洞内机械成桩泥浆循环系统及施工方法与流程

本发明涉及一种暗挖工程施工技术，尤其涉及一种洞内机械成桩泥浆循环系统及施工方法。
背景技术：
随着城市建设的急速发展，会地面交通的拥堵和对地上环境的破坏，占用人类正常生活的土地等问题突出。明挖施工法会造成对地上交通的影响，并且施工过程中产生的噪声，振动，空气污染对环境带来极大的影响。地铁施工暗挖法因不存在交通疏解，施工干扰小，而且地面构筑物及地下密集的管线不受影响，对周边居民、商业经营活动及交通的影响少而广泛使用。目前常用的暗挖车站泥浆循环系统，多采用导洞内砌筑泥浆池跟沉淀池。占用空间较大，位置不固定且挪移次数较多，不能进行多台钻机同时施工，沉淀池内废弃石渣需采用小型挖掘机捞置电动三轮车运输车上，运至施工竖井，经竖井抓斗作业排出洞外；降低施工效率、增加施工成本。因此需结合工程实际情况、研究了洞内机械成桩泥浆循环系统，节约了场地、实现了多台钻机同步施工、避免了不必要施工机械运用、提高施工效率，尤其在洞内(有限空间内)。技术实现要素：本发明的目的是提供一种洞内机械成桩泥浆循环系统及施工方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明的洞内机械成桩泥浆循环系统，在竖井的底部设置泥浆池和沉淀池，所述泥浆池与沉淀池之间通过过滤钢板隔开，所述泥浆池设有泥浆泵，所述泥浆泵出口通过泥浆输送管道连接至钻机处，所述钻机处进行防浸泡措施完成后在钻机前后安放挡板，并用沙袋或膨润土将挡板与导洞壁间的间隙封闭严实，所述钻机的排渣口设有砂石泵，所述砂石泵出口通过排渣管道连接至所述沉淀池；钻孔过程中排出的泥浆首先汇集在所述沉淀池内，所述沉淀池内制作并过滤至所述泥浆池内的泥浆重新使用，所述沉淀池底部的废渣吊运到弃渣场。本发明的上述的洞内机械成桩泥浆循环系统的施工方法，包括以下步骤：s1：竖井壁做防渗漏处理；s2：制作过滤钢板焊至竖井工字钢对撑处分离沉淀池与泥浆池；s3：竖井底部四周焊接钢板找平；s4：泥浆池设置泥浆泵并安装输送管道；s5：沉淀池内制备泥浆；s6：钻机精准就位；s7：安装排渣管道；s8：安装挡板制作围堰；s9：启动泥浆泵围堰内持续蓄浆；s10：钻机开钻；s11：启动砂石泵排出废弃泥浆；s12：废渣吊运；s13：反复s9、s10、s11泥浆循环至成孔。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的洞内机械成桩泥浆循环系统及施工方法，采用一井两池法，利用竖井设置泥浆池及沉淀池，泥浆池及沉淀池采用过滤钢板进行分离，泥浆制备在沉淀池内进行，泥浆池安装泥浆泵连接泥浆输送管至钻机处，防浸泡措施完成后在钻机前后安放挡板，挡板安装完成后，用沙袋或膨润土将挡板和导洞壁间的间隙封闭严实，以防止泥浆外溢。钻孔过程中排出的泥浆首先汇集在竖井沉淀池内，通过沉淀池将泥浆过滤后重新使用，过滤出来的废渣吊运到弃渣场处理。取消了洞内砌筑泥浆池、沉淀池、解决了场地狭小施工效率低的问题，实现减少场地空间浪费，多台钻机同时施工，快速有效的完成洞内机械成桩施工。附图说明图1为本发明实施例提供的洞内机械成桩泥浆循环系统的平面示意图；图2为本发明实施例提供的洞内机械成桩泥浆循环系统的剖面示意图。具体实施方式下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明的洞内机械成桩泥浆循环系统，其较佳的具体实施方式是：在竖井的底部设置泥浆池和沉淀池，所述泥浆池与沉淀池之间通过过滤钢板隔开，所述泥浆池设有泥浆泵，所述泥浆泵出口通过泥浆输送管道连接至钻机处，所述钻机处进行防浸泡措施完成后在钻机前后安放挡板，并用沙袋或膨润土将挡板与导洞壁间的间隙封闭严实，所述钻机的排渣口设有砂石泵，所述砂石泵出口通过排渣管道连接至所述沉淀池；钻孔过程中排出的泥浆首先汇集在所述沉淀池内，所述沉淀池内制作并过滤至所述泥浆池内的泥浆重新使用，所述沉淀池底部的废渣吊运到弃渣场。本发明的上述的洞内机械成桩泥浆循环系统的施工方法，包括以下步骤：s1：竖井壁做防渗漏处理；s2：制作过滤钢板焊至竖井工字钢对撑处分离沉淀池与泥浆池；s3：竖井底部四周焊接钢板找平；s4：泥浆池设置泥浆泵并安装输送管道；s5：沉淀池内制备泥浆；s6：钻机精准就位；s7：安装排渣管道；s8：安装挡板制作围堰；s9：启动泥浆泵围堰内持续蓄浆；s10：钻机开钻；s11：启动砂石泵排出废弃泥浆；s12：废渣吊运；s13：反复s9、s10、s11泥浆循环至成孔。所述s1具体操作为竖井壁清理干净后，在竖井壁抹一层防水砂浆，防水砂浆层厚1cm，一次涂抹完成；所述s2包括：s2.1：过滤钢板采用3mm厚钢板制作，尺寸为5m*10m，钢板钻φ50@150*150mm溢浆孔；s2.2：竖井龙门吊吊运加工好的过滤钢板，人工与竖井工字钢对撑处焊接牢固；s2.3：分离后泥浆池尺寸为2m*5m*10m，沉淀池尺寸为5m*5m*10m。所述s3具体操作为竖井底部采用3cm厚钢板及i14a制作找坡板，坡度为1:3，分块加工后合围焊接成整体；所述s4包括：s4.1：泥浆泵通过龙门吊吊运至竖井内，悬挂至距井底8m处。采用手葫芦固定悬挂至竖井壁工字钢处；s4.2：采用龙门吊将φ300钢管吊运至井下与泥浆泵连接，管道出浆口人工铺放安装至钻机施工处。所述s5包括：s5.1：制浆前先将膨润土块打碎，使其在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量；s5.2：制浆采用机械搅拌，搅拌时先将定量的水加入沉淀池内，然后慢慢地加入与水量相应的膨润土，并开动机器搅拌；s5.3：成浆后，采用泥浆比重仪、漏斗法、及含沙量测量仪对泥浆进行试验检测，检测合格后将泥浆置于泥浆池内。所述s6包括：s6.1：钻机地面分解，采用竖井龙门吊将钻机吊运至井下；s6.2：依据设计图纸，采用全站仪进行桩位放样，中心点固定在对应的小导洞拱顶上，然后吊线锤对桩位中线进行控制；s6.3：依据设计图纸施做导坑；s6.4：钻机就位前利用拱顶已定好的桩位中心点，吊垂线定出桩基四周护桩，然后拉“十字线”定出桩位中心点，钻机就位时在钻机钻杆卡盘处拉十字线定出钻杆中心点，钻机就位后保证钻杆中心要与桩中心在一垂线上，误差不大于5mm；s6.5：钻机对位完成后利用水平尺和水准仪将钻机底座调平，调平误差不大于5mm，最后用水平尺符合钻杆垂直度，合格后开始钻进，为保证钻孔的垂直度，在钻进过程中，勤测钻杆垂直度，确保钻杆垂直。所述s7具体操作，将φ300钢管与钻机排渣口连接，管道出渣口人工铺设安装在竖井沉淀池处；所述s8包括：s8.1：钻机前后5m范围内导洞底板及50cm高侧壁用改性沥青防水卷材满铺施做防水层，以防止泥浆浸泡导洞主体初支结构；s8.2：导洞防浸泡措施施工完毕后，在钻机前后安放与小导洞等宽的挡板，挡板高度50cm，挡板安装完成后，用沙袋或膨润土将挡板和导洞壁间的间隙封闭严实，以防止泥浆外溢。所述s9包括：s9.1：钻机开钻前提前启动泥浆泵，围堰内蓄充足泥浆以满足钻进泥浆使用量；s9.2：钻机钻进过程中根据实际情况人工调节蓄浆量；所述s10包括：s10.1：开始钻进时，轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整钻压，使钻头吸口不产生堵水；s10.2：开始钻进时，进尺应适当控制，在护壁脚处，低档慢速钻进，让刃脚处有坚固的泥浆护壁。钻至刃脚下1米后可按土质情况以正常速度钻进；s10.3：加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底20cm左右，维持冲洗液循环1～2分钟，以清洗孔底并将管道内的钻渣排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内；所述s11包括：s11.1：反循环钻头中间设有抽浆管，并配套砂石泵，边钻边抽泥浆；s11.2：抽出的泥浆及钻渣通过管道排至竖井的沉淀池中。所述s12具体操作为，排至沉淀池内的废弃石渣利用竖井龙门吊抓斗捞出垂直运输至土仓；所述s13包括：s13.1：重复s9、s10、s11泥浆循环系统，及时抓捞石渣保证泥浆循环系统正常运转；s13.2:在钻进过程中，每2小时测一次泥浆的粘度和相对密度，根据泥浆成分的变化做出相应的处理措施；s13.3:成孔达到设计标高后，将钻头留在原处继续旋转数圈，避免孔底缩孔。对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合格时采取措施处理。本发明的洞内机械成桩泥浆循环系统及施工方法，采用一井两池法，利用竖井设置泥浆池及沉淀池，竖井壁做防渗漏措施，泥浆池及沉淀池采用过滤钢板进行分离，四周制作钢板坡，泥浆制备在沉淀池内进行，泥浆池砌筑泥浆泵基座，安装泥浆泵连接泥浆输送管至钻机处，钻机前后5m范围内施做防浸泡措施，防浸泡措施完成后在钻机前后安放挡板，挡板安装完成后，用沙袋或膨润土将挡板和导洞壁间的间隙封闭严实，以防止泥浆外溢。钻孔过程中排出的泥浆首先汇集在竖井沉淀池内，通过沉淀池将泥浆过滤后重新使用，过滤出来的废渣吊运到弃渣场处理。本发明取消了洞内砌筑泥浆池、沉淀池、解决了场地狭小施工效率低的问题，实现减少场地空间浪费，多台钻机同时施工，快速有效的完成洞内机械成桩施工。本发明的有益效果如下：取消了洞内砌筑泥浆池、沉淀池；减少场地空间浪费，多台钻机同时施工，增加施工效率；避免了不必要的施工机械投入，降低施工造价；避免了位置不固定挪移次数多，提高施工功效。具体实施例：如图1-图2所示，本发明提供洞内机械成桩泥浆循环系统及施工方法，在狭小空间内减少场地浪费、多台钻机同步施工，从而提高施工效率。具体技术方案如下：一、施工测量依据设计图纸，采用全站仪进行桩位放样，中心点固定在对应的小导洞拱顶上，然后吊线锤对桩位中线进行控制。二、导坑开挖导坑开挖，人工进行挖孔护壁，因钻头2m，导坑开挖深度为2-3m，导坑底用50mm厚素混凝土封底。三、泥浆制备1、钻孔灌注桩采用泥浆护壁施工，配备泥浆循环系统。泥浆池及废渣池利用竖井设置，利用竖井作为泥浆池和废渣池时，竖井壁需做防渗漏措施，竖井壁清理干净后，在竖井壁抹一层防水砂浆，防水砂浆层厚1cm，一次涂抹完成；根据工程地质情况，优先选用膨润土造浆，其次选用优质黏土造浆，必要时再掺入na2co3纯碱等外加剂。2、泥浆的调制：泥浆制备在沉淀池内进行，制浆前先将粘土或膨润土块打碎，使其在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。制浆采用机械搅拌，搅拌时先将定量的水加入沉淀池内，然后慢慢地加入与水量相应的黏土或膨润土，并开动机器搅拌，成浆后，将泥浆置于泥浆池内。3、泥浆控制指标①泥浆控制指标项次项目性能指标试验用仪器1比重1.1～1.5泥浆比重称2粘度18～22s500/700ml漏斗法3含砂率4％～8％含沙量测量仪4胶体率>90％②钻进过程中经常采集泥浆样品，测定性能指标，利用循环水不间断给孔内补充一定稠度的泥浆，保持水头压力。废泥浆处理：钻孔过程中排除的泥浆首先汇集在竖井，通过过滤钢板将泥浆过滤后重新使用，过滤出来的废渣吊运到弃渣场处理。四、钻进成孔施工1、钻机经竖井吊放至横通道，自行进入工作小导洞，就位时应保持底座平稳，不发生倾斜移位。钻机就位前利用拱顶已定好的桩位中心点，吊垂线定出桩基四周护桩，然后拉“十字线”定出桩位中心点，钻机就位时在钻机钻杆卡盘处拉十字线定出钻杆中心点，钻机就位后保证钻杆中心要与桩中心在一垂线上，误差不大于5mm。对位完成后利用水平尺和水准仪将钻机底座调平，调平误差不大于5mm，最后用水平尺复核钻杆垂直度，合格后开始钻进，为保证钻孔的垂直度，在钻进过程中，勤测钻杆垂直度，确保钻杆垂直；2、钻机完成调平对中后，将钻机前后5m范围内导洞底板及50cm高侧壁用改性沥青防水卷材满铺施做防水层，以防止泥浆浸泡导洞主体初支结构，导洞防浸泡措施施工完毕后，在钻机前后安放与小导洞等宽的挡板，挡板高度50cm，挡板安装完成后，用沙袋或膨润土将挡板和导洞壁间的间隙封闭严实，以防止泥浆外溢。反循环钻机成孔时先向孔内输入一定数量的泥浆后，启动砂石泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头：开始钻进时，应轻压慢转，待钻头正常工作后，可逐渐加大转速，调整钻压，使钻头吸口不产生堵水；开始钻进时，进尺应适当控制，在护壁脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥浆护壁。钻至刃脚下1米后可按土质情况以正常速度钻进；钻进时认真仔细观察进尺和砂石泵排除渣的情况；排量减少或出水中含渣量较多时，应控制钻进速度，防止因循环液比重太大而中断反循环；加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底20cm左右，维持冲洗液循环1～2分钟，以清洗孔底并将管道内的钻渣排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内；钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂；同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抵制继续涌砂和坍孔，恢复钻进后，泵排量不宜过大以防吸坍孔壁；在钻进过程中，要作好泥浆的维护管理，每2小时测一次泥浆的粘度和相对密度，根据泥浆成分的变化作出相应的处理措施；3、护壁泥浆及钻渣处理：反循环钻头中间设有抽浆管，并配套砂石泵，边钻边抽泥浆，根据本工程的特点，抽出的泥浆及钻渣通过管道排至竖井的泥浆池中，然后利用抓斗将渣土垂直运输至渣土仓；4、成孔清孔成孔达到设计标高后，将钻头留在原处继续旋转数圈，避免孔底缩孔。采用泵吸反循环抽浆的方法清孔，清孔时合理控制泥浆的粘度与含砂率，用砂石泵排出孔底悬浮钻渣的泥浆，经净化处理后，再经回流泵排入孔内。钻孔清孔完毕后，在安装钢筋笼之前，先由质量检查人员检查成孔质量，泥浆指标测试，孔底沉渣厚度等。五、钢筋笼制作安装根据导洞尺寸，确定每段笼长尺寸，每段不超过2.5m进行分段，以保证洞内运输吊装。制作严格按设计图纸及规范要求进行控制。钢筋笼直径偏差不应大于10mm，钢筋笼总长度偏差不应大于50mm；主筋间距偏差不宜大于10mm，箍筋间距偏差不应大于10mm；主筋保护层偏差不应大于10mm。在导洞内吊装钢筋笼，节与节之间采用同一截面直螺纹套筒+锁母连接，接头等级为一级接头，丝头为长短丝，即上端钢筋笼加工长丝(与套筒等长)，下端钢筋笼加工短丝，连接前先将锁母拧进长丝端，然后将套筒全部拧进长丝端，待上下节钢筋笼丝头对准后，将上端套筒拧入下端短丝，再将锁母向下拧紧。六、混凝土浇筑1、水下混凝土浇筑采用直径300mm导管，导管接头宜采用双螺纹方扣快速接头。导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6mpa～1.0mpa。破损的密封圈应及时更换。2、导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。开始浇筑混凝土时，要求快放，使导管有足够的埋深。孔口安装排浆泵，将泥浆及时回收到回浆池中。3、商品混凝土应具有良好的和易性，坍落度宜为180～220mm，用输送泵直接将砼送入料斗。4、导管埋深宜为2m～6m，严禁将导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差，填写混凝土的浇筑记录。5、水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按初盘砼的初凝时间控制。6、砼浇筑应做砼强度试块，桩身混凝土按规范要求留置好试件，试块应养护好，达到一定强度后立即拆模送往养护室标准养护。每组试块按桩号及时进行编号。7、灌注完毕后及时用钢筋网篦将孔口覆盖，并作明显标识，避免人员坠入孔内。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。当前第1页12