[發(fā)明專利]一種超大口徑土壓平衡頂管穿越高速公路施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010428401.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111810180B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李云雷;馮鵬鵬;劉鑫宇;崔健;史紅偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中電建十一局工程有限公司;中國水利水電第十一工程局有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/00;E21D11/10;E02D5/46
• 代理公司: 鄭州智多謀知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41170
• 代理人: 馬士騰

1.一種超大口徑土壓平衡頂管穿越高速公路施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)施工準(zhǔn)備：

認真閱讀圖紙，熟悉圖紙內(nèi)容，并進行閱圖、會審工作，掌握設(shè)計要求施工達到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確掌握設(shè)計圖紙中各個施工細節(jié)，明確工藝流程；與高速產(chǎn)權(quán)單位和主管單位對接，完善相關(guān)方案及手續(xù)，為頂管施工創(chuàng)造良好的外部施工條件；

(2)頂管施工設(shè)備及安裝：

1)后靠背施工：

本工程混凝土后靠背墻采用兩塊高5.5m、寬2.5m、厚0.6m墻體，每塊靠背正面放置一塊5cm厚的鋼板，采取砼墻體和混凝土后靠背墻內(nèi)提前預(yù)埋有鋼筋和鋼板焊接固定的方法，使混凝土后靠背墻、鋼板、砼墻體加固為一整體；在混凝土后靠背墻2澆筑混凝土前，在砼墻體4墻壁和鋼板1內(nèi)側(cè)上涂刷一層模板漆；

2)軌道安裝及加固：

對于口徑較大頂管的安裝，軌道的導(dǎo)軌基礎(chǔ)采用型鋼，軌道的導(dǎo)軌采用30kg每米的輕鋼軌；

導(dǎo)軌基礎(chǔ)上部一側(cè)與加強鋼板上部一側(cè)相固定連接，導(dǎo)軌基礎(chǔ)上部另一側(cè)與固定支撐相固定連接，加強鋼板底部一側(cè)與橫板上部相固定連接，固定支撐底部與砼墻體內(nèi)壁相固定連接，導(dǎo)軌基礎(chǔ)底部與H型鋼上部相固定連接，H型鋼底部與預(yù)埋鋼板相固定連接；

(3)高速公路監(jiān)測點的布置及監(jiān)測：

在道路下頂進時，地面隆起的最大極限值為20mm，地面沉陷的最大極限值為15mm，考慮監(jiān)測點監(jiān)測安全因素，高速公路監(jiān)測點分別布置高速兩側(cè)坡腳位置、路肩和中央分隔帶上，總計15個監(jiān)測點，監(jiān)測點的橫向距離為6米，觀測點提前布置，并對數(shù)據(jù)進行記錄，在頂管頂進時每4小時觀測1次，觀測數(shù)據(jù)記錄在案，頂進結(jié)束后繼續(xù)對監(jiān)測點進行觀測，觀測評率為一天兩次，百日內(nèi)或兩個監(jiān)測周期內(nèi)速率小于0.01-0.04mm可停止監(jiān)測；

(3)出洞：

1)洞口土體加固：

根據(jù)本工程土質(zhì)類別、土體物理力學(xué)性能，為減少頂管機機頭刀頭的磨損，有利于機頭刀盤切削和土體開挖頂進和防止出現(xiàn)頂管機頭出現(xiàn)磕頭現(xiàn)象，進出洞口采用壓密注漿和高壓旋噴樁組合的方式進行加固；

頂管機頭下部2m和頂管機頭兩側(cè)3m處用高壓旋噴樁進行加固，高壓旋噴樁的直徑為600mm，高壓旋噴樁的間距為400mm，采用二重管法高壓旋噴注漿，壓力大于25MPa，流量大于30L/min；對頂管機頭底部以上，寬度為頂管機頭直徑處采用壓密注漿進行固定，壓密注漿處的縱向長度為6m，水灰比按照1:0.5控制，采用硅酸鹽水泥，等級為42.5；

2)出洞防磕頭：

由頂管機比較重，為防止頂管機頭往下偏，把頂管機頭與前3節(jié)管節(jié)用拉桿連接起來；調(diào)整后座主推千斤頂?shù)暮狭χ行模龆磿r觀察頂管機的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)下溜趨勢，立即用底部的千斤頂進行糾偏；

(4)掘土頂進：

全部設(shè)備經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運轉(zhuǎn)，然后進行聯(lián)動調(diào)試，確認沒有故障后，方可準(zhǔn)備頂管始發(fā)，頂管掘進機在導(dǎo)軌上的中心線、坡度和高程應(yīng)符合規(guī)定，制定了防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施和開啟封門的措施；

為保證頂管施工區(qū)域安全和各項數(shù)據(jù)采集及時，在頂管施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，以便保證現(xiàn)場安全和達到指導(dǎo)施工的目的，監(jiān)控設(shè)備主要包括分布安裝在各個區(qū)域的高清紅外攝像機、高清網(wǎng)絡(luò)球機和3G/4G網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機；

(5)出土：

機頭和前兩節(jié)機頭管頂進時采用斗車與起重設(shè)備結(jié)合的運土方式，在第二節(jié)頂進完成后，下泥水轉(zhuǎn)換設(shè)施，泥水轉(zhuǎn)換設(shè)施將螺旋機送出的泥土轉(zhuǎn)換成泥水，然后通過泥漿泵排入泥漿池；

(6)注入潤滑泥漿：

采用泥漿攪拌機進行制漿，純堿應(yīng)預(yù)先化開，再加入膨潤土攪拌20min，泥漿要充分?jǐn)嚢杈鶆颍柚坪蟮臐{液在儲漿桶中需經(jīng)過一定時間發(fā)酵膨化，注漿泵采用專用螺桿泵，將其固定在始發(fā)井上，然后將膨化后的潤滑泥漿通過螺桿泵泵送至管道內(nèi)；根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況，頂管穿越段以砂性土為主，滲透系數(shù)大，經(jīng)試驗確定注漿壓力為0.1～0.2Mpa；

(7)下管、接口處理：

管節(jié)吊裝采用專用行吊，在單節(jié)管節(jié)頂進完成前，完成下節(jié)管節(jié)注漿管的安裝、進水管的準(zhǔn)備、出泥管的準(zhǔn)備，并做好起吊準(zhǔn)備；

接口橡膠圈采用密封橡膠圈，接口處襯墊材料選用緩膨脹雨水膨脹橡膠，用202氯丁橡膠粘結(jié)劑粘貼，接口處內(nèi)封處理采用雙組份聚硫密封膠嵌縫，嵌縫深度不小于3cm，采用滑動橡膠圈，接口處襯墊材料選用橡膠墊；

(8)進洞：

頂管機進洞前的3倍管徑范圍內(nèi)，應(yīng)減慢頂進速度,減小管道正面阻力對接收井的不利影響，接收孔軸線上可安裝臨時支架，用于防止頂管機頭下落，接收孔處于飽和砂土層時，應(yīng)進行土體加固，管道進洞后應(yīng)按設(shè)計要求封閉接收孔，防止水土流入井內(nèi)；

(9)潤滑泥漿置換：

在管節(jié)頂進完成后，必須及時置換潤滑泥漿，將水灰比為0.5:1的水泥漿從注漿孔高于觸變泥漿注漿的壓力注入，把頂管前面的第一節(jié)的注漿孔打開，使觸變泥漿流出，直到有水泥漿壓出時，再把注漿孔塞上，換漿后頂管的周圍有充分的水泥漿，經(jīng)過一段時間后，水泥漿溶入粉砂土中，最終改變了土質(zhì)和管壁合成一體；

步驟(2)中兩根導(dǎo)軌應(yīng)直順、平行、等高，導(dǎo)軌安裝牢固，其縱坡與管道設(shè)計坡度一致，導(dǎo)軌高差允許偏差2mm，導(dǎo)軌內(nèi)距允許偏差為±2mm；中心線允許偏差為3mm，頂面高程允許偏差為0mm～3mm；

步驟(6)中每根管道上布置6個注漿孔，每次使用4個注漿孔，剩余兩個備用，每個注漿孔內(nèi)應(yīng)設(shè)有一個單向閥門；

步驟(6)中在頂進前，需在管道外部均勻的涂抹一層白蠟，同步配合潤滑泥漿減少管道摩擦力；

步驟(7)中增加一臺25t汽車吊做為頂鐵的安裝和拆除，達到縮短頂進準(zhǔn)備工作時間；

步驟(7)密封橡膠圈材料采用氯丁橡膠。