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  1.本发明涉及管道工程技术领域，尤其涉及一种骑马井的施工装置及施工方法。

  2.骑马井是一种在管道上加建的特殊检查井，例如顶管施工完成后，在已建地下管道(即顶管)的上方制作井筒(即骑马井)，管道建成通水后，该井筒能够为维护人员下井检查提供通道。

  3.对于一般环境下的骑马井，由于其覆土不深，一般会用高压旋喷桩作围护结构，然后通过机械或人工向下开挖，在顶管施工时预留外覆钢板的特殊管节上开孔并浇筑混凝土井筒即可。但对于处于紧邻主干道、市区街道、历史保护建筑或重要管线位置的骑马井，则无法采用上述施工方法。因为上述施工方法在施工全套工艺流程中对土体扰动大，会对旁边的环境和建筑产生较大影响，不足以满足施工要求。此外，对于深度较深的管道，开挖阶段部分余土需要人工下深井清除，上述施工方法由于开挖时需要布置照明、新风设备等，导致井内空间狭小，实施工程人员井下作业困难，在密闭空间内作业时间长，存在比较大的安全隐患。

  4.基于以上问题，本发明的目的是提供一种骑马井的施工装置及施工方法，施工工序简单，易操作，能够减少开挖作业对旁边的环境和建筑产生的影响，减少支模，同时减少实施工程人员井下作业时间，提高施工效率和施工安全性，缩短施工周期，更经济实用。

  8.第一套管，所述第一套管通过所述摇管机摇管至骑马井的预设施工位置，并与顶管连接；

  11.第二套管，同轴且间隔设置于所述第一套管内，并与所述顶管连接，所述第一套管与所述第二套管之间用于浇筑混凝土，以形成所述骑马井。

  12.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述第一套管插入地下一端的开口边沿上沿周向间隔设置有多个尖形结构。

  13.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述第一套管包括多个相连的管段，每相邻两个所述管段之间均为焊接连接。

  14.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述挖掘设备包括滑臂挖掘机和伸缩臂挖掘机，所述第一套管内的第一阶段土料采用所述滑臂挖掘机挖土，所述第一套管内的第二阶段土料采用所述伸缩臂挖掘机挖土，所述第二阶段土料的深度大于所述第一阶段土料的深度。

  15.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述顶管的外壁上环设有连接板，所述顶管通过所述连接板与所述第一套管连接。

  16.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述第一套管内于顶端开口处设置有隔板，所述第一套管的顶端盖设有盖板。

  17.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述第一套管由钢材料制备而成，所述第二套管由聚乙烯材料制备而成。

  18.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述第一套管上设置有第一预埋单法墙管，所述第二套管内设置有第二预埋单法墙管。

  19.作为本发明的骑马井的施工装置的优选方案，所述顶管的底端设置有多个注浆孔。

  20.另一方面，提供一种骑马井的施工方法，采用如上所述的骑马井的施工装置，包括以下步骤：

  22.采用所述摇管机将所述第一套管摇管至所述骑马井的预设施工位置，以使所述第一套管延伸至与地下的所述顶管接触；

  24.开挖完成后，将所述第一套管的底端与所述顶管的外壁固定连接，并在所述顶管上开设通孔；

  25.在所述第一套管内下放所述第二套管，并将所述第二套管的底端与所述顶管的外壁固定连接；

  摆喷的施工方法支设mjs工法桩，以形成围护结构，然后通过摇管机将第一套管摇管至骑马井的预设施工位置。采用mjs工法能够有实际效果的减少地基处理时因地内压力过高导致的土体挤压、隆起等对旁边的环境以及建筑物产生的影响，围护结构可以作为止水帷幕确保开挖过程中的施工安全性，止水效果好。通过摇管机将第一套管提前下放至设计深度，开挖时可有效隔断周围土体，减少开挖时对周边环境的影响，并能够增加骑马井井壁与第一套管焊接时的作业安全性。利用挖掘设备将第一套管内的土料挖出后，先将第一套管与顶管的外壁连接，然后再将第二套管下放至第一套管内，并将其与顶管的外壁固定连接，第一套管与第二套管之间形成浇筑腔，最后在浇筑腔内浇筑混凝土，混凝土成型后即形成骑马井。第二套管的设置，使其可以作为骑马井浇筑的内模，从而减少了支模，能够为施工人员井下作业提供更大的空间，缩短作业时间，进而缩短施工周期，同时较大的作业空间能够确保施工人员的安全。本发明的骑马井的施工方法，施工工序简单且易施行，能够有效提高施工效率，经济效益好。

  29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施

  34.1-摇管机；2-mjs工法桩；3-第一套管；4-第二套管；5-隔板；6-盖板；

  36.100-顶管；101-连接板；102-通孔；103-注浆孔；200-混凝土；300-地面。

  37.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

  38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

  39.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

  40.mjs工法是“全方位高压喷射技术”的简称。mjs工法采用的是全方位高压喷射注浆机进行施工，该施工方法可以进行超深度加固、水平地层或倾斜地层加固，整个系统最大的特点是配备有调控和量测地内压力的自动装置。mjs工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上采用了独特的多孔管和前端造成装置，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆来控制地内压力，大幅度减小对周边环境的影响，对保护周边环境十分有利。

  41.如图1至图3所示，本实施例提供一种骑马井的施工装置，该骑马井的施工装置包括摇管机1、第一套管3、mjs工法桩2、挖掘设备和第二套管4。

  42.其中，摇管机1用于将第一套管3摇管至骑马井的预设施工位置，第一套管3的底端与顶管100连接。mjs工法桩2用于在骑马井的预设施工位置的周向围设形成围护结构。挖掘设备用于开挖第一套管3内的土料，第一套管3内的土料挖出之后，第一套管3形成骑马井浇筑的外模。第二套管4同轴且间隔设置于第一套管3内，形成骑马井的内膜，第一套管3与第二套管4之间用于浇筑混凝土200。本实施例中，优选浇筑自密实混凝土。

  摆喷的施工方法支设mjs工法桩2，以形成围护结构，而后通过摇管机1将第一套管3摇管至骑马井的预设施工位置。采用mjs工法能够有效减

  少地基处理时因地内压力过高导致的土体挤压、隆起等对周边环境和建筑物产生的影响，围护结构可当作止水帷幕确保开挖过程中的施工安全性，止水效果好。通过摇管机1将第一套管3提前下放至设计深度，开挖时可有效隔断周围土体，减少开挖时对旁边的环境的影响，并能够增加骑马井井壁与第一套管3焊接时的作业安全性。利用挖掘设备将第一套管3内的土料挖出后，先将第一套管3与顶管100的外壁连接，然后再将第二套管4下放至第一套管3内，并将其与顶管100的外壁固定连接，第一套管3与第二套管4之间形成浇筑腔，最后在浇筑腔内浇筑混凝土200，混凝土200成型后即形成骑马井。第二套管4的设置，使其可当作骑马井浇筑的内模，由此减少了支模，能够为实施工程人员井下作业提供更大的空间，缩短作业时间，进而缩短施工周期，同时较大的作业空间能保证实施工程人员的安全。

  44.可选地，第一套管3插入地下一端的开口边沿上沿周向间隔设置有多个尖形结构，多个尖形结构能够减小第一套管3下移时的阻力，便于第一套管3顺利摇管至预设施工位置。示例性地，可在第一套管3的端部沿周向加工锯齿形结构，锯齿的长度为10cm。

  45.可选地，第一套管3包括多个相连的管段，每相邻两个管段之间均为焊接连接。具体施工时，通过摇管机1的夹持环夹住一个管段(该管段插入地下的一端设置有上述的尖形结构)，并将该管段压入地下至预设位置(管段顶部露出地面300)，随后摇管机1松开该管段再夹持下一个管段，将下一个管段与压入地下的管段对接并焊接，然后再继续摇管。重复上述步骤，直至第一套管3的下放深度满足骑马井的设计要求。第一套管3所包含的管段数量根据骑马井的深度选择，示例性地，每个管段的长度均为2m，若骑马井的深度为17.8m，则使用9个管段即可。

  坡口焊的形式进行上下焊接，焊缝深度需满足14mm，保证第一套管3的整体强度。

  47.可选地，挖掘设备包括滑臂挖掘机和伸缩臂挖掘机，第一套管3内的第一阶段土料采用滑臂挖掘机挖土，第一套管3内的第二阶段土料采用伸缩臂挖掘机挖土，第二阶段土料的深度大于第一阶段土料的深度。以23m深的骑马井为例，第一套管3内从地面300向下9m之前的土料选用滑臂挖掘机进行挖土，再向下9m-23m的土料选用伸缩臂挖掘机进行挖土，合理利用施工设备，节省施工成本。第一套管3最底部的余土需要施工人员下至底部清理并转运出，同时进行人工修边整理。

  48.可选地，参阅图1和图2，顶管100的外壁上环设有连接板101，顶管100通过连接板101与第一套管3连接。本实施例中，连接板101为提前在顶管100上预设的环形钢板，为后期第一套管3与顶管100的连接做准备。当第一套管3内的土料清理干净后，施工人员下至第一套管3的底部，将第一套管3与连接板101焊接，具体地，将第一套管3内壁沿周向均与连接板101焊接牢固，保证第一套管3固定稳定。

  49.参阅图1和图3，第一套管3固定好后，在顶管100管壁上开设通孔102，通孔102与第一套管3的内腔相对，该通孔102的作用是为后期的管道检修提供通道，通孔102的直径略小于第二套管4的管径，以便于第二套管4与顶管100连接。顶管100上的通孔102开设好后，将第二套管4下放至第一套管3内，并将第二套管4的底端与顶管100上的连接板101固定连接。本实施例中，使用细石混凝土固定第二套管4，具体地，在第二套管4的底部与连接板101接触的位置，沿周向涂覆细石混凝土，细石混凝土定型凝固后，第二套管4即固定。

  50.可选地，本实施例中，第一套管3由钢材料制备而成，其结构强度足，能够满足摇管

  下放要求。第二套管4由聚乙烯材料制备而成(例如hdpe高密度聚乙烯)，使得第二套管4本身便具有耐酸及耐盐碱性能，满足骑马井的防腐要求，无需额外涂覆防腐材料等，省去了防腐施工步骤。

  51.可选地，参阅图1和图3，顶管100的底部设置有多个注浆孔103。注浆孔103的设置目的就是通过这些注浆孔103向管外压浆，以填充管外间隙，增加顶管100管底强度，减少沉降。注浆孔103可根据不同目的和要求布置，如半环状(拱状)、排式等。

  52.可选地，参阅图3，第一套管3内于顶端开口处设置有隔板5，隔板5用于防止外物坠入骑马井中，提高安全性，同时能够遮挡杂物，避免封堵下部管道。隔板5优选为网格板，避免骑马井完全密封，同时能够过滤杂物。进一步地，第一套管3的顶端盖设有盖板6。盖板6由混凝土制成，其能够封盖骑马井的井口，进一步提高安全性，防止外物意外坠落骑马井。

  53.可选地，参阅图1和图3，第一套管3上设置有第一预埋单法墙管7，第二套管4内设置有第二预埋单法墙管8。若管道中有大量水涌出时，第一预埋单法墙管7和第二预埋单法墙管8均能够缓冲管道中的压力，避免管道中的水直接涌出骑马井。本实施例中，第二预埋单法墙管8上的法兰板为盲法兰，一方面可以防止水涌出骑马井，另一方面可以进一步防止外物坠落。

  54.参阅图1至图3，本实施例还一种骑马井的施工方法，采用如上所述的施工装置，具体包括以下步骤：

  56.(2)采用摇管机1将第一套管3摇管至骑马井的预设施工位置，以使第一套管3延伸至与地下的顶管100接触；

  58.(4)开挖完成后，将第一套管3的底端与顶管100的外壁固定连接，并在顶管100上开设通孔102；

  59.(5)在第一套管3内下放第二套管4，并将第二套管4的底端与顶管100的外壁固定连接；

  60.(6)在第一套管3和第二套管4之间浇筑混凝土200，以形成骑马井。

  61.mjs工法施工时，其设备自身可进行360度旋转，本实施例在步骤(2)中，采用mjs工法进行180

  摆喷施工，即半幅转动可以进一步减小施工对周边环境和建筑产生的影响。同时，mjs桩形成的围护结构具有良好的止水效果，能够避免影响周边环境。

  62.本实施例提供的骑马井的施工方法，施工工序简单且易施行，能够有效提升施工效率，经济效益好。

  63.以某施工项目为例，采用上述的骑马井的施工方法施工，第一套管3的多个管段均为钢套筒，各具体参数如表1和表2所示。

  65.序号内容参数序号内容参数1桩径2600mm(半幅)10成桩角度误差控制≦1/1002水灰比1:111提升速度25～40min/m3水泥浆压力40mpa12步距行程25cm～4cm4水泥浆浆液流量90l/min13步距提升时间60s

  5主空气压力0.7～1.05mpa14转速3～5rpm6主空气流量1.0～2.0nm3/min15地内压力系数1.3～1.67倒吸水压力0～20mpa16水泥掺量≥40％8倒吸水流量0～60l/min17孔位偏差≤5cm9削孔水压力10～30mpa1828d抗住压力的强度1.0mpa

  采用本实施例的施工方法后，经测量计算，在整个骑马井施工期间，临近骑马井4m处的管道沉降量为1.1cm(小于2cm)，水平位移0.6mm，均符合施工要求。临近骑马井2m范围内的管道沉降量为1.6cm(小于2cm)，符合施工要求。摇管机施工完成后第一套管3的竖向偏差量为51mm，满足1/300的施工要求。相比于传统施工方法，单个骑马井的施工效率明显提高。

  注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说可以有效的进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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  研究领域 ：大气物理学与大气环境(陆面过程与区域气候数值模拟、大气边界层物理与卫星遥感、大气环境与灾害性天气、气候变化与环境演变、强对流性天气与雷电防护)

  1.深基坑与深基础工程理论、设计方法与关键实施工程技术 2.地下结构共同工作集约化分析理论和设计方法