本发明专利技术公开了一种顶管施工竖井洞口注浆结构，顶管的机头前进时顶压出的孔洞与顶管的管节之间形成环形空间；竖井外的地面上设置有注浆泵，注浆泵的出口连接有注浆软管；环形空间的后部围绕环形空间设有土体加固区；土体井壁区前端围绕环形空间预埋设有环形管，环形管设有出浆口，出浆口连通环形空间；环形管通过连接管连接有注浆接口，注浆接口固定在竖井井壁上并连接注浆软管，洞口处围绕环形空间设有洞口环形密封装置。本发明专利技术通过设置土体加固区，避免因注浆口处压力持续过大而导致土体塌落从而避免堵塞，避免环形空间后段浆膜不足、管节与土体摩擦力增大的问题，降低竖井内顶压装置的能量消耗，使同样的顶压装置顶进顶管的距离更长。距离更长。距离更长。
【技术实现步骤摘要】
顶管施工竖井洞口注浆结构及其使用方法
[0001]本专利技术涉及顶管施工
，尤其是顶管施工中的注浆技术。
技术介绍
[0002]本专利技术中，以顶管的顶进方向为前向。
[0003]顶管施工的基本结构是顶管的管节1前端连接并顶压机头，机头向前安装有能够旋转的刀盘。顶管施工时需要竖井，将刀盘和机头在竖井内放置在顶进方向（大致是水平方向）的洞口内，竖井内的顶压设备将机头顶入土体内，再将顶管的后续管节1吊放入竖井中，再由竖井内的顶压设备向前顶进管节1，前一个管节1向前顶压到位后，回退顶压设备，并吊放入下一个顶管管节1。不断向前顶压顶管管节1，进行顶管施工。
[0004]如图1所示，在顶管施工中，机头比管节11（顶管的管节11）直径大，如大4厘米，机头顶进时形成与其直径相同大小的孔洞2，该孔洞2内壁与管节11外壁之间形成（2厘米的）环形空间6。
[0005]如果不填充该环形空间6，周边土体就会在土应力（主动土压力）的作用下挤到管体上，大幅增大管道（顶管的多个管节11）顶进的过程中的土体摩擦力，大幅提高顶管施工时顶压设备的能耗，并缩短特定顶压设备所能顶进的距离。
[0006]特定顶压设备的最大顶压力是固定的，而顶管的管节11在顶进时与周边土体或浆液之间的摩擦力随着顶进距离的延长即管节11的延长而不断增加，当摩擦力达到特定顶压设备的最大顶压力时，就不能继续向前顶进顶管（的管节11）了。
[0007]因此，需要对上述环形空间6进行注浆润滑，减小顶压设备在单位顶压距离上的功耗，延长顶压设备所能顶进的最大距离。
[0008]对上述环形空间6进行注浆润滑，现有技术中是在机头处向环形空间内注浆，随着管节1数量的增加、管道的延长，环形空间6的长度也越来越长。接近机头的环形空间6处压力较高，远离机头的环形空间6处压力较低（浆膜不足导致管节1前进时需要克服的土体摩擦力较大），因而需要对远离机头的环形空间6处进行补浆。
[0009]补浆不能代替注浆，注浆解决的是环形空间内没有浆液时注满浆液形成预定压力的问题；补浆针对的问题则是：在顶管施工的过程中，随着时间的推移和顶管的前进，管节1外环形空间内的浆液压力会由于向土体内扩散等原因而逐渐降低；即补浆针对的问题不是无浆液时注满浆液形成预定压力，而是有浆液后维持浆液压力，补浆量远远小于注浆量，补浆设备不能支撑注浆所需要的浆液量。
[0010]因此，有必要发展在环形空间后端即竖井处也进行注浆的技术，避免随着顶管的管节1越拼越长，环形空间后部距离机头越来越远之后，环形空间后端部的浆液量不能保证的问题。
[0011]在环形空间后端即竖井处也进行注浆，专利技术人在试验时面临有问题，即环形空间6的后端部（邻近竖井的井壁）遇到具有压力的浆液时容易垮塌堵塞，在此处注浆，井壁容易塌落而堵塞注浆通路。同时，洞口密封也是个问题，如果密封不到位，浆液很容易进入竖井，
影响正常工作。
[0012]本专利技术的目的，就是在原有的机头附近注浆的基础上，解决上述技术问题，提供竖井洞口注浆结构，解决原来仅在机头附近注浆带来的环形空间后部浆液量不足的问题。
技术实现思路
[0013]本专利技术的目的在于提供一种顶管施工竖井洞口注浆结构，在于提供一种顶管施工竖井洞口注浆结构，通过对环形空间后端注浆，避免环形空间中后部注浆量不足的问题。
[0014]为实现上述目的，本专利技术的顶管施工竖井洞口注浆结构包括由竖井的井壁伸入土体内的顶管，顶管由若干管节拼装而成，顶管的前端安装有机头，机头直径大于管节，机头前进时顶压出的孔洞与管节之间形成环形空间；竖井外的地面上设置有注浆泵，注浆泵的进口连接有浆液搅拌装置，注浆泵的出口连接有注浆软管，将机头入土部位的竖井井壁上的开口称为洞口；环形空间的后部围绕环形空间通过注浆设有土体加固区，土体加固区位于洞口前方50－100厘米；将土体加固区后方的土体称为土体井壁区；土体井壁区前端围绕环形空间预埋设有环形管，环形管设有出浆口，出浆口连通环形空间；环形管通过连接管连接有注浆接口，注浆接口固定在竖井井壁上并连接注浆软管，注浆泵设置于地面上且其进口连接浆液搅拌装置；洞口处围绕环形空间设有洞口环形密封装置，洞口环形密封装置为橡胶圈或环形的钢板止水带。
[0015]出浆口沿环形管的周向均匀设有多个。
[0016]环形空间内设有第二环形密封装置，第二环形密封装置为橡胶圈或环形的钢板止水带；第二环形密封装置对应于土体井壁区在前后方向的中部位置并位于环形管的后方。
[0017]注浆接口处设有电子流量计和压力传感器，地面上或竖井中设有与注浆泵相连接的电控装置，电控装置连接电子流量计和压力传感器，电控装置连接有显示屏和5G模块；注浆接口围绕洞口均匀设有多个，各注浆接口分别通过一条连接管与环形管相通；注浆接口的数量为出浆口的数量的三分之一至二分之一。
[0018]本专利技术还提供了上述顶管施工竖井洞口注浆结构的使用方法，第一是顶管施工时，使注浆软管连接注浆接口，搅拌好浆液；第二是随着管节向前顶压推进，启动注浆泵，不断通过环形管上均匀分布的多个出浆口向环形空间内注入浆液；第二环形密封装置阻挡浆液向后流动；当第二环形密封装置不能完全阻挡浆液时，由于向后越过第二环形密封装置的浆液量较少、压力较低，所以被洞口环形密封装置完全阻挡；第三是工作人员通过显示屏或手机持续监测注浆压力和流量，相应通过电控装置调整注浆泵的工作状态，直到顶管施工暂停或结束；顶管施工暂停或结束时，由注浆接口处拆卸注浆软管。
[0019]电控装置连接有声光报警器并内置有压力报警阈值，当注浆压力过高或过低时，电控装置通过5G模块向工作人员预留的手机号码发送报警信息，同时发出声光报警，提醒
现场及远程的工作人员及时进行检查和处理。
[0020]本专利技术具有如下优点：本专利技术通过设置土体加固区，避免因注浆口处压力持续过大而导致土体塌落从而避免堵塞，解决前端注浆的技术不能移值到后端注浆上来的主要问题，避免环形空间后段浆膜不足、管节1与土体摩擦力增大的问题，降低竖井内用于顶压顶管的管节1的顶压装置的能量消耗，使同样的顶压装置顶进顶管的距离更长（因为单个管节1的土体摩擦力减小后，需要更长的顶管与土体之间的摩擦力才与顶压装置的最大顶压力相匹配）。
[0021]通过设置洞口环形密封装置，防止了浆液向后流入竖井。注浆接口作为土内结构与土外结构的连接结构，能够持续与土体结构（环形管和连接管）相连接，并可方便地与管外结构（注浆软管）相接或相分离。
[0022]多个出浆口能够对环形空间进行更均匀地注浆，使环形空间内周向各处浆膜更加均匀，进而使管节1前进时与土体之间的摩擦力更低。
[0023]第二环形密封装置和洞口环形密封装置形成两道密封，更好地防止浆液在压力的作用下进入竖井。
[0024]工作人员在地面或竖井内即可通过显示屏方便地监测注浆压力和注浆量，相应调整注浆泵的工作状态。
[0025]注浆接口的数量不需要与出浆口的数量相同，即便只有出浆口数量的二分之本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.顶管施工竖井洞口注浆结构，包括由竖井的井壁伸入土体内的顶管，顶管由若干管节拼装而成，顶管的前端安装有机头，机头直径大于管节，机头前进时顶压出的孔洞与管节之间形成环形空间；竖井外的地面上设置有注浆泵，注浆泵的进口连接有浆液搅拌装置，注浆泵的出口连接有注浆软管，将机头入土部位的竖井井壁上的开口称为洞口；其特征在于：环形空间的后部围绕环形空间通过注浆设有土体加固区，土体加固区位于洞口前方50－100厘米；将土体加固区后方的土体称为土体井壁区；土体井壁区前端围绕环形空间预埋设有环形管，环形管设有出浆口，出浆口连通环形空间；环形管通过连接管连接有注浆接口，注浆接口固定在竖井井壁上并连接注浆软管，注浆泵设置于地面上且其进口连接浆液搅拌装置；洞口处围绕环形空间设有洞口环形密封装置，洞口环形密封装置为橡胶圈或环形的钢板止水带。2.根据权利要求1所述的顶管施工竖井洞口注浆结构，其特征在于：出浆口沿环形管的周向均匀设有多个。3.根据权利要求1所述的顶管施工竖井洞口注浆结构，其特征在于：环形空间内设有第二环形密封装置，第二环形密封装置为橡胶圈或环形的钢板止水带；第二环形密封装置对应于土体井壁区在前后方向的中部位置并位于环形管的后方。4.根据权利要求1至3中任一项所述的顶管施工竖井洞口注浆结构，其特征在于：注浆接口处...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明远，光军伟，刘勇，武刘伟，贺闻超，胡绍举，高烨浩，王哲良，吴保超，田灿星，王哲强，陈英阁，沈燕霞，贾冠南，任宁波，蒋高阳，张冬冬，岳石花，赵戬，马琳，胡彬，贺轩，罗超，海舵，靳可辛，李响，
申请(专利权)人：郑州市市政工程总公司，
类型：发明
国别省市：
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