一种连续桩墙施工方法及其所用的施工装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及地下工程及基坑围护工程领域中的一种连续桩墙施工方法及其所用的施工装置，该连续桩墙施工方法主要是利用在先施工的桩或地下墙上安装导向控制装置，在后续施工过程中，通过将导向装置与导向控制装置连接，控制后续施工的桩或地下墙的施工方向，可确保相邻桩或分段地下墙平行不开叉，当连续桩墙为钢管桩连续墙时，可利用钢管桩(1)兼作桩架完成施工，大幅度减小施工难度及插入施工对周边环境的影响，有利于减小拔桩施工对周边环境的影响，施工设备简单，效率高，成本低，对周边环境影响小，本发明施工完成的连续桩墙特别适合作为深层地下空间开发与基坑围护中的挡土止水结构。
【专利说明】
一种连续桩墙施工方法及其所用的施工装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及土木工程领域，特别是涉及地下工程及基坑围护工程领域。
【背景技术】
[0002]钢管粧与钢管粧连续墙的插入土体施工是岩土工程领域的基坑围护工程领域中的关键技术之一，如何解决在硬土地区及复杂环境下的钢管粧连续墙的插拔施工，有效控制插拔施工对周边环境的影响，是钢管粧连续墙及钢管粧在基坑围护与粧基工程应用的主要障碍之一。在硬土地区，钢管粧连续墙插入施工难度大。在周边环境复杂的地区，钢管粧与钢管粧连续墙插入施工振动、噪音等因素对周边环境的影响是钢管粧连续墙在基坑工程与粧基工程中应用中需克服的难题。另外，在成粧施工过程，由于施工误差、地层变化、施工场地、施工操作、邻粧影响等种种原因，往往导致在土体中施工的垂直、水平或倾斜的粧体在远离操作面位置出现偏离，特别是对于有止水要求的工程粧(墙)，如地下连续墙、水泥土搅拌粧、咬合粧、钻孔灌注粧等结构在土体深远处因偏离导致的开叉往往严重影响工程质量，并可导致多种粧(墙)在深层地下空间开发中无法达到相互搭接的目的。目前在深层(如40米以深)地下空间开发中，地下水特别是深层承压水的隔断问题至今尚难以解决。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的是提第一种连续粧墙施工方法，该施工方法可顺利完成钢管粧连续墙的施工，施工快速，施工对周边环境的影响非常小，属于岩土工程中的微扰动施工方法。
[0004]该第一种连续粧墙施工方法包括以下步骤:
[0005]a)将钢管粧连接安装于钢管粧上，制作钢管粧连续墙构件；
[0006]b)将待施工的钢管粧连续墙定位，将动力装置、自进钻杆、自进钻头固定在钢管粧连续墙构件的钢管粧上，将自进钻头放置于钢管粧的底部，将动力装置安装于钢管粧的上部，通过自进钻杆将动力装置与自进钻头连接；
[0007]c)利用钢管粧连续墙构件的钢管粧兼作粧架，将钢管粧及附属在钢管粧上的钢管粧连接、动力装置、自进钻杆、自进钻头调整至与钻进方向一致；
[0008]d)启动动力装置，通过自进钻杆将转动力矩传递至自进钻头，通过自进钻头的转动进行钢管粧位置土体钻扰施工;利用钢管粧与钢管粧连接的自重作为沉粧力或作为沉粧力的一部分，使钢管粧连续墙构件的钢管粧连同钢管粧连接插入钻扰后的土体中；
[0009]e)重复步骤b)至步骤d)，逐根插入钢管粧与钢管粧连接，并使相邻钢管粧通过钢管粧连接形成能够挡土止水的钢管粧连续墙，完成第一种连续粧墙插入施工。
[0010]在上述的一种连续粧墙施工方法中，在上述的步骤d)中，可同时启动两根或多根钢管粧上的动力装置，使两根或多根钢管粧上的动力装置转向两两相反，并使转向相反的动力装置两两连接为一整体。
[0011]在上述的第一种连续粧墙施工方法中，在上述的步骤d)中，可通过振动、锤击与静力压粧方法中的一种或几种组合增加沉粧力，加快连续粧墙构件的插入施工。
[0012]在上述的第一种连续粧墙施工方法中，在上述的步骤d)中，在钢管粧与钢管粧连接插入土体后，可将动力装置、自进钻杆、自进钻头拆除后安装于下一根钢管粧上，实现该三部件的重复使用。
[0013]在上述的第一种连续粧墙施工方法中，在上述的步骤d)中的钻扰施工，可以是钻孔施工、搅拌土体施工或旋喷扰动土体施工中的一种或几种组合。
[0014]在上述的第一种连续粧墙施工方法中，在上述步骤e)中，在钢管粧连续墙插入施工及使用完成后，拔出钢管粧连续墙构件，并在钻扰后的土体中掺入水泥楽，硬化钻扰后的土体。
[0015]本发明的第二个目的在于提供上述的第一种连续粧墙施工方法所用施工装置，该施工装置工艺简单，插拔施工对周边环境影响小，施工方便，造价低。
[0016]该施工装置包括钢管粧、钢管粧连接、动力装置、自进钻头、自进钻杆五部分，其中的钢管粧为施工完成后承担水土压力的主要受力结构，钢管粧连接为位于相邻钢管粧之间将相邻钢管粧之间的土压力传递至钢管粧的结构，动力装置为安装在钢管粧上可以提供转动力矩的装置，自进钻头为位于钢管粧底部将土体钻扰松动的器具，自进钻杆为连接于动力装置与自进钻头之间将动力装置的动力传递至自进钻头的杆状结构。
[0017]在上述的施工装置中，可在上述的钢管粧上安装振动锤、打粧锤、静力压粧装置中的一种或几种组合。
[0018]在上述的施工装置中，可在钢管粧内壁安装流体灌注装置，流体灌注装置为将水或泥浆或水泥浆灌入钻扰土体中的装置。
[0019]在上述的施工装置中，上述的输送管沿钢管粧段可以与钢管粧侧壁连接。
[0020]在上述的施工装置中，上述的泥浆灌注装置包括压力栗与输送管两部分。
[0021]在上述的施工装置中，上述的自进钻头可以是螺旋板钻头、搅拌粧钻头、钻孔粧钻头、旋喷粧钻头中的一种或几种组合。
[0022]本发明的第三个目的是提供第二种连续粧墙施工方法，该施工方法可施工超长超深的钢管粧连续粧墙，特别适合于深层地下空间开发中用于挡土隔水，解决了深远土体中钢管粧连续墙的施工难题。
[0023]该第二种连续粧墙施工方法包括以下步骤:
[0024]a)将钢管粧连接安装于钢管粧上，制作钢管粧连续墙构件；
[0025]b)将钢管粧连续墙构件施工于岩体或土体中，并利用钢管粧连接作为下一根相邻钢管粧连续墙构件施工的导向控制装置；
[0026]c)将可沿钢管粧连接方向移动的构件安装于粧工机械上作为粧工机械施工的导向装置，并将导向装置与导向控制装置连接；
[0027]d)在粧工机械施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置与安装在粧工机械上的导向装置控制成粧方向，进行粧体施工，并安装下一根邻近的粧体施工所需的导向控制装置；
[0028]e)重复步骤c)至步骤d)，完成多根粧体的施工，形成连续粧墙。
[0029]本发明的第四个目的是提供第三种连续粧墙施工方法，该施工方法可施工超长或超深的连续粧墙，特别适合于深层地下空间开发中用于挡土隔水，为深层地下空间开发的关键技术。
[0030]该第三种连续粧墙施工方法包括以下步骤:
[0031 ] a)将粧体或分段地下墙体定位；
[0032]b)在岩体或土体中施工导向控制装置；
[0033]c)将安装有导向装置的粧工机械或成槽设备与在先施工于岩体或土体中的导向控制装置连接；
[0034]d)在粧工机械或成槽设备施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置与安装在粧工机械或成槽设备上的导向装置控制成粧或成墙方向，进行粧体或分段地下墙体施工，并安装邻近的后续施工的粧体或分段墙体施工所需的导向控制装置；
[0035]e)重复步骤c)至步骤d)，完成多根粧体或多段分段墙体的施工，形成连续粧墙。
[0036]在上述的第二种与第三种连续粧墙施工方法中，上述的粧工机械是指能在岩体或土体中成粧的设备，包括钻孔粧机、回旋钻机、搅拌粧机、螺旋钻机、旋喷粧钻机、岩石破碎机、挤土或取土成孔粧机等工程机械中的一种或几种组合;上述的成槽设备是指能在岩体或土体中施工形成槽状空隙的设备，包括地下连续墙成槽机、铣槽机等。
[0037]在上述的第二种与第三种连续粧墙施工方法中，上述的粧工机械可以是施工斜向或水平向的管棚、锚杆、斜粧施工设备中的一种或几种组合。
[0038]本发明的第五个目的是提供第二种或第三种连续粧墙施工方法所用的施工装置，该施工装置可顺利完成连续粧墙施工，施工速度快、造价低，施工质量好。
[0039]该施工装置包括粧工机械或成槽机械、导向装置与导向控制装置三部分，其中的导向控制装置为安装于在先施工的粧或分段地下墙上，用于控制邻近的后施工的粧或分段地下墙施工方向的装置，导向装置为安装于粧工机械或成槽机械上且与导向控制装置相连接用于控制粧或分段地下墙施工方向的装置。
[0040]在上述的施工装置中，可在导向装置上安装位于邻粧或分段地下墙之间的接缝刮泥器，接缝刮泥器为在粧或分段地下墙施工过程中去除邻粧或邻近的分段地下墙接缝处土体的器具。
[0041]本发明的第六个目的是提供第四种连续粧墙施工方法，该施工方法可顺利完成灌注粧、水泥土搅拌粧与高压旋喷粧的连续成墙施工，施工质量可靠、造价低。
[0042 ]该第四种连续粧墙施工方法，包括以下步骤:
[0043]a)将岩体或土体中待施工的灌注粧、水泥土搅拌粧或高压旋喷粧定位；
[0044]b)在灌注粧的钢筋笼上安装导向控制装置或在水泥土搅拌粧内插入杆状结构作为导向控制装置或在高压旋喷粧内插入杆状结构作为导向控制装置，并完成灌注粧、水泥土搅拌粧或高压旋喷粧的施工；
[0045]c)将安装有导向装置的灌注粧机械、水泥土搅拌粧机械或高压旋喷粧机械与在先施工于岩体或土体中的导向控制装置连接；
[0046]d)在钻孔粧机械、水泥土搅拌粧机械或高压旋喷粧机械施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置与安装在灌注粧机械、水泥土搅拌粧机械或高压旋喷粧机上的导向装置控制成粧方向，进行粧体施工，并按照步骤b)的方法安装邻近的后续的粧体施工所需的导向控制装置；
[0047]e)重复步骤c)至步骤d)，完成多根粧体施工，形成连续粧墙。
[0048]在上述的第四种连续粧墙施工方法中，在上述的步骤b)中，可在上述的水泥土搅拌粧或高压旋喷粧施工时插入与钻杆平行的中空管状结构或将钻杆制作为中空管状结构，然后在中空管状结构内插入杆状结构作为控制装置。
[0049]本发明的连续粧墙施工方法及其所用的施工装置，解决了钢管粧连续墙在插入土体施工过程中对土体的扰动难题，并使钢管粧连续墙在硬土中的插入施工难度大幅度降低，且在钢管粧连续墙拔出施工过程中有利于减小拔粧拖带效应，特别适合于周边环境复杂的基坑工程与硬土地区中的基坑工程，在第二种与第三种连续粧墙施工方法中，可利用在先施工于岩体或土体中的结构控制后续施工的粧或地下墙的施工方向，可确保邻近粧或分段地下墙间的连续且平行，解决粧或地下墙施工在深远处开叉的难题，特别适用于超深超长粧或地下墙的施工。
【附图说明】
[0050]图1为本发明的第一个实施例与第二个实施例所用的第一种连续粧墙纵剖面构造示意图。
[0051]图2为本发明的第一个实施例与第二个实施例所用的第一种连续粧墙横截面构造示意图；
[0052]图3为本发明的第二个实施例所用的第一种连续粧墙施工步骤c)施工工况示意图；
[0053]图4为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工装置纵剖面构造示意图；
[0054]图5为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙纵剖面构造示意图；
[0055]图6为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第二步工况示意图；
[0056]图7为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第三步工况示意图；
[0057]图8为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第三步中导向控制装置与导向装置连接构造示意图；
[0058]图9为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第四步工况示意图；
[0059]图10为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第四步中导向控制装置与导向装置连接构造示意图；
[0060]图11为本发明的第三个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第五步工况示意图；
[0061]图12为本发明的第四个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第二步工况示意图；
[0062]
[0063]
[0064]图13为本发明的第四个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法第五步工况示意图；
[0065]图14为本发明的第五个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第二步工况示意图；
[0066]图15为本发明的第五个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第三步工况示意图；
[0067]图16为本发明的第五个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第四步工况示意图；
[0068]图17为本发明的第五个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第五步工况示意图；
[0069]图18为本发明的第六个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第二步工况示意图；
[0070]图19为本发明的第六个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第三步工况示意图；
[0071]图20为本发明的第六个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第四步工况示意图；
[0072]图21为本发明的第六个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第五步工况示意图；
[0073]图22为本发明的第七个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第二步工况示意图；
[0074]图23为本发明的第七个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第三步工况示意图；
[0075]图24为本发明的第七个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第四步工况示意图；
[0076]图25为本发明的第七个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第五步工况示意图；
[0077]图26为本发明的第八个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第二步工况示意图；
[0078]图27为本发明的第八个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第三步工况示意图；
[0079]图28为本发明的第八个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第四步工况示意图；
[0080]图29为本发明的第八个实施例所用的第三种连续粧墙施工方法第五步工况示意图；
[0081]图30为本发明的第四个实施例所用的第二种连续粧墙施工方法中所用的接缝刮泥器结构构造示意图。
【具体实施方式】
[0082]作为本发明的如图1与图2所示的第一个实施例，主要目的在于介绍本发明的第一种连续粧墙插入施工方法所用的施工装置结构构造及其工作原理。该第一种连续粧墙包括钢管粧(I)、钢管粧连接(2)、动力装置(5)、自进钻头(6)、自进钻杆(7)五部分。其中的钢管粧(I)为施工完成后承担水土压力的主要受力结构，钢管粧(I)可以是圆钢管，也可以是方钢管。钢管粧连接(2)为位于相邻钢管粧(I)之间并将相邻钢管粧(I)之间的土压力传递至钢管粧(I)的结构。钢管粧连接(2)可以是由钢板、钢管、C形截面的开口钢管组成的如图1与图2所示的能够以子母相扣的方式连接，也可以是类似钢板粧接口的卷板相扣的形式连接。止水空腔(3)为位于相邻钢管粧(I)之间的接缝(8)处并以相邻钢管粧(I)或连接于相邻钢管粧(I)的构件为侧壁的沿接缝(8)方向有一定长度的空腔结构。止水空腔(3)的侧壁必须包含相邻的两根钢管粧(I)的侧壁或连接于钢管粧(I)上构件，即，在止水空腔(3)密实充填的情况下，止水空腔(3)相对应的相邻钢管粧(I)之间的接缝(8)必须被充填体封堵。止水体
(4)是充填于止水空腔(3)内可以封堵相邻钢管粧(I)的接缝(8)的物体。动力装置(5)为安装在钢管粧(I)上可以提供转动力矩的装置。动力装置(5)可以是电动机，也可以是通过液压或气压传动的装置。在本实施例中，可在上述的钢管上安装振动锤(14)、静力压粧装置或锤击装置中的一种或几种组合，在钢管粧(I)顶部施加沉粧力，加速钢管粧(I)的插入施工速度。自进钻头(6)为位于钢管粧(I)底部将土体钻扰松动的结构。上述的自进钻头(6)可以是螺旋板钻头、搅拌钻头、钻孔粧钻头、旋喷粧钻头中的一种或几种组合，如果是螺旋板钻头，还可以在钻扰土体的同时提供促使钢管粧(I)下沉或抬升的沉粧或拔粧动力。自进钻杆
(7)为连接于动力装置(5)与自进钻头(6)之间将动力装置(5)的动力传递至自进钻头(6)的杆状结构。在本实施例中，可以采用干法进行土体钻扰施工，即通过自进钻头(6)的钻动将土体钻扰松动;还可以采用湿法进行土体钻扰施工，即在自进钻头(6)钻扰土体的过程中，向土体中注入水、泥浆或水泥浆，使钻扰后的土体通过自进钻头(6)的钻动搅拌并稀释为泥浆或水泥土浆，提高钻扰效果。在本实施例中，可在钢管粧(I)的内壁安装流体灌注装置
(9)，流体灌注装置(9)为将水或泥浆或水泥浆灌入钻扰土体中的装置。流体灌注装置(9)包括压力栗(10)与输送管(11)两部分组成。在本实施例中，输送管(11)的沿钢管粧(I)段可以与钢管粧(I)侧壁连接。
[0083]作为本发明的如图1与图2、图3所示的第二个实施例，主要目的在于介绍本发明的第一种连续粧墙插入施工方法与施工步骤。该第一种连续粧墙施工方法包括以下五步骤。在本实施例的第一步，将钢管粧(I)与钢管粧连接(2)连接为一整体，制作钢管粧连续墙构件，其结构构造可如图1与图2所示，也可采用如本发明的第一个实施例所述的其他形式。从而完成本实施例的第一步，进入第二步。在本步骤中，将待施工的钢管粧连续墙定位，将动力装置(5)、自进钻杆(7)、自进钻头(6)固定在钢管粧连续墙的钢管粧(I)上，将自进钻头
(6)安装在钢管粧(I)的底部，将动力装置(5)安装于钢管粧(I)的上部，通过自进钻杆(7)将动力装置(5)与自进钻头(6)连接，安装完成后的待插入施工的第一种连续粧墙构件结构构造如图1与图2所示，各个部件的选用可参照本发明的第一个实施例。可将自进钻头(6)、自进钻杆(7)安装于钢管粧(I)内的中空部位，使自进钻头(6)位于钢管粧(I)的底部，并使自进钻头(6)的下端低于钢管粧的底部，这样可使钢管粧(I)下部的土体在钢管粧(I)插入前受到钻扰。还可以使动力装置(5)与自进钻杆(7)及自进钻头(6)相互连接为相对位置固定的整体，且使这三部件与钢管粧(I)之间可以在一定范围内上下滑动，比如，在钢管粧(I)的内壁固定滑槽(12)，使该三部件连成的整体可在滑槽(12)的控制下，与钢管粧(I)之间可以上下滑动，但与钢管粧(I)之间不能相对转动，当然，也可以将该三部件直接与钢管粧(I)固定。从而完成本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，利用钢管粧连续墙的钢管粧(I)兼作粧架将钢管粧(I)及附属在钢管粧(I)上的钢管粧连接(2)、动力装置(5)、自进钻杆
(7)、自进钻头(6)调整至钻进方向一致，如图3所示。在本步骤中，可用在先施工的邻近钢管粧连接(2)作为下一根钢管粧(I)钻进施工时的导向控制装置(20)，同时，利用下一根钢管粧(I)的钢管粧连接(2)作为导向装置(15)，与在先施工的邻近钢管粧连接(2)连接，如图2与图3所示，则可通过钢管粧连接(2)控制下一根钢管粧(I)施工的钻进方向，使得先后施工的两根钢管粧(I)平行，可避免在邻近钢管粧(I)在深远土体中开叉。一般情况下，钢管粧连续墙是垂直施工的，只要用吊车(13)将上述构件的组合吊起并垂直放下至地面即可。从而完成本实施例的第三步，进入第四步。在本步骤中，启动动力装置(5 )，通过自进钻杆(7)将转动力矩传递至自进钻头(6)，通过自进钻头(6)的转动进行钢管粧(I)位置土体钻扰施工，同时利用钢管粧(I)与钢管粧连接(2)的自重作为沉粧力或作为沉粧力的一部分，使钢管粧连续墙的钢管粧(I)连同钢管粧连接(2)插入钻扰后的土体中。在本步骤中，自进钻头(6)的直径可略小于钢管粧(I)的内径，通过自进钻头(6)在钻动过程中的摆动使得钻扰土体的范围与钢管粧(I)的外径相当。在本步骤中的对土体的钻扰施工可以是钻孔施工、搅拌土体施工或旋喷扰动土体施工中的一种或几种组合。在本步骤中，可通过锤击、振动与静力压粧装置中的一种或几种组合增加沉粧力，加快钢管粧连续墙的插入施工。在钢管粧(I)与钢管粧连接(2)插入土体后，可将动力装置(5)、自进钻杆(7)、自进钻头(6)拆除后安装于下一根钢管粧(I)上，实现该三部件的重复使用。在本步骤中，可同时启动两根或多根钢管粧(I)上的动力装置(5)，并使两根或多根钢管粧(I)上的动力装置(5)转向两两相反，使转向相反动力装置连接为一整体，可消除转动力矩，便于施工。从而完成本实施例的第四步，进入第五步。在本步骤中，重复步骤a)至步骤d)，逐根插入钢管粧(I)与钢管粧连接(2)，并使相邻钢管粧(I)通过与钢管粧连接(2)形成能够挡土止水的钢管粧连续墙，完成第一种连续粧墙插入施工。本发明的第一种连续粧墙施工方法，因在插入施工时已对钢管粧(I)内的土体有所扰动，在拔出施工时有利于钢管粧(I)内的扰动后的土体及时充填拔粧留下的孔隙，从而减小拔粧拖带沉降，在钢管粧(I)内的土体钻扰充分的情况下，例如已通过钻扰形成泥浆，宜在钢管粧拔出施工时或拔出施工后，在钻扰土体中掺入水泥，以便于拔粧后硬化钻扰松动的土体。
[0084]作为本发明的如图4?图11所示的第三个实施例，主要目的是介绍本发明的第二种连续粧墙施工方法及步骤。本实施例与第二个实施例有诸多相似之处，与第二个实施例的区别就是利用直接钻孔的方法以利于安装钢管粧连续墙构件，在相邻粧钻孔施工及钢管粧构件安装时与第二个实施相似，利用在先安装的钢管粧连接(2)控制在后钻孔施工与钢管粧(I)安装的方向，以确保相邻的钢管粧(I)平行不分叉。在本实施例中，直接采用钻孔后放置钢管粧(I)，因钻杆可方便连接，且钻孔后钢管粧(I)安装及其方便，因此特别适用于深层地下空间开发中使用的超长、超深挡土止水结构。本实施例的以下部分详细介绍本发明的第二种连续粧墙施工方法。在本实施例的第一步，将钢管粧连接(2)安装于钢管粧(I)上，制作钢管粧连续墙构件，实施方法同第一个及第二个实施例;进入本实施例的第二步。在本步骤中，将钢管粧(I)及连接于钢管粧(I)上的钢管粧连接(2)组成的钢管粧连续墙构件施工于岩体或土体中，并利用钢管粧连接(2)作为下一根相邻钢管粧连续墙构件施工的导向控制装置(20)，图6所示。在图6中，钢管粧连接(2)为以公母扣的形式套接，如图8所示，SP，如果在先施工的钢管粧(I)上连接的钢管粧连接(2)母扣，则与下一根邻粧相连接的钢管粧连接(2)为公扣，如在先施工的钢管粧(I)上钢管粧连接(2)为公扣，则与下一根邻粧相连接的钢管粧连接(2)为母扣;为了表述方便，在本实施例中，在先施工的钢管粧连接(2)称为导向控制装置(20)，与导向控制装置(20)连接且可控制施工方向的装置为导向装置(15)。完成本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，将钢管粧连接或钢管粧连接的一段安装于粧工机械上作为粧工机械施工的导向装置(15)，并将导向装置(15)与步骤b)中安装的导向控制装置(20)连接，如图4与图7所示。导向控制装置(20)与导向装置(15)的连接形式可以是多样的，只需要确保导向装置(15)可与导向控制装置(20)相互移动即可。在本实施例中，给出了如图4、图7、图8所示的连接形式。如图4、图7与与图8所示，钢管粧(I)为在先施工的构件，故连接于钢管粧(I)上的横截面为子母“C”形的母扣为导向控制装置(20)，放置于导向控制装置(20)内的导向器(18)为圆柱体或两端为锥形的圆柱体，导向控制装置(20)与导向器(18)之间留有间隙，以便于导向控制装置(20)与导向器(18)之间可相对滑动。导向器
(18)可通过连接器(17)与套筒(16)连接，套筒(16)为套在钻杆(29)外侧且可与钻杆(29)相对转动的构件，可以是轴承或内径不小于钻杆(29)外径的管状结构。这样由导向器(18)、连接器(17)及套筒(16)组成了可控制钻头(30)钻进方向的导向装置(15)。完成本实施例的第三步，进入第四步。本步骤中，在粧工机械施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置(20)与安装在粧工机械上的导向装置(15)控制成粧方向，在导向装置(15)的引导下，粧工机械的钻进施工始终会沿着导向控制装置(20)钻进，先完成钻孔(19)施工。然后取出钻头(30)，将制作好的钢管粧连续墙构件通过钢管粧连接(2)与在先施工于土体中的钢管粧连续墙构件连接，插入引孔后的岩土或土体，如图5与图9所示，完成粧体施工。在本实施例中，在钢管粧连续墙构件的两侧设置钢管粧连接(2)，一侧作为导向装置(15)与在先施工的钢管粧连续墙构件连接并控制钢管粧(I)安装施工方向，另外一侧的钢管粧连接可作为下一根邻近粧体的施工的导向控制装置(20)，如图9、图10所示，完成下一根邻近的粧体施工所需的导向控制装置(20)的施工。从而完成本实施例的第四步。进入第五步。本步骤重复第三步与第四步，完成多根粧体的施工，如图11所示，经过多次重复，可完成连续粧墙施工。
[0085]作为本发明如图12、图13、图30所示的第四个实施例，主要目的是介绍本发明的本发明的第二种连续粧墙施工方法的第二个案例，本实施例与本发明的第三个实施例相似。与第三个实施例的不同点在于采用了如图12、图13所示的含有2个导向连接的导向控制装置(20)与相对应的导向装置(15)。本实施例较第三个实施例的优点在于方向控制更好，且可在2个导向连接之间安装接缝刮泥器(28)，在钻孔施工或钢管粧(I)插入施工过程中利用接缝刮泥器(28)去除邻粧间的土体。刮泥器(28)可以是与邻粧接缝形状相匹配的钢板，如图30所示。在钢管粧(I)插入施工完成后，可在该位置灌注混凝土、水泥浆、砂浆等材料形成无缝且牢固的连续粧墙。
[0086]作为本发明的如图14?图17所示的第五个实施例，主要目的是介绍本发明的第三种连续粧墙施工方法与步骤。在本实施例的第一步，可结合图纸与现场将粧体定位，完成第一步，进入第二步。在本步骤中，可采用第二个实施例?第四个实施例所述的方法，在岩土或土体中完成导向控制装置(20)的施工。在本实施例中，着重介绍钻孔灌注粧方法完成导向控制装置(20)的施工。如图14所示，可在钻孔灌注粧(21)施工时，将导向控制装置(20)安装在钢筋笼(22)上，在粧身混凝土浇筑时，用长条状结构将导向控制装置(20)内的孔隙密封，待混凝土初凝后取出该长条状结构，即在灌注粧内形成了导向控制装置(20)，完成本实施例的第二步。本实施例的第三步至第五步与本发明的第三个实施例相似，其不同点主要在于完成的粧体施工为钻孔灌注粧，因钻孔灌注粧为成熟技术，不再赘述。
[0087]作为本发明的如图18?图21所示的第六个实施例，主要目的是介绍本发明的第三种连续粧墙施工方法的第二个案例。本实施例与本发明的第五个实施例相似。与第五个实施例的不同点在于以下两方面，第一，所采用的粧工机械为水泥土搅拌粧施工机械，施工的粧体为水泥土搅拌粧(23);第二，所采用的导向控制装置(20)为插入水泥土搅拌粧(23)内的杆状结构，导向装置(15)套在杆状结构上控制方向，可采用钻杆(29)或连接于钻杆(29)上的管状构件作为导向装置(15)。图18?23所示的为三轴水泥土搅拌粧，可采用双轴或其他形式的水泥土搅拌粧。
[0088]作为本发明的如图22?图25所示的第七个实施例，主要目的是介绍本发明的第三种连续粧墙施工方法的第三个案例。本实施例与本发明的第五个实施例相似。与第五个实施例的不同点在于以下两方面，第一，所采用的粧工机械为高压旋喷粧施工机械，施工的粧体为高压旋喷粧(24);第二，所采用的导向控制装置(20)为插入高压旋喷粧(24)内的杆状结构，所采用的导向装置(15)套在杆状结构上控制方向，导向装置(15)包括套在导向控制装置(20)外侧的导向器(18)、连接器(17)及套筒(16)三部分组成，其中的套筒(16)套在高压旋喷粧机的钻杆(2 9)外侧。
[0089]作为本发明的如图26?图29所示的第八个实施例，主要目的是介绍本发明的第三种连续粧墙施工方法的第四个案例。本实施例与本发明的第五个实施例相似。与第五个实施例的不同点在于以下两方面，第一，所采用的机械为地下连续墙的成槽机，施工所形成的墙体为地下连续墙(25)。因地下连续墙施工需分段进行，当地下连续墙较深时，会出现在分段接缝处开叉问题，因此可采用本发明的第三种连续粧墙施工方法予以克服;第二，导向控制装置(20)安装于在先施工的分段墙体上，导向装置(15)在成槽施工时安装于成槽机的抓斗(26)上，在安装墙体钢筋(27)施工时可设置于墙体钢筋(27)上。
[0090]本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。
【主权项】
1.一种连续粧墙施工方法，包括以下步骤: a)将钢管粧连接(2)安装于钢管粧(I)上，制作钢管粧连续墙构件； b)将待施工的钢管粧连续墙定位，将动力装置(5)、自进钻杆(7)、自进钻头(6)固定在钢管粧连续墙构件的钢管粧(I)上，将自进钻头(6)放置于钢管粧(I)的底部，将动力装置(5)安装于钢管粧(I)的上部，通过自进钻杆(7)将动力装置(5)与自进钻头(6)连接； c)利用钢管粧连续墙构件的钢管粧(I)兼作粧架将钢管粧(I)及附属在钢管粧上的钢管粧连接(2)、动力装置(5)、自进钻杆(7)、自进钻头(6)调整至钻进方向一致； d)启动动力装置(5)，通过自进钻杆(7)将转动力矩传递至自进钻头(6)，通过自进钻头(6)的转动进行钢管粧(I)位置土体钻扰施工;利用钢管粧(I)与钢管粧连接(2)的自重作为沉粧力或作为沉粧力的一部分，使钢管粧连续墙构件的钢管粧(I)连同钢管粧连接(2)插入钻扰后的土体中； e)重复步骤b)至步骤d)，逐根插入钢管粧(I)与钢管粧连接(2)，并使相邻钢管粧(I)通过钢管粧连接(2)形成能够挡土止水的钢管粧连续墙。2.根据权利要求1所述的连续粧墙施工方法，其特征是在上述的步骤d)中，同时启动两根或多根钢管粧(I)上的动力装置(5)，使两根或多根钢管粧(I)上的动力装置(5)转向两两相反，并使转向相反的动力装置(5)两两连接为一整体。3.根据权利要求1所述的连续粧墙施工方法，其特征是在上述的步骤d)中，通过振动、锤击与静力压粧方法中的一种或几种组合增加沉粧力，加快钢管粧连续墙构件的插入施工。4.根据权利要求1所述的连续粧墙施工方法，其特征是在上述的步骤d)中的钻扰施工，是钻孔施工、搅拌土体施工或旋喷扰动土体施工中的一种或几种组合。5.根据权利要求1所述的连续粧墙施工方法，其特征是在上述的步骤e)中，在钢管粧连续墙构件插入施工及使用完成后，拔出钢管粧连续墙构件，并在钻扰后的土体中掺入水泥浆，硬化钻扰后的土体。6.—种权利要求1所述的连续粧墙施工方法所用的施工装置，其特征是包括钢管粧(I)、钢管粧连接(2)、动力装置(5)、自进钻头(6)、自进钻杆(7)五部分，其中的钢管粧(I)为施工完成后承担水土压力的主要受力结构，钢管粧连接(2)为位于相邻钢管粧(I)之间将相邻钢管粧(I)之间的土压力传递至钢管粧(I)的结构，动力装置(5)为安装在钢管粧(I)上可以提供转动力矩的装置，自进钻头(6)为位于钢管粧(I)底部将土体钻扰松动的器具，自进钻杆(7)为连接于动力装置(5)与自进钻头(6)之间将动力装置(5)的动力传递至自进钻头(6)的杆状结构。7.根据权利要求6所述的施工装置，其特征是在上述的钢管粧(I)内壁安装流体灌注装置(9)，流体灌注装置(9)为将水或泥浆或水泥浆灌入钻扰土体中的装置。8.一种连续粧墙施工方法，包括以下步骤: a)将钢管粧连接(2)安装于钢管粧(I)上，制作钢管粧连续墙构件； b)将钢管粧连续墙构件施工于岩体或土体中，并利用钢管粧连接(2)作为下一根相邻钢管粧连续墙构件施工的导向控制装置(20); c)将可沿钢管粧连接(2)方向移动的构件安装于粧工机械上作为粧工机械施工的导向装置(15)，并将导向装置(15)与导向控制装置(20)连接； d)在粧工机械施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置(20)与安装在粧工机械上的导向装置(15)控制成粧方向，进行粧体施工，并安装下一根邻近的粧体施工所需的导向控制装置(20); e)重复步骤c)至步骤d)，完成多根粧体的施工，形成连续粧墙。9.一种连续粧墙施工方法，包括以下步骤: a)将粧体或分段地下墙体定位； b)在岩体或土体中施工导向控制装置(20); c)将安装有导向装置(15)的粧工机械或成槽设备与在先施工于岩体或土体中的导向控制装置(20)连接； d)在粧工机械或成槽设备施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置(20)与安装在粧工机械或成槽设备上的导向装置(15)控制成粧或成墙方向，进行粧体或分段地下墙体施工，并安装邻近的后续施工的粧体或分段地下墙体施工所需的导向控制装置(20); e)重复步骤c)至步骤d)，完成多根粧体或多段分段地下墙体的施工，形成连续粧墙。10.根据权利要求8或权利要求9所述的连续粧墙施工方法，其特征是上述的粧工机械是指能在岩体或土体中成粧的设备，包括钻孔粧机、回旋钻机、搅拌粧机、螺旋钻机、旋喷粧钻机、岩石破碎机、挤土或取土成孔粧机中的一种或几种组合;上述的成槽设备是指能在岩体或土体中施工形成槽状空隙的设备，包括地下连续墙成槽机、铣槽机。11.根据权利要求8或权利要求9所述的连续粧墙施工方法，其特征是上述的粧工机械是施工斜向或水平向的管棚、锚杆、斜粧施工设备中的一种或几种组合。12.—种权利要求8或权利要求9所述的连续粧墙施工方法所用的施工装置，其特征是包括粧工机械或成槽机械、导向装置(15)与导向控制装置(20)三部分，其中的导向控制装置(20)为安装于在先施工的粧或分段地下墙上，用于控制邻近的后施工的粧或分段地下墙施工方向的装置，导向装置(15)为安装于粧工机械或成槽机械上且与导向控制装置(20)相连接用于控制粧或分段地下墙施工方向的装置。13.根据权利要求12所述的的施工装置，其特征是在导向装置(15)上安装位于邻粧或分段地下墙之间的接缝刮泥器(28)，接缝刮泥器(28)为在粧或分段地下墙施工过程中去除邻粧或邻近的分段地下墙接缝处土体的器具。14.根据权利要求6所述的施工装置，其特征是上述的自进钻头(6)是螺旋板钻头、搅拌粧钻头、钻孔粧钻头、旋喷粧钻头中的一种或几种组合。15.一种连续粧墙施工方法，包括以下步骤: a)将岩体或土体中待施工的灌注粧、水泥土搅拌粧或高压旋喷粧定位； b)在灌注粧的钢筋笼上安装导向控制装置(20)或在水泥土搅拌粧内插入杆状结构作为导向控制装置(20)或在高压旋喷粧内插入杆状结构作为导向控制装置(20)，并完成灌注粧、水泥土搅拌粧或高压旋喷粧的施工； c)将安装有导向装置(15)的灌注粧机械、水泥土搅拌粧机械或高压旋喷粧机械与在先施工于岩体或土体中的导向控制装置(20)连接； d)在钻孔粧机械、水泥土搅拌粧机械或高压旋喷粧机械施工过程中，利用在先施工于岩体或土体中的导向控制装置(20)与安装在灌注粧机械、水泥土搅拌粧机械或高压旋喷粧机上的导向装置(15)控制成粧方向，进行粧体施工，并按照步骤b)的方法安装邻近的后续的粧体施工所需的导向控制装置(20); e)重复步骤c)至步骤d)，完成多根粧体施工，形成连续粧墙。16.根据权利要求15所述的连续粧墙施工方法，其特征是在上述的步骤b)中，在上述的水泥土搅拌粧或高压旋喷粧施工时插入与钻杆(29)平行的中空管状结构或将钻杆制作为中空管状结构，然后在中空管状结构内插入杆状结构作为控制装置(20)。
【文档编号】E02D5/46GK106013151SQ201610025363
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】张继红
【申请人】张继红