法兰橡胶密封件可以将待拔除钻杆、免拔管管口及二者之间的缝隙密封起来，防止钻杆在拔除过程中地层中的沙和水涌出，影响施工的顺利进行。