一種富水含砂層中可切割障礙物的一次成孔的鉆孔方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種富水含砂層中可切割障礙物的一次成孔的鉆孔方法，尤其是涉及一種隧道聯(lián)絡通道透孔的施工裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隧道聯(lián)絡通道凍結法施工技術，是指在施工地下構筑物之前，用人工制冷的方法，將構筑物周圍含水地層進行凍結，形成具有臨時承載和隔水作用并滿足工程施工安全需要的凍結壁，然后在凍結壁的保護作用下進行構筑物掘砌作業(yè)的一種施工方法。目前，聯(lián)絡通道凍結法施工技術在城市含水軟土、含水風化巖等地層都得到廣泛應用，特別是含有承壓水的流沙地層，采用凍結法施工經(jīng)濟效益和社會效益最為顯著。
[0003]聯(lián)絡通道凍結法施工，首先應施工從始發(fā)側隧道管片至接收側隧道管片的對穿孔，即透孔，驗證隧道管片上預留洞門的相對位置，對盾構管片里程進行復核校正，當偏差大于10mm時需要修正凍結孔設計方位；并可用于凍結管路為對側凍結管供液以及施工期間電纜、測溫線穿過。目前的透孔施工裝置和方法由于密封止水措施不到位，施工過程中容易發(fā)生土層涌水涌砂的安全風險，嚴重時會導致透孔上方的地面沉降，從而導致因地面沉降而發(fā)生的連鎖事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決目前隧道聯(lián)絡通道透孔的施工裝置及方法施工過程中容易發(fā)生土層涌水涌砂的安全風險，嚴重時會導致透孔上方的地面沉降，從而發(fā)生連鎖事故的技術問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種隧道聯(lián)絡通道透孔的施工裝置，包括始發(fā)側鉆孔密封裝置、接收側鉆孔密封裝置和鉆機；其中，
[0006]所述鉆機包括鉆頭和鉆桿；
[0007]所述始發(fā)側鉆孔密封裝置包括閘閥，所述閘閥出口端連接孔口管法蘭端，所述孔口管另一端軸向緊密地插入始發(fā)側隧道管片徑向上預設的安裝孔底部并突出所述始發(fā)側隧道管片一定長度，所述安裝孔為非通孔，安裝孔底部距始發(fā)側隧道管片的外壁一定距離，在突出始發(fā)側隧道管片的孔口管下側設有旁通口，所述旁通口上連接有小閘閥；閘閥入口端連接盤根盒，所述盤根盒底部設有盤根，孔口裝置一端插入盤根盒內(nèi)并與所述盤根接觸，所述孔口裝置另一端通過螺栓連接到盤根盒入口端，所述鉆頭安裝在孔口裝置內(nèi)，鉆頭后部連接有鉆桿；
[0008]所述接收側鉆孔密封裝置包括軸向連接在所述鉆頭后部的鋼套筒，所述鋼套筒后部軸向連接有單向閥，所述單向閥后部軸向連接有凍結管，所述凍結管后部軸向連接有鉆桿，所述鉆桿上緊密地套裝有止水環(huán)。
[0009]進一步地，在所述安裝孔外周的始發(fā)側隧道管片的內(nèi)壁上間隔90°均勻地設有四個膨脹螺絲，各所述膨脹螺絲焊接到所述孔口管。
[0010]進一步地，所述孔口管另一端設有一定長度的魚鱗扣，所述魚鱗扣上纏繞有麻絲或棉絲。
[0011]進一步地，所述魚鱗扣的長度為100mm。
[0012]進一步地，所述孔口管為外徑133mm，長度400mm的焊管。
[0013]進一步地，所述鉆頭為內(nèi)徑IlOmm的金剛石取芯鉆頭。
[0014]進一步地，所述旁通口距所述孔口管法蘭端10cm。
[0015]為了解決上述技術問題，本發(fā)明還提供一種隧道聯(lián)絡通道透孔的施工方法，包括如下步驟:
[0016](I)透孔定位:在始發(fā)側隧道管片上確定透孔位置，避開管片鎖孔或管片縫；
[0017](2)預設孔口管安裝孔:采用內(nèi)徑133mm的金剛石取芯鉆頭在步驟⑴中確定的透孔位置鉆孔一定深度，不鉆穿管片，用鋼楔楔斷鋼芯后取出；
[0018](3)安裝孔口管:孔口管為外徑133mm，長度400mm的焊管，一端設有法蘭，另一端設有長度10mm的魚鱗扣，魚鱗扣上纏繞麻絲或棉絲后夯入步驟(2)中預設的安裝孔；孔口管下側距法蘭端1cm處設旁通口，旁通口上安裝小閘閥；在安裝孔外周的始發(fā)側隧道管片的內(nèi)壁上間隔90°均勻地設置四個膨脹螺絲，各膨脹螺絲焊接到孔口管；
[0019](4)連接始發(fā)側鉆孔密封裝置:孔口管法蘭端通過密封墊片連接閘閥出口端，閘閥入口端連接盤根盒，盤根盒底部設有盤根，孔口裝置一端插入盤根盒內(nèi)并與盤根接觸，孔口裝置另一端通過螺栓連接到盤根盒入口端；
[0020](5)安裝鉆機:內(nèi)徑IlOmm的金剛石取芯鉆頭安裝在孔口裝置內(nèi)，鉆頭后部連接鉆桿；
[0021](6)鉆穿始發(fā)側隧道管片:鉆頭依次經(jīng)過閘閥和孔口管后鉆穿始發(fā)側隧道管片；
[0022](7)增設接收側鉆孔密封裝置:移出鉆機，卸下鉆桿，在鉆頭后部軸向依次連接鋼套筒、單向閥和凍結管后再裝上鉆桿，鉆桿上套裝止水環(huán)；凍結管采用絲扣連接，凍結管坡口采用同心對接焊，焊縫飽滿無漏焊；
[0023](8) 土層鉆孔:將連接了接收側鉆孔密封裝置的鉆機重新裝入孔口裝置內(nèi)對土層鉆孔，鉆桿尾部連接泥漿泵，鉆進時通過泥漿泵向鉆頭注水，清洗進入鋼套筒的泥土鉆渣，鉆渣從小閘閥流出；鉆進前2m過程中使用高精度羅盤和經(jīng)瑋儀反復校核凍結管方向使其無偏斜，鉆至接收側隧道管片時暫停鉆進；
[0024](9)接收側隧道管片鉆孔:使用高精度羅盤和經(jīng)瑋儀對鉆桿方向進行校核后鉆進管片，加大泥漿泵的注水壓力，清洗進入鋼套筒的混凝土鉆渣的同時對鉆頭進行潤滑和降溫，鉆渣從小閘閥流出，直至鉆穿管片；
[0025](10)接收側鉆口密封:鉆穿管片后，鉆桿移出管片的同時其上的止水環(huán)切入管片上的鉆孔，同時使用雙快水泥對管片鉆口進行封堵。
[0026]進一步地，當步驟(6)所述管片鉆穿后，如土層涌水涌砂量大，則通過步驟(3)所述小閘閥向土層注入水泥漿或雙液漿止水。
[0027]進一步地，所述步驟(10)后還包括注漿充填的步驟，通過小閘閥對凍結管與孔口管之間的間隙、孔口管附近的土層進行注漿充填。
[0028]本發(fā)明在現(xiàn)有鉆孔裝置的基礎上，增加了孔口管、鋼套筒、單向閥和止水環(huán)等部件，并對鉆孔工序進行改進，孔口管有助于克服鉆孔偏離理想軌跡的傾向，提高鉆孔施工的方向穩(wěn)定性，閘閥及盤根密封裝置可有效控制始發(fā)側土層的涌水涌砂，單向閥及止水環(huán)可有效控制接收側土層的涌水涌砂。透孔鉆穿后通過雙快水泥封堵鉆口，配合止水環(huán)進一步控制接收側土層的涌水涌砂。對空隙和孔口管附近土層注漿，可防止透孔上方的地面沉降。總之，本發(fā)明通過改善密封結構，增強密封性能，提高了隧道聯(lián)絡通道透孔施工的穩(wěn)定性和安全性。
【附圖說明】
[0029]圖1為始發(fā)側鉆孔密封裝置軸向剖視圖；
[0030]圖2為接收側鉆孔密封裝置軸向剖視圖。
[0031]圖中:1始發(fā)側隧道管片；2 土層；3孔口管；301孔口管法蘭；302孔口管旁通口 ；303小閘閥；4閘閥；5盤根盒；501盤根；6孔口裝置；7鉆頭；8鉆桿；9膨脹螺絲；10鋼套筒；11單向閥；12凍結管；13止水環(huán)；14接收側隧道管片。
【具體實施方式】
[0032]現(xiàn)在結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成，且其不應理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]以下的實施例中，始發(fā)側隧道管片I和接收側隧道管片14的壁厚均為350cm。
[0034]如圖1-2所示，本發(fā)明的透孔施工裝置包括始發(fā)側鉆孔密封裝置、接收側鉆孔密封裝置和鉆機；其中鉆機包括內(nèi)徑110_的金剛石取芯鉆頭7和鉆桿8 ;始發(fā)側鉆孔密封裝置包括閘閥4，閘閥4出口端連接孔口管3的法蘭301，孔口管3為外徑133mm，長度400mm的焊管，孔口管3另一端設有長度為10mm的魚鱗扣，魚鱗扣上纏繞麻絲或棉絲后軸向緊密地插入始發(fā)側隧道管片I徑向上預設的深度為300cm的安裝孔底部，即安裝孔底部至始發(fā)側隧道管片I外壁還有50cm的厚度未鉆穿，安裝孔采用內(nèi)徑133mm的金剛石取芯鉆頭開設，安裝孔外周的始發(fā)側隧道管片I的內(nèi)壁上間隔90°均勻地設有四個膨脹螺絲9，各膨脹螺絲9焊接到孔口管3，使孔口管3牢固地固定在始發(fā)側隧道管片I內(nèi)；在孔口管3下側距法蘭301為1cm處設有旁通口 302，旁通口 302上連接有小閘閥303 ；閘閥4入口端連接盤根盒5，盤根盒5底部設有盤根501，孔口裝置6 —端插入盤根盒5內(nèi)并與盤根501接觸，孔口裝置6另一端通過螺栓連接到盤根盒5入口端，鉆頭7安裝在孔口裝置6內(nèi)，鉆頭7后部連接有鉆桿8 ;接收側鉆孔密封裝置包括軸向連接在鉆頭7后部的鋼套筒10，鋼套筒10后部軸向連接有單向閥11，單向閥后部軸向連接有凍結管12，凍結管12后部軸向連接有鉆桿8，鉆桿8上緊密地套裝有止水環(huán)13。
[0035]本發(fā)明的透孔施工方法包括如下步驟:
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