[0001] 本发明属于基坑技术领域，涉及工作井与管廊的共用基坑，尤其是一种工作井与管廊共用基坑的加固体系。

[0002] 随着国内城市化进程的快速发展，地下空间得到了广泛的开发与利用，地下管线、地下通道等已经成为了现代城市网络系统的重要组成部分；其中布置地下管线通常需要进
行顶管以及管廊施工，顶管需要施工收、发工作井，管廊施工需要施工管廊基坑，二者通常
先、后分别施工基坑及支护结构，导致顶管施工影响管廊施工、或者管廊施工影响顶管施
工，施工步骤繁琐、工期延误，施工效率低、成本高；且顶管需要进行不间断施工，防止中途
启动对顶管本身及既有物造成影响，因此工作井的加固及止水支护是顶管施工的重要制约
因素。

[0003] 为此，我们提出一种工作井与管廊共用基坑的加固体系，以解决上述问题。

[0039] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。

[0040] 实施例1：

[0041] 一种工作井与管廊共用基坑的加固体系，如图1至图10所示，在管廊、顶管的设计位置施工共用基坑1，共用基坑1包括管廊基坑11和工作井12，管廊基坑11至少一侧设置若
干工作井12，管廊基坑11和工作井12相连接，管廊基坑11用于施工管廊，工作井12用于进行
顶管的始发、接收施工；管廊基坑11和工作井12的周侧设置支护体系2，通过支护体系对管
廊基坑11、工作井12进行止水加固，保证施工安全。

[0042] 如图1、图2、图6所示，支护体系2包括若干灌注桩21、若干高压旋喷桩22、若干水泥搅拌桩23和一对冠梁24，若干灌注桩21和若干高压旋喷桩22为相间设置，灌注桩21、高压旋
喷桩22的外侧设置若干水泥搅拌桩23，位于管廊基坑11两侧的若干灌注桩21、若干高压旋
喷桩22的顶端部分别通过一对冠梁24固定连接在一起，形成整体；灌注桩21的底端部位于
底板下方5m，灌注桩21的顶端部与冠梁24设计位置高度相同，灌注桩21的直径为0.8m，相邻
两个灌注桩21的桩心间距为1.5m，采用旋挖钻机成孔，灌注桩21桩基采用C30混凝土现浇，
钢筋的型号为HRB400，净保护层厚度为50mm，灌注桩21的钢筋笼4内侧距离顶端部80cm处、
距离底端部30cm处分别固定安装一道环形加强筋41，钢筋笼4的底端部30cm范围内主筋向
内弯折15°至20°，钢筋笼4外侧设置螺旋形加强筋41，螺旋加强筋41的间距为10cm，加强钢
筋笼4的承受力，钢筋笼4的顶端部锚入冠梁24并留出保护层厚度，为保证混凝土浇筑过程
中的桩体质量，首灌时使用大料斗并且对首灌方量进行计算，保证桩体端部的质量，混凝土
浇筑应连续进行，不能中断；高压旋喷桩22的桩长大于管廊基坑11深度6m，直径为0.6m，采
用双管旋喷法进行施工，高压旋喷桩22的水泥采用强度等级为P.0.42.5及其以上的普通硅
酸盐水泥，其外加剂和掺和剂用量根据实际施工需求通过试验确定，保证灌注桩21与高压
旋喷桩22形成一道防水加固防线，高压旋喷桩22及水泥搅拌桩23土体的无侧限抗压强度均
不小于0.8MPa；若干水泥搅拌桩23相互咬合，形成止水加固挡墙，水泥搅拌桩23的直径为
0.8m，相邻两个水泥搅拌桩23之间相互咬合0.25m；位于管廊基坑11两侧的灌注桩21和高压
旋喷桩22之间固定安装支撑组件3，提高支护效果，支撑组件3包括若干混凝土支撑31和若
干钢支撑32，一对冠梁24之间间隔固定安装若干混凝土支撑31，位于管廊基坑11两侧的若
干灌注桩21、若干高压旋喷桩22之间间隔固定安装若干钢支撑32，若干混凝土支撑31和若
干钢支撑32的间距根据实际施工需求确定；管廊基坑11的基底位置设置若干高压旋喷桩22
进行封底，基底的若干高压旋喷桩22直径均为0.6m，间距为0.4m，深度为3m，采用梅花形设
置；工作井12的侧壁上设置顶管洞口121，顶管洞口121位置设置若干排高压旋喷桩22进行
止水加固，高压旋喷桩22的顶端部位于顶管管节的上方5m处，高压旋喷桩22的底端部位于
顶管管节的下方5m处，高压旋喷桩22的直径为0.6m，采用双管旋喷法进行施工，相邻两个高
压旋喷桩22咬合长度不小于0.25m，高压旋喷桩22的水泥采用强度等级为P.0.42.5及其以
上的普通硅酸盐水泥；位于工作井12两侧的管廊基坑11处分别设置一道横向设置的工作井
支护25，两道工作井支护25的结构与管廊基坑11两侧的支护体系2的结构相同，不再赘述，
两道工作井支护25的水泥搅拌桩23远离工作井12，对工作井12处进行加强防水加固。

[0043] 如图3所示，水泥搅拌桩23的顶端部位于管廊基坑11基底上方14m，底端部位于管廊基坑11基底下方7m；水泥搅拌桩23施工时，施工顺序如图3中的施工顺序标记Ⅰ～Ⅴ，三个
水泥搅拌桩23为一组共同施工，一组水泥搅拌桩23的宽度为1100mm，施工完上一组水泥搅
拌桩23后，间隔一个水泥搅拌桩23的位置，施工下一组水泥搅拌桩23，再补充施工间隔位置
的水泥搅拌桩23，重复该步骤完成水泥搅拌桩23的施工；对于转角处，先施工一侧的水泥搅
拌桩23，再施工另一侧的水泥搅拌桩23，两侧的水泥搅拌桩23重叠一个桩位，保证转角处防
水质量，避免出现渗水、漏水问题。

[0044] 水泥搅拌桩23的冷缝处理有两种方式：

[0045] 冷缝处理方式之一：如图4所示，当一次施工搅拌桩231和二次施工搅拌桩232间隔时间在24小时之内时，二次施工搅拌桩232与一次施工搅拌桩231咬合相接，且在一次施工
搅拌桩231和二次施工搅拌桩232相接位置的一侧或者两侧再施工一组水泥搅拌桩23，与一
次施工搅拌桩231、二次施工搅拌桩232均咬合，提高加固止水效果；

[0046] 冷缝处理方式之二：如图5所示，当一次施工搅拌桩231和二次施工搅拌桩232间隔时间大于24小时，在一次施工搅拌桩231的端部间隔施工二次施工搅拌桩232，围绕一次施
工搅拌桩231和二次施工搅拌桩232相接位置施工两组水泥搅拌桩23，并在一次施工搅拌桩
231和二次施工搅拌桩232的间隙施工若干高压旋喷桩22，对一次施工搅拌桩231和二次施
工搅拌桩232的间隙进行封堵，使二者形成一体，保证冷缝处的止水效果。

[0047] 在灌注桩21、高压旋喷桩22均达到强度后，进行冠梁24施工及混凝土支撑31，将若干灌注桩21、高压旋喷桩22连接起来，提高其总体抵抗土侧压力强度；冠梁24的横截面尺寸
为1000mm×800mm，混凝土支撑31的横截面尺寸为800mm×800mm，均采用C30钢筋混凝土结
构，钢筋的型号为HPB300及HRB400，净保护层为40mm，冠梁24施工前，需将灌注桩21顶端部
的混凝土凿除，凿除高度为冠梁24的高度，随后清理灌注桩21顶端部的虚渣至桩顶设计标
高，再施工冠梁24。

[0048] 如图1、图10所示，位于顶管洞口121处的高压旋喷桩22施工完成后，在顶管洞口121外侧的2m范围设置注浆单元6，采用钻杆后退式深孔注浆施工工艺对高压旋喷桩22施工
不密实处进行注浆填充，注浆的浆液采用型号为PO.42.5的普通硅酸盐水泥单液浆；注浆单
元6包括竖直设置的第一注浆管61和水平设置的第二注浆管62，第一注浆管61设置在高压
旋喷桩22桩体背侧不密实部位进行注浆填充，第二注浆管62设置在高压旋喷桩22桩体咬合
不到位的部位进行注浆填充，保证顶管洞口121周侧加固密实；注浆单元6采用分区跳打的
方法进行施工，注浆顺序为先中间孔，后两侧孔，由外侧到内侧，隔孔打设注浆，注浆过程中
先注水2～3分钟，保证注浆管路、地层中孔隙畅通，注浆时同时注意注浆时间及注浆压力的
变化，压力变化值最大不得超过正常注浆压力值的2倍，注浆时避免间断，保证均匀注浆。通
过量取钻杆长度确定钻孔深度，钻杆后退式注浆首先从孔底开始注浆，根据地层情况确定
扩散半径，从孔底开始注入，每分钟进浆量2～3L，若每分钟进浆量小于3L时进行钻杆拔出，
每次钻杆拔出长度为1～1.5m，重复该步骤进行循环注浆，确保浆液的密实性，防止顶管洞
口121发生流沙、涌水现场从而影响顶管上部建构筑物的稳定及安全，提高顶管洞口121的
止水加固效果，为顶管施工提供安全的作业环境；注浆压力为0.8MPa～1.2MPa，实际控制值
以现场试验为准，在终压状态下每分钟进浆量小于3L或注浆压力在终压状态逐步升高可停
‑6
止注浆，注浆后土体无限抗压强度不低于0.5MPa，渗透系数小于1*10 cm/s，注浆量通过公
式(1)计算得出：

[0049] Q＝Vna(1+β) (1)

[0050] 式中，Q为注浆量，单位为m3；V为注浆范围土体体积，单位为m3；n为地层孔隙率，粉质粘土地层取值为0.41～0.45，粉细砂层取值为0.33～0.49；a为浆液填充系数，取值为0.7
～0.9；β为浆液损失率，取值为10％～20％。

[0051] 如图7至图9所示，在工作井12的顶管洞口121处同心固定安装止水装置5，误差小于20mm，止水装置5的形状与顶管洞口121的形状相应，可为环形、矩形等，本实施例中止水
装置5的形状为环形；止水装置5的外直径大于顶管洞口121直径0.2m，便于固定安装在顶管
洞口121周侧的井壁上；止水装置5包括加固板51、密封件52和若干压板53，加固板51固定安
装在工作井12的井壁上、顶管洞口121周侧，并采用水泥砂浆找平、堵严加固板51与井壁之
间的间隙，且加固板51的内径与顶管洞口121的直径相应，用于对顶管洞口121的结构进行
加强，密封件52通过若干间隔设置的压板53固定安装在加固板51上，密封件52、压板53的内
径相应且小于顶管洞口121的直径，压板53的中部设置铰链，使得压板53的上、下端部铰接
在一起，且压板53的铰链位于顶管洞口121的边缘处，使得顶管过程中，密封件52、压板53的
下端部随着顶管过程向顶管洞口121内弯折，对顶管洞口121进行立体加固止水；位于顶管
洞口121周侧的工作井12侧壁上间隔打设若干螺栓孔，螺栓孔内固定安装螺栓套筒，螺栓孔
长度大于螺栓套筒长度，压板53上还制有长孔，与螺栓套筒配合固定安装螺栓，用于固定安
装止水装置5，且能够在一定范围内调整压板53的安装位置，保证安装精度。优选的，加固板
51采用钢板制成；密封件52采用帘布橡胶板制成，厚度为10mm～20mm，拉伸度大于等于
300％，邵氏硬度在50，+5°的范围内；压板53采用钢板制成，厚度为10mm，宽200m。

[0052] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。