[發明專利]頂管穿越塊石海堤施工方法

無效

• 申請號: 201010230608.5
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN102337732A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 徐玉夏;嚴國仙;陳永飛;張海鋒
• 申請（專利權）人: 上海市基礎工程有限公司
• 主分類號: E02B3/04
• 分類號: E02B3/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種頂管穿越海堤的施工方法，尤其是一種頂管穿越主要成份為堅硬中風化花崗巖塊、碎石，孔隙充填物為中粗砂和碎石海堤的施工方法。

背景技術

根據設計圖紙，華能電廠灰池海堤石塊底標高約為-19.5m不等，頂管的軸線中心標高為-23.25m，管頂外壁面頂標高為-22.23m，管頂與石塊底標高相距為2.7m左右。根據勘測單位在頂管軸線上對灰池海堤進行補勘情況，位于頂管軸線西側一點塊石最深，于0.00-27.50米為填石，層底埋深為-23.47米，其主要成份為堅硬中風化花崗巖塊、碎石，孔隙充填物為中粗砂和碎石，巖塊塊徑一般為20～40cm，最大達1.20m；其它；四點位于頂管軸線上，情況如下：第一點塊石層底埋深為-21.17m、第二點塊石層底埋深為-22.63m、第三點塊石層底埋深為-22.93m、第四點塊石層底埋深為-22.21m。由于地質條件出現重大變化，此類地基對于頂管工藝來說是不適應的。灰堤填石結構松散，孔隙充填物為中粗砂和碎石，頂管在推進至該區域時，氣壓不能平衡振填的塊石層，清理遇到的塊石時，將引起上部塊石塌陷，形成塌陷“漏斗”，危及海堤安全，甚至導致海堤報廢，作業人員無法清理頂管軸線上的塊石，風險系數極大；同時施工過程中可能存在許多不可預見的不利因素，若不采取針對性措施，施工時可能會給工程帶來災難性后果；因而頂管施工前必須采取針對性措施，降低工程風險。

發明內容

本發明是要提供一種頂管穿越塊石海堤施工方法，該方法能使頂管順利穿越灰堤填石結構松散，孔隙充填物為中粗砂和碎石。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種頂管穿越塊石海堤施工方法，包括：

1.塊石海堤處理

(1)海堤段加固

?①沿頂管軸線方向加固長度為：與頂管管頂相距在1m范圍內的塊石區；同時確保頂管與塊石相遇段前后各有4m的預加固區域；

②頂管兩側大堤加固寬度為：頂管軸線兩側各5m；

③頂管上下大堤加固深度為：根據沉井下沉的地質情況，本區域淤泥層較軟，為防止頂管內清理固結塊石時管底土體涌入工具管，擬對頂管底部2m范圍內土體也進行加固；對頂管管頂以上8m范圍內塊石區進行注漿固結，以上塊石層則采取灌漿方法對鉆孔固結；

(2)海堤注漿

利用鉆孔設備，在海堤地面上及附近地段直接進行鉆孔施工，并采用鉆管法毛石注漿加固工藝在填石層中需加固高程范圍內擠壓充填雙液水泥·水玻璃混合漿液，漿液凝固后形成的水泥漿固結體，降低填石層等的透水性能，提高土體中填石間膠結強度及密實度，使填石層加固形成整體密閉復合土層，從而為頂管施工創造安全有利條件。

2.頂管穿越大堤

(1)開挖倉氣壓設定

氣壓平衡工具管開挖倉壓縮空氣的壓力值按頂管底部上面三分之一直徑處的地下水壓力，理論上，10m水頭必須用1kg/cm²的附加空氣壓力來平衡，但實際上平衡壓力的大小還與頂管四周土層的性質以及開挖面土層的干濕程度有關，由于一部分水頭壓力消耗在土體孔隙的阻力上，所以附加氣壓所需的壓力值僅為理論值的70％～90％，其計算公式如下：

P＝(H+2/3D)γw

式中：P-壓縮空氣壓力值(kg/cm²)；

??????H-頂管頂部地下水水頭(m)，地下水按±0.00m考慮；

??????D-頂管外徑(m)；

??????γw-水的容重，一般按1計算。

根據上式計算，本工程開挖倉氣壓控制在1.6～2.3kg/cm²；

在穿越大堤頂進前，先在大堤及前面一定范圍沿頂進軸線上設若干變形監測點，通過監測區的地表變形量來調節和修正平衡氣壓的大小；

(2)大塊石清除

頂管推進至塊石區域時，應注意工具管糾偏油缸反力，若反力上升急劇，應將格柵外土體破壞，減小工具管正面阻力；同時在氣壓條件下，清理正面塊石；若頂管推進至塊石段遇到人工無法清理的大塊石時，擬在全氣壓條件下采用氣腳式鑿巖機按孔網參數鉆孔，然后利用液壓分裂機及氣動破碎機相結合的機械方法對塊石分層進行破碎清理；

(3)全氣壓施工防塌方

全氣壓施工前，必須先向開挖倉內加氣壓，觀察工具管正面土體在氣壓條件下是否保持穩定，若壓縮氣體外泄較慢，正面土體能保持穩定時間在10分鐘以上，方可進行全氣壓施工；若氣壓出現冒頂現象，應停止向開挖倉加氣，采取從工具管向外注漿措施，也可從地面進行注漿措施，堵塞氣體通道，待漿液初凝后，再加氣壓；