一种超深井筒顶进施工方法与流程

1.本发明涉及土木工程施方法技术领域，具体地，涉及超深井筒顶进施工方法。


背景技术：

2.井筒工程是矿井建设主要连锁工程项目之一，井筒工程量一般占矿井井巷工程量的5%左右，而施工工期却占矿井施工总工期的40%~50%，施工工期长等问题，而且，目前我国井筒施工主要还是以钢筋混凝土紧随井筒掘进面掘进施作衬砌，然而这种开挖后再做结构施工的方式不仅施工工期长，对周边环境影响大，且造价也不菲，除了上述问题外，井筒不仅应用在非软土地区施，还会应用在一些软土地区，该区域施作超深井筒对环境控制的要求更高。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超深井筒顶进施工方法。
4.根据本发明提供的一种超深井筒顶进施工方法，包括如下步骤：对井筒施工区域内的原状土进行mjs高压旋喷注浆加固形成mjs加固区域，其加固至井筒的设计深度以下第一预设深度；在mjs加固区域打设抗拔构件至井筒设计深度以下第二预设深度，其中，抗拔构件的中心轴和mjs加固区域的的中心轴重合，第二预设深度小于第一预设深度；在井筒施工区域内的竖向方向上安装竖向顶管掘进机，竖向顶管掘进机的千斤顶拉伸带动抗拔构件竖向方向上向上运动，抗拔构件与mjs加固区域之间产生的摩擦力提供竖向顶管掘进机顶进的反推力，在竖向顶管掘进机顶进的同时，竖向顶管掘进机的刀盘以抗拔构件为中心轴对土体进行不断切削形成井筒；在竖向顶管掘进机在竖向向下顶进预设距离后，在井筒内壁处安装管节，在竖向顶管掘进机继续顶进的同时，管节在重力的作用下逐渐下移，在竖向顶管掘进机再次下移预设距离后，再次安装管节，重复上述步骤直至竖向顶管掘进机抵达井筒的设计深度；将竖向顶管掘进机拆除吊出并进行封底施工。
5.可选地，竖向顶管掘进机的千斤顶拉伸带动抗拔构件竖向向上运动的方式为：竖向顶管掘进机的千斤顶的拉伸端通过连接件和套环连接，套环通过锁扣件连接在抗拔构件上。
6.可选地，在竖向顶进至预设距离后，在竖向顶管掘进机再次下移预设距离前，竖向顶管的千斤顶收缩，解除锁扣件，套环向抗拔构件的下方移动至设定位置并通过锁扣件锁紧。
7.可选地，在mjs加固区域的打设抗拔构件至井筒设计深度以下第二预设深度，进一步包括：在mjs加固区域的打设抗拔构件至井筒设计深度以下第二预设深度，进一步包括：在加固区域进行引孔，其中，引孔的中心轴和加固区域的中心轴重合，通过引孔打
设抗拔构件至井筒设计深度以下第二预设深度，并对抗拔构件和mjs加固区域之间的间隙注浆填充。
8.可选地，将竖向顶管掘进机吊出并进行封底施工，进一步包括：将竖向顶管掘进机从抗拔构件上拆除，通过吊机将竖向顶管掘进机从井筒内吊出；对超出井筒的设计深度的抗拔构件进行切割，然后对井筒的底部进行封底施工。
9.可选地，在井筒的施工区域为力学性质差的软土时，mjs加固区域覆盖整个井筒的施工区域。
10.可选地，抗拔构件为抗拔锚索、抗拔锚杆或抗拔桩。
11.可选地，井筒的设计深度以下第一预设深度为井筒的设计深度以下10~30m。
12.可选地，井筒设计深度以下第二预设深度为井筒设计深度以下5~25m。
13.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明提供的一种超深井筒顶进施工方法，通过mjs加固井筒施工区域土体，减小施工对周边环境的影响，竖向顶管利用抗拔构件提供的反推力顶进，掘进后安装预制管节施作支护，防止井筒失稳破坏，预制管节的安装代替传统的施作衬砌的形式，大大减小了施工工期，施工工序较目前采用的施工方法更为简便，成本更低。
附图说明
14.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明提供的蝴蝶状的超深井筒顶进施工方法的流程图；图2是本发明实施例预处理的井筒施工区域剖面图；图3是本发明实施例中顶管工作时的剖面图。
15.图中：1、原状土；2、mjs加固区域；3、抗拔构件；4、管节；5、千斤顶5；6、连接件；7、套环；8、竖向顶管掘进机。
具体实施方式
16.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
17.如图1所示，本发明中的超深井筒顶进施工方法，可以包括如下步骤：s1，对井筒施工区域内的原状土进行mjs高压旋喷注浆加固形成mjs加固区域，其加固至井筒的设计深度以下第一预设深度。
18.可以理解的是，在施工区域的土质为非软土时，可以根据土质情况选择高压旋喷注浆mjs加固区域的范围，但当是当井筒的施工区域为力学性质差的软土时，mjs加固区域覆盖整个井筒的施工区域，从而很好的减小对施工区域造成的干扰，而且，为了将对施工区域造成的干扰降至最低，还可以将井筒的设计深度以下第一预设深度设计为井筒的设计深度以下10~30m。
19.s2，在mjs加固区域的加固区域打设抗拔构件至井筒设计深度以下第二预设深度，井筒设计深度以下第二预设深度为井筒设计深度以下5~25m，其深度介于mjs加固深度与井筒设计深度之间，其中，抗拔构件的中心轴和mjs加固区域的中心轴重合，第二预设深度小于第一预设深度，上述的抗拔构件可以根据施工条件选择抗拔锚索、抗拔锚杆或抗拔桩。
20.在本实施例中，mjs加固区域一般是和井筒一样为圆柱状，因此，其中心轴即圆柱的两个端面的圆心的连线，一般情况下，为了方便抗拔构件的打入，会在加固区域进行引孔，其中，引孔的中心轴和加固区域的中心轴重合，通过引孔打设抗拔构件至井筒设计深度以下第二预设深度，并对抗拔构件和加固区域形成的间隙之间注浆mjs加固区域填充s3，在井筒施工区域内的竖向方向上安装竖向顶管掘进机，竖向顶管掘进机的千斤顶拉伸带动抗拔构件竖向方向上向上运动，抗拔构件与mjs加固区域之间产生的摩擦力提供竖向顶管掘进机顶进的反推力，在竖向顶管掘进机顶进的同时，竖向顶管掘进机的刀盘以抗拔构件为中心轴对土体进行不断切削形成井筒，切削出来的的土体通过顶管机内置的出土机输送至地面。
21.示例性的，为了方便千斤顶和抗拔构件之间的快速拆装，竖向顶管掘进机的千斤顶拉伸带动抗拔构件竖向向上运动的方式为：竖向顶管掘进机的千斤顶的拉伸端通过连接件和套环连接，套环通过锁扣件连接在抗拔构件上。
22.s4，在竖向顶管掘进机在竖向向下顶进预设距离后，其中，预设距离一般不小于管节的长度，可以略大于管节的长度，在井筒内壁处安装管节，在竖向顶管掘进机继续顶进的同时，管节在重力的作用下逐渐下移，在竖向顶管掘进机再次下移预设距离后，再次安装管节，重复上述步骤直至竖向顶管掘进机抵达井筒的设计深度，同时，竖向顶管掘进机抵达井筒的设计深度后，安装的管节形成的深度等于井筒的设计深度，且最上端的管节的上端面一般情况下和井筒的上端面平齐，而最下端的管节的下端面一般情况下和井筒的下端面平齐。
23.可以理解的是，在竖向顶进至预设距离后，在竖向顶管掘进机再次下移预设距离前，竖向顶管的千斤顶收缩，解除锁扣件，套环向抗拔构件的下方移动至设定位置并通过锁扣件锁紧，通过上述方式可以持续不断的实现竖向顶管掘进机的竖向向下顶进。
24.s5，将竖向顶管掘进机拆除吊出并进行封底施工。
25.示例性的，将竖向顶管掘进机吊出并进行封底施工，进一步包括：将竖向顶管掘进机从抗拔构件上拆除，通过吊机将竖向顶管掘进机从井筒内吊出；对超出井筒的设计深度的抗拔构件进行切割，然后对井筒的底部进行封底施工。
26.下面对本实施例的方案进行详细的解释说明：（1）如图2所示，以井筒施工区域中心为轴，对直径5m范围内的原状土1进行高压旋喷注浆mjs加固区域加固，加固深度为60m。
27.（2）利用钻机在mjs加固区域2中心位置引孔，之后打设抗拔锚杆3，然后在抗拔锚杆与加固土2中间进行注浆填充，抗拔锚杆3直径为0.2m，锚固深度为55m。
28.（3）如图2所示，开挖井筒施工区域内表层土至-5m，安装竖向顶管掘进机8，顶管机8外径为10.5m，刀盘向下，以抗拔锚杆3为轴，顶管千斤顶5通过连接件6以及套环7与抗拔构件3相连，套环7上设有锁扣装置。
29.（4）竖向顶管掘进机8上的千斤顶5拉伸，竖向顶管掘进机8通过抗拔锚杆3与mjs加固区域2间的摩擦获得反推力从而向下顶进，竖向顶管掘进机8顶进1.5m距离之后，千斤顶5收缩，解锁套环7上的锁扣装置，调整套环7位置至连接件6与千斤顶再次接触6，之后在竖向顶管掘进机8后方安装管节4，管节4内径10m，单节长度1.5m。管节4安装完成后，重复上述操作直至竖向顶管掘进机8至40m设计深度。
30.（5）对竖向顶管掘进机8进行拆除，吊运出井筒之后，将地面以下40m深度范围内的抗拔锚杆3进行切割去除，然后对井筒底部进行封闭。
31.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。