專利名稱：修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種地下工程的施工方法和配套的設備。特別是一種修補地下建筑帷
幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法和設備。
背景技術：
在建筑領域，地下空間的開發和利用已呈普及之勢。 在地下水豐富的地區，為保障施工的需要，在開挖基坑之前，首先應做好地下帷
幕。地下帷幕的作用是為了阻止漏水和泥沙的湧出。地下帷幕做好了，才可以對帷幕內的
土體進行開挖，從而挖出基坑，清理出地下工程的空間，保障建筑主體的完成。 地下帷幕有地連墻、樁墻等多種類型。由于這些帷幕都是在不能直觀的地下，通過
相關的機械設備完成，所以容易遺留工程缺陷。這些缺陷只有在開挖的過程中才會顯露出來。 其中最難修補，危險最大的缺陷是墻體、樁體的接縫夾沙、劈叉和缺位的缺陷。在 這種部位，當開挖至一定的深度時，就會有水從地下湧出，有時還夾帶大量的泥沙。遇有這 種情況必須停止開挖，并立即組織封堵。企圖通過徹底開挖，充分暴露缺陷，然后再行封堵 的想法是非常危險的和不可行的，一方面會使湧水、流沙加劇，開挖無法進行。另一方面，土 體約束失去，會出現更大的湧水、湧沙、坍塌的險情，嚴重時會危及建筑本身、帷幕外其他建 筑和施工人員的人身安全，造成更重大的損失。 修補這種缺陷最傳統的辦法是先填壓，再在帷幕之外鉆孔，補做旋噴樁，并進行水 泥和水玻璃雙組分的"雙液"灌漿。待湧水和流動泥沙被封堵成功后，再次開挖。
但是，再次開挖時還可能會再次出現新的險情。主要原因是，如果基坑過深水壓超 過-20m以上，則旋噴樁的樁身很難定位、也不易飽滿，帷幕的缺陷部位很難準確地貼封密 實；如果這些無法貼封密實的部位又恰為泥沙所占據，那么"雙液"灌漿也無法將這些泥沙 替換和填充。受地下水的侵蝕，當開挖到該部位，仍然還會出現湧水和流沙的險情。
為避免再次開挖時再次出現險情，目前逐漸被推廣的辦法是在基坑內部再多做一 道旋噴樁和"雙液"灌漿的加固。這樣做，就等于在帷幕內外同時附加了二道新的附加帷幕， 其中只要有一道附加帷幕能起作用，就可以避免險情。大大地減少了險情發生的機率。
問題是，在帷幕內做旋噴樁和雙液灌漿的時候，向基坑的土體下鉆孔存在著很大 的風險。由于鉆孔的位置，是基坑內部又處于水位之下，所以鉆孔時，如果恰好遇到沒有修 補好的帷幕的缺陷，那么在水壓的作用下，湧水和流沙會通過鉆孔再次冒出，這時如果土層 較薄，不足以對湧水形成約束，那么還會形成險情。為了避免這種險情的發生，只有在鉆孔 之前，在基坑內部進行大量的回填，以增加土體對湧水的約束。但是這樣做又增加了工作 量，增加了回填和開挖的時間及成本。同時回填的土體太厚，又增加了補做旋噴樁時出現 "跑偏"和不準確的概率。另外，補做旋噴樁的設備比較笨重，龐大，在基坑內部施工，也常受 到周圍環境的限制。
發明內容
本發明旨在提供一種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法和設備。它
可以替代以旋噴樁和"雙液"灌漿的方法對基坑內帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的修補方法， 并且該方法具有不受操作空間限制，操作簡便易行，不用回填土體，可靠性強，準確性高，節 省施工時間，風險可以降到最低的特點。 本發明關于修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷所用設備包括灌漿錘，灌漿
管，灌槳嘴、灌槳機。 所述灌槳錘包括風鎬、帷幕風鎬錘和樁頭；風鎬為其動力源；帷幕風鎬錘包括錘 尾、錘身和錘頭；其上端的錘尾與風鎬的輸出端子連接并設有鎖緊裝置；其下端的錘頭為 由外管和內芯構成的管狀套頭；樁頭為下端帶有外螺紋的鋼管；樁頭的外徑小于錘頭的外 管內徑，樁頭的內徑大于錘頭的內芯外徑；錘身為錐形柱體，連接錘尾和錘頭；風鎬與帷幕 風鎬錘的錘尾鎖緊連接，帷幕風鎬錘的錘頭與樁頭套接成灌漿錘。
其中，錘尾的鎖緊裝置可以是彈簧鎖扣。 所述灌漿管，包括多根輸漿管、多根出漿管和尖頭；輸漿管為兩端帶有外螺紋，直 徑與灌漿錘的樁頭匹配的鋼管，多根輸漿管可以以管箍依次連接；出漿管為兩端帶有外螺 紋，直徑與輸漿管匹配的鋼管，在其管外壁上，均勻分布著多個橫向的環形凸起，在環形凸 起之間設有多個出漿口并套有橡膠薄膜，多根出漿管可以以管箍依次連接；尖頭為上端帶 有外螺紋，直徑與出漿管匹配，下端為圓錐形尖樁的鋼管；依次連接的輸漿管、依次連接的 出漿管、尖頭可以依次以管箍連接成灌漿管。 所述輸漿管、出漿管的直徑、長度、數量，可以根據施工的要求選擇，依次連接后下 端與尖頭連接成灌槳管。 所述灌漿嘴為兩端帶有接口的膠管；所述灌漿機為專利號CN200720097456. X的專利技術涉及的灌漿機。 本發明關于修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法是構筑附加帷幕； —，在地下建筑帷幕內側設置灌漿管列陣 1 ，選擇灌漿管列陣施工位置； 灌漿管列陣為打入地下的一排數個或數排數列垂直并行的灌漿管；灌漿管列陣 的施工位置選擇在地下建筑帷幕內側的基坑內，在出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷部位的上 方； 2，選擇灌漿管的長度； 以灌漿管能夠達到并超過出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷處，并能夠對涌水和流沙 形成約束的深度H為準，選擇輸漿管的數量r^、出漿管的數量n2和輸漿管的長度hl、出漿 管的長度h2 ;即niXhl+n2Xh2 = H;
3，灌漿管列陣的構筑； 將最下面的出漿管的下端以管箍與尖頭連接，將其上端與樁頭的下端以管箍連 接；將灌漿錘的帷幕風鎬錘的錘頭與樁頭上端套接，使錘頭的外管套在樁頭上端的管外壁 外面，錘頭的內芯插入樁頭的管內壁內；將帷幕風鎬錘的錘尾與風鎬的端子鎖緊連接后，啟 動風鎬；以風鎬的沖擊力通過帷幕風鎬錘的錘頭和樁頭，將下端帶有尖頭的出漿管向土體 錘擊，并擠壓進入土體；待第一根出漿管全部進入土體后，用管鉗將樁頭取下，根據既定的灌漿管的長度，依此方法再連接一根或多根出漿管并錘入地下后，再連接一根或多根輸漿管并錘入地下后，取下樁頭，由多根輸漿管、多根出漿管和尖頭構成的灌漿管即被擠入到修補帷幕缺陷要求的地下深度； 將數根灌漿管并行垂直錘入地下，每根灌漿管的間距約5-10cm左右，形成由灌漿管構成的列陣；
二，灌槳 1，將灌漿嘴與輸漿管的上端連接，使灌漿嘴、多根輸漿管、多根出漿管和尖頭連成一體； 2，使用兩個灌漿機同時與兩個相鄰的灌漿嘴連接，將納米防水水泥漿體或水玻璃分別通過相鄰的灌漿嘴，輸漿管擠入相鄰的出漿管，并加壓至最高的壓力，納米防水水泥漿體或水玻璃通過出漿管的出漿口擠入出漿管周圍的土體； 3，依次將列陣中的所有灌漿管注滿，待納米防水水泥漿體和水玻璃充分固化后，在基坑內帷幕缺陷的部位構筑成附加帷幕。 附加帷幕的構筑對基坑內帷幕缺陷的部位進行了修補，基坑便可以繼續開挖。
當所構筑的附加帷幕對基坑造成侵線時，可以在繼續開挖基坑時，邊開挖，邊剔除裸露的納米防水水泥漿體和水玻璃的凝固體，并用電氣焊分層割除露出土體的鋼管，當缺陷暴露時，即采用常規的辦法進行封堵，即可以保證基坑的繼續開挖。 本發明所述納米防水水泥槳體為專利號CN20041007189. 8的專利技術涉及的納米防水水泥。 本發明在使用時有以下積極效果 由于本發明通過相鄰的灌漿管分別注入土體的是納米防水水泥漿體或水玻璃，納米防水水泥漿體與凝固劑水玻璃相聚會快速地凝固。凝固體在灌漿機壓力的推動下，會對出漿管周圍的土體產生擠壓，使土體"劈裂"并移位，移位后的部位被凝固體所填充形成以灌漿鋼管為中心的水泥樁體，水泥樁體的周圍則是壓密后的土體。 由于本發明的灌漿管的出漿管管壁上均勻地分布有出漿口，當其中一個出漿口為凝固體所堵塞，灌漿壓力不能克服其阻力時，納米防水水泥漿體或水玻璃還會從其它出漿口擠出，形成新的凝固體，直至凝固體封閉了所有的出漿口，并不再有通路可以擠出時，由灌漿管為軸心的水泥樁體也就形成了。由于灌漿管之間的距離很近，所以各灌漿管之間的水泥樁體很容易相互"咬合"，這些水泥樁體的相互咬合，就構成了附加的帷幕墻體，即附加帷幕。 與上述工藝相配合的灌漿機可以產生30Mpa以上的擠壓壓力，利用這種設備可以使擠出的納米防水水泥或水玻璃的漿體十分容易地將灌漿管周圍的土體擠開、壓密或小范圍的劈裂，使灌漿管之間聯成一體，形成附加帷幕。 由于本發明采用納米防水水泥漿體與水玻璃進行灌漿，其相互接觸后凝固的速度極快，所以避免了使用傳統的普通水泥與水玻璃的雙液灌漿時，由于凝固速度慢，產生大范圍的"劈裂"和"枝蔓"狀，而不能成樁的弊病。 由于本發明的灌漿管包括輸漿管、出漿管、尖頭各組件，施工時現場可以即時分節組裝，因此，不受操作空間限制，操作簡便易行。 由于本發明靠灌漿錘將灌漿管打入土體，而不是采用鉆孔的方法插埋灌漿的管道，因此，遇到湧水和流沙時，盡管出漿管上設有出漿口 ，但是出漿口上覆設有橡膠膜，使得出漿口只能出漿，湧水和流沙不會通過出漿口倒流并再次冒出，也不存在土體鉆孔冒水的問題，因此施工時不用回填土體，具有可靠性強，準確性高，節省施工時間，風險可以降到最低的特點。 由于本發明的灌漿錘通過樁頭把沖擊力傳遞給輸漿管，樁頭成為承受沖擊力的易損件，從而減少了輸漿管因直接承受錘擊的損壞；而樁頭的更換比較簡單，造價較低，降低了工程的成本。 綜上所述，本發明是一種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法和設備。它可以替代以旋噴樁和"雙液"灌漿的方法對基坑內帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的修補方法，該方法具有不受操作空間限制，操作簡便易行，不用回填土體，可靠性強，準確性高，節省施工時間，風險可以降到最低的特點。
圖1為本發明在基坑內形成的附加帷幕剖面示意圖。
圖2為本發明在基坑內形成的附加帷幕俯視示意圖。 圖3為本發明形成的附加帷幕示意圖。 圖4為灌漿管示意圖。 圖5為灌漿錘示意圖。 圖6為灌漿錘和灌漿管工作狀態示意圖。 圖7為灌漿工藝工作狀態示意圖。 1-不開挖土體，2-帷幕，3-帷幕缺陷，4-已經開挖的部位，5-灌漿管，6-附加帷幕，7-輸漿管，8-出漿管，9-尖頭，10-灌漿嘴，，11-環狀突起，12-出漿口 ， 13-橡膠薄膜，14-外螺紋，15-灌漿錘，16-風鎬，17-帷幕風鎬錘，18-錘頭，19-錘尾，20-錘身，21-樁頭，22-鎖緊裝置，23-灌漿機，24-外管，25-內芯，26-管箍。
具體實施例方式本發明實施例 某重點工程地下帷幕2，開挖標高_29m。其中在_21m以下為微承壓水層，粉沙質土。水壓O. 4MPa。為防止在該部位出現問題，開挖之前已在帷幕2的內、外側均補做旋噴樁并進行了 "雙液"灌漿。但當已經開挖的部位4至-25m時，由于帷幕缺陷3，出現了湧水和流沙的險情。當時，立即停止開挖并組織了填壓和封堵，填壓至23m處。
封堵成功后，用本發明的辦法，對缺陷部位進行再次加固。
采用的設備包括灌漿錘15，灌漿管5，灌漿嘴10，灌漿機22。
— ，在地下建筑帷幕內側設置灌漿管列陣 灌漿管5列陣的施工位置選擇在地下建筑帷幕內側的基坑內，深度在_25m出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷部位； 選擇輸漿管7的數量ni = 5根、出漿管8的數量n2 = 2根；每根輸漿管7的長度hl = lm，每根出槳管8的長度h2 = lm ;即H = 7m ; 將第一根出漿管8的下端的外螺紋14與尖頭9上端的外螺紋14以管箍26連接，將出漿管8上端的外螺紋14與樁頭21的下端的外螺紋14同樣以管箍26連接； 將灌槳錘15的帷幕風鎬錘17的錘頭18與樁頭21上端連接，使錘頭18的外管24
套在樁頭21上端的管外壁外面，錘頭18的內芯25插入樁頭21的管內壁內； 將帷幕風鎬錘17的錘尾19與風鎬16的端子鎖緊連接后，啟動風鎬16 ;風鎬16的
沖擊力則通過帷幕風鎬錘17的錘頭18錘擊樁頭21，將下端帶有尖頭9的出漿管8向土體
錘擊，擠壓進入帷幕缺陷3部位附近的土體。 待第一根出漿管8全部進入土體后，用管鉗將樁頭21取下，再以管箍將第一根出漿管8上端外螺紋14與第二根出漿管8下端外螺紋14連接，錘入地下后，再依次連接5根輸漿管7并錘入地下，將2根出漿管8、5根輸漿管7依次連接后錘擊、擠入到基坑內-7m處；而出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷處的深度為基坑內_5m，出漿管8到達的深度超過出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷處2m ; 將5根灌漿管5分別錘入地下，每根灌漿管5的間距約5-10cm左右，形成由灌漿
管5構成梅花狀列陣； 二，灌槳 將灌漿嘴10與輸漿管7的上端連接，使灌漿嘴10、5根輸漿管7、2根出漿管8和尖頭9連成一體。 使用兩個灌漿機22同時與兩個灌漿嘴10分別連接，將納米防水水泥和水玻璃漿
體分別通過兩個灌漿嘴IO，輸漿管7擠入出漿管8，并加壓至最高的壓力，使納米防水水泥
漿體和水玻璃分別通過相鄰的兩根出漿管8的出漿口 12擠入周圍的土體； 依次將列陣中的5根灌漿管5注滿，納米防水水泥漿體和水玻璃快速凝固，待其充
分固化后，使該部位形成以灌漿管5為軸心的附加帷幕6，同時并對該部位的土體進行壓密
處理，修補了地下建筑基坑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷。 二，缺陷的修補 當開挖至標高位置_29m時，地下帷幕的缺陷封堵良好，凝固后的納米防水水泥和水玻璃與灌漿管5形成的固化層非常牢固。
權利要求
一種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法，其特征在于它是以構筑附加帷幕修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷，其方法是一，在地下建筑帷幕內側設置灌漿管列陣①選擇灌漿管列陣施工位置；灌漿管列陣為打入地下的一排數個或數排數列垂直并行的灌漿管；灌漿管列陣的施工位置選擇在地下建筑帷幕內側的基坑內，在出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷部位的上方；②選擇灌漿管的長度；以灌漿管能夠達到并超過出現夾沙、劈叉和缺位的缺陷處，并能夠對涌水和流沙形成約束的深度H為準，選擇輸漿管的數量n1、出漿管的數量n2和輸漿管的長度h1、出漿管的長度h2；即n1×h1+n2×h2＝H；③灌漿管列陣的構筑；將最下面的出漿管的下端以管箍與尖頭連接，將其上端與樁頭的下端以管箍連接；將灌漿錘的帷幕風鎬錘的錘頭與樁頭上端套接，使錘頭的外管套在樁頭上端的管外壁外面，錘頭的內芯插入樁頭的管內壁內；將帷幕風鎬錘的錘尾與風鎬的端子鎖緊連接后，啟動風鎬；以風鎬的沖擊力通過帷幕風鎬錘的錘頭和樁頭，將下端帶有尖頭的出漿管向土體錘擊，并擠壓進入土體；待第一根出漿管全部進入土體后，用管鉗將樁頭取下，根據既定的灌漿管的長度，依此方法再連接一根或多根出漿管并錘入地下后，再連接一根或多根輸漿管并錘入地下后，取下樁頭，由多根輸漿管、多根出漿管和尖頭構成的灌漿管即被擠入到修補帷幕缺陷要求的地下深度；將數根灌漿管并行垂直錘入地下，每根灌漿管的間距約5-10cm左右，形成由灌漿管構成的列陣；二，灌漿①將灌漿嘴與輸漿管的上端連接，使灌漿嘴、多根輸漿管、多根出漿管和尖頭連成一體；②使用兩個灌漿機同時與兩個相鄰的灌漿嘴連接，將納米防水水泥漿體或水玻璃分別通過相鄰的灌漿嘴，輸漿管擠入相鄰的出漿管，并加壓至最高的壓力，納米防水水泥漿體或水玻璃通過出漿管的出漿口擠入出漿管周圍的土體；③依次將列陣中的所有灌漿管注滿，待納米防水水泥漿體和水玻璃充分固化后，在基坑內帷幕缺陷的部位構筑成附加帷幕。
2. —種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的設備，其特征在于它包括風鎬、帷幕 風鎬錘和樁頭；風鎬為其動力源；帷幕風鎬錘包括錘尾、錘身和錘頭；其上端的錘尾與風鎬 的輸出端子連接并設有鎖緊裝置；其下端的錘頭為由外管和內芯構成的管狀套頭；樁頭為 下端帶有外螺紋的鋼管；樁頭的外徑小于錘頭的外管內徑，樁頭的內徑大于錘頭的內芯外 徑；錘身為錐形柱體，連接錘尾和錘頭；風鎬與帷幕風鎬錘的錘尾鎖緊連接，帷幕風鎬錘的 錘頭與樁頭套接成灌漿錘。
3. 根據權利要求2所述一種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的設備，其特征 在于帷幕風鎬錘的錘尾鎖緊裝置是彈簧鎖扣。
4. 一種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的設備，其特征在于它是灌漿管，包 括多根輸漿管、多根出漿管和尖頭；輸漿管為兩端帶有外螺紋，直徑與灌漿錘的樁頭匹配的鋼管，多根輸漿管可以以管箍依次連接；出漿管為兩端帶有外螺紋，直徑與輸漿管匹配的鋼管，在其管外壁上，均勻分布著多個橫向的環形凸起，在環形凸起之間設有多個出漿口并套 有橡膠薄膜，多根出漿管可以以管箍依次連接；尖頭為上端帶有外螺紋，直徑與出漿管匹配，下端為圓錐形尖樁的鋼管；依次連接的輸漿管、依次連接的出漿管、尖頭可以依次以管 箍連接成灌漿管。
全文摘要
一種修補地下建筑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的方法和設備。涉及一種地下工程的施工方法和配套的設備。它可以替代以旋噴樁和“雙液”灌漿的方法對基坑內帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷的修補方法，該方法不受操作空間限制，操作簡便易行，不用回填土體，可靠性強，準確性高，節省施工時間，風險可以降到最低的特點。以包括帷幕風鎬錘和風鎬的灌漿錘將一排或幾排灌漿管沖擊進入基坑內帷幕缺陷部位的土體之下，再分別用灌漿機向包括輸漿管、出漿管、樁頭和灌漿嘴的灌漿管內，灌入納米防水水泥漿體或水玻璃，再通過灌漿管的出漿口，在土體內與相鄰的其他灌漿管接觸凝固，構成附加帷幕，即修補了地下建筑基坑帷幕夾沙、劈叉和缺位缺陷，便于繼續施工。
文檔編號E02D15/04GK101713198SQ200910228379
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者司亞林, 向楠, 朱琳, 王權平, 王鎮生, 王靜平, 高子淞, 高振麗, 高振偉, 高鑫 申請人:高振偉;王鎮生