富水砂层防涌沙设备及其施工工法的制作方法

本发明涉及锚索成孔施工工法技术领域，具体涉及富水砂层防涌沙设备及其施工工法。

背景技术：

近年来，随着地铁轨道交通的高速发展，明挖施工法因其施工造价低、施工方便快捷等因素在地铁施工中的应用越来越广发，地下连续墙+锚索的围护结构作为明挖基坑主要的支护体系的应用越来越普遍，随之而来的如何在复杂地质条件下进行锚索施工成为亟待解决的问题。

在通过锚索成孔施工过程中，在对于富水砂层进行锚索成孔时，经常会遇到涌水或涌砂的现象，造成周边环境的砂土流失，路面下沉、管线下沉、房屋倾斜，从而影响基坑开挖的安全性，同时也对周边环境造成破坏，因此在现有技术中，常常在连续墙上设置防涌砂装置，避免涌砂。但富水砂层涌水或涌砂量大，常常出现涌水或涌砂同时发生，常用的防涌砂装置只适用于水压较小的情况。

技术实现要素：

本发明针对现有技术，提供了一种富水砂层防涌沙设备及其施工工法。

本发明通过下述技术方案实现：所述富水砂层防涌沙设备，套设在钻杆外，包括安装在钻杆外的套管，所述铅杆和套管之间设置有密封过滤装置；所述密封过滤装置包括支撑座、至少6根套杆和套设在套杆上的油麻绳；所述支撑座为外径小于套管内径、内径大于铅杆外径的环形支撑座；套杆沿套管的轴线周向均匀分布在支撑座上；所述油麻绳沿套杆编织成密封过滤网。

进一步地，所述套管包括两个对称设置的半圆形对合管；所述支撑座包括两个半圆形的弧形板；每个弧形板上至少均匀设置有4根套杆；每个弧形板上均通过沿套杆编织成密封过滤网。

进一步地，所述半圆形对合管包括管壁和设置管壁在两端的第一连接板和第二连接板；所述第一连接板沿管壁的外侧面设置且向外延伸，所述第一连接板与管壁一体成型；所述第二连接板为内径与铅杆外径公差配合的弧形板，且所述第二连接板与管壁可拆卸连接；所述管壁两侧面均设置有沿管壁侧面设置的连接片；两个半圆形对合管通过穿过连接片的螺栓连接为一体。

进一步地，所述第二连接板与管壁之间还设置有环形橡胶板；所述环形橡胶板的内径与铅杆外径过盈配合；所述环形橡胶板的外径不小于管壁的外径。

现有的防涌砂设备包括三道挡水措施：第一道为防涌砂设备的第一连接板，依靠第一连接板与连续墙接缝的严密性防止水及钻杆施工带出的粉细砂涌出；第二道为防涌砂设备与钻杆间布置的油麻绳，利用油麻绳遇水膨胀的性质达到密封效果；第三道为防涌砂设备设置橡胶垫和第二连接板。但在实际安装过程中，油麻绳大多采用缠绕在钻杆外或塞入套管与钻杆之间来填充油麻绳，其填充不均匀、容易出现缝隙，每次填充程度根据不同人经验，填充效果也不一致，只能通过经验来衡量，无法做到量化；且需要在安装现场填充，安装效率低下。

本发明提供的上述技术方案，采用等距分布的套杆将油麻绳预先编织在套杆上，使其分布均匀，且一次编织可重复使用，提高油麻绳填充在套管和钻杆之间的效率，提高防涌砂设备的安装效率。

同时，由于油麻绳预先编织在套杆上，填充的一致性好，分布均匀，不容易出现填充缝隙，密封效果良好。

采用不少于6根套杆，使油麻绳编织而成的密封过滤网接近于圆形，使其更加均匀的包覆在钻杆上，填充钻杆与套管之间的缝隙。

进一步地，两个相匹配的管壁侧面设置的连接片上均设置交替设置的凸起和凹槽，且两个相匹配的管壁侧面设置的连接片上的凸起和凹槽相互匹配。

两个半圆形对合管在安装中，只需将连接片上的凹槽和凸起对合，即可实现两个半圆形对合管的对齐；同时，由于凹槽和凸起的啮合，使两个半圆形对合管安装后稳定性更好。

进一步地，所述套杆远离支撑座的一端设置有外螺纹；所述第二连接板上对应套杆设置有通孔，所述套杆穿过通孔与连接螺栓。

本发明还公开了一种富水砂层防涌沙设备施工工法，具体包括以下步骤：

s1）在套杆上编织油麻绳，使编织成的密封过滤网的高度不小于套管的高度，且密封过滤网的一端与支撑座表面贴合；

s2）局部适当凿平连续墙，在锚索开孔四周的连续墙面上进行定位，打入至少6个膨胀螺栓用于固定套管；

s3）检查膨胀螺栓定位无误后，将套管安装在连续墙上；

s4）将铅杆穿过密封过滤装置后伸入锚索开孔内；

s5）将s1）中编织好密封过滤网的密封过滤装置安装在套管以铅杆之间，并固定密封过滤装置；

s6）在套管与连续墙之间的空隙中用无纺布、麻包袋挤塞密实。

进一步地，s5）中，所述密封过滤装置的固定，具体步骤为：将编织好密封过滤网的密封过滤装置安装在套管内，将套杆与第二连接板上的通孔一一对应，然后将套杆上未编制有油麻绳部分穿过第二连接板上的通孔，再在套杆穿出通孔的部分旋拧上螺栓，压紧第二连接板；再用螺栓连接第二连接板和管壁。

进一步地，所述套杆穿过环形橡胶垫的与第二连接板连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的富水砂层防涌沙设备采用等距分布的套杆将油麻绳预先编织在套杆上，使其分布均匀，且一次编织可重复使用，提高油麻绳填充在套管和钻杆之间的效率，提高防涌砂设备的安装效率。同时，由于油麻绳预先编织在套杆上，填充的一致性好，分布均匀，不容易出现填充缝隙，密封效果良好。

（2）本发明还提供了一种富水砂层防涌沙设备及其施工工法，将油麻绳预先编织在套杆上，使油麻绳编织而成的密封过滤网填充均匀、密封效果更好，可重复使用；同时，编织油麻绳的套杆固定在第二连接板上，进一步稳定第二连接板与管壁的连接结构，使其抗压能力更大，在钻杆喷出的水、砂石冲击力较大的情况下，稳定性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中半圆形对合管的结构示意图；

其中：1—套管，11—半圆形对合管，111—第一连接板，112—管壁，1121—凸起，1122—凹槽，113—第二连接板，12—环形橡胶板，2—密封过滤装置，21—支撑座，22—套杆，23—油麻绳。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、图2所示，在本发明公开了一种富水砂层防涌沙设备，套设在钻杆外，包括安装在钻杆外的套管1，所述铅杆和套管1之间设置有密封过滤装置2；所述密封过滤装置2包括支撑座21、至少6根套杆22和套设在套杆22上的油麻绳23；所述支撑座21为外径小于套管1内径、内径大于铅杆外径的环形支撑座21；套杆22沿套管1的轴线周向均匀分布在支撑座21上；所述油麻绳23沿套杆22编织成密封过滤网。套杆22等距分布，油麻绳23通过编织，编织在套杆22上，使其分布均匀，使其一次编织后即可重复使用，提高油麻绳23填充在套管1和钻杆之间的效率，提高防涌砂设备的安装效率。

且由于油麻绳23预先编织在套杆22上，填充的一致性好，分布均匀，不容易出现填充缝隙，密封效果良好。

所述套管1包括两个对称设置的半圆形对合管11；所述支撑座21包括两个半圆形的弧形板；每个弧形板上至少均匀设置有4根套杆22；每个弧形板上均通过沿套杆22编织成密封过滤网。所述支撑座21的弧形结构与套管1内侧壁的弧形结构相匹配，使支撑座21与支撑座21上编织的密封过滤网可以放入套管1内，且两个支撑座21上编织而成的密封过滤网可以组合成能套设在钻杆上的环形结构。

所述半圆形对合管11包括管壁112和设置管壁112在两端的第一连接板111和第二连接板113；所述第一连接板111沿管壁112的外侧面设置且向外延伸，所述第一连接板111与管壁112一体成型；所述第二连接板113为内径与铅杆外径公差配合的弧形板，且所述第二连接板113与管壁112可拆卸连接；所述管壁112两侧面均设置有沿管壁112侧面设置的连接片；两个半圆形对合管11通过穿过连接片的螺栓连接为一体。

所述第二连接板113与管壁112之间还设置有环形橡胶板12；所述环形橡胶板12的内径与铅杆外径过盈配合；所述环形橡胶板12的外径不小于管壁112的外径。

两个相匹配的管壁112侧面设置的连接片上均设置交替设置的凸起1121和凹槽1122，且两个相匹配的管壁112侧面设置的连接片上的凸起1121和凹槽1122相互匹配。

两个半圆形对合管11在安装中，只需将连接片上的凹槽1122和凸起1121对合，即可实现两个半圆形对合管11的对齐；同时，由于凹槽1122和凸起1121的啮合，使两个半圆形对合管11安装后稳定性更好。

所述套杆22远离支撑座21的一端设置有外螺纹；所述第二连接板113上对应套杆22设置有通孔，所述套杆22穿过通孔与连接螺栓，使环形橡胶板12压紧密封过滤网，同时实现套管1的密封安装。

本发明还公开了一种富水砂层防涌沙设备施工工法，具体包括以下步骤：

s1）在套杆22上编织油麻绳23，使编织成的密封过滤网的高度不小于套管1的高度，且密封过滤网的一端与支撑座21表面贴合；

s2）局部适当凿平连续墙，在锚索开孔四周的连续墙面上进行定位，打入至少6个膨胀螺栓用于固定套管1；

s3）检查膨胀螺栓定位无误后，将套管1安装在连续墙上；

s4）将铅杆穿过密封过滤装置2后伸入锚索开孔内；

s5）将s1）中编织好密封过滤网的密封过滤装置2安装在套管1以铅杆之间，并固定密封过滤装置2；

s6）在套管1与连续墙之间的空隙中用无纺布、麻包袋挤塞密实。

s5）中，所述密封过滤装置2的固定，具体步骤为：将编织好密封过滤网的密封过滤装置2安装在套管1内，将套杆22与第二连接板113上的通孔一一对应，然后将套杆22上未编制有油麻绳23部分穿过第二连接板113上的通孔，再在套杆22穿出通孔的部分旋拧上螺栓，压紧第二连接板113；再用螺栓连接第二连接板113和管壁112。

所述套杆22穿过环形橡胶垫的与第二连接板113连接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。