[發明專利]一種用于復雜地質層的頂管施工方法

有效

• 申請號: 202011600160.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112664221B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 賴銀波;林四新;唐芳明;薛宏偉;楊雪薇;嚴明煌
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程局有限公司;中交三航局第六工程（廈門）有限公司;中交第三航務工程局有限公司廈門分公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10
• 代理公司: 上海灣谷知識產權代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 肖進

本發明公開了一種用于復雜地質層的頂管施工方法，采用泥水平衡復合刀盤破巖式頂管機；并包括以下流程：頂管井內設施安裝、管道安裝、頂管始發、頂管頂進、中繼間施工以及頂管到達接收井；進行頂管井內設施安裝流程時，包括以下步驟：后背墻加強、后靠背安裝、頂管機下井就位、兩根始發軌道安裝、掘進機安裝、測量儀器安裝以及洞門密封止水裝置安裝；進行頂管始發流程時，掘進機出洞時，用U型鐵壓在掘進機的尾部，防止掘進機頭叩頭；在掘進機頂進時，向管道的外表面與地層之間的間隙壓注一定量的潤滑泥漿，使掘進機、管道與地層之間形成一層泥漿套；進行頂管頂進流程時，包括正常頂進和管道焊接。本發明的頂管施工方法可有效減少對地層的擾動。

技術領域

本發明涉及一種用于復雜地質層的頂管施工方法。

背景技術

污水海灣排放是污水排放出口設在海灣并向海水中排放的一種污水排放形式。由污水處理廠引出的排海管由陸域段和海域段連接而成。陸域段排海管要在陸地上進行埋設至海岸，再通過陸域過渡段與海域段排海管連接。考慮管道的埋深、開挖條件和經濟性等因素，在埋深較大、無開挖條件的管道多采用頂管施工。頂管施工是繼盾構施工之后而發展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間，以期實現非開挖敷設地下管道的施工方法。但是若頂管要穿越復雜地質層時，如頂管要穿越殘積土、微風化花崗、強風化花崗、粉質粘土和礫質黏土等多種地層，地質變化頻繁，巖石最高強度約115MPa。同時頂進軸線上有多塊強度較高的孤石時，設備難以控制方向且破碎難，因此頂進速度慢，對地層擾動大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種用于復雜地質層的頂管施工方法，它根據管道所穿越地層地質特點，采用泥水平衡模式進行頂進施工，可減少頂進過程中對地層的擾動。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于復雜地質層的頂管施工方法，采用泥水平衡復合刀盤破巖式頂管機；所述頂管施工方法包括以下流程：頂管井內設施安裝、管道安裝、頂管始發、頂管頂進、中繼間施工以及頂管到達接收井；

進行頂管井內設施安裝流程時，包括以下步驟：后背墻加強、后靠背安裝、頂管機的主頂油缸下井就位、兩根始發軌道安裝、頂管機的掘進機安裝、測量儀器安裝以及洞門密封止水裝置安裝；所述頂管井具有底板；后背墻形成于頂管井的后側面；后靠背緊貼在后背墻的前側面并且垂直地面；所述主頂油缸布置在兩根始發軌道上且后端抵靠在后靠背的前側面，主頂油缸的前端能夠推送管道；兩根始發軌道平行地鋪設在主頂油缸前方的頂管井的底板上，用于限定管道的頂進方向；所述掘進機布置在兩根始發軌道上，并位于所述管道的前方；

進行管道安裝流程時，將管道緩慢吊至頂管井內的兩根始發軌道上；第一節管道的前端與掘進機的尾端為承插式連接，第一節管道的前端的承口上安裝兩道止水密封圈，然后被主頂油缸推到掘進機的尾端插口中，并與掘進機的螺桿連接；第二節管道的前端與第一節管道的尾端也為承插式連接，第二節管道的尾端設有焊接坡口并與第三節管道焊接連接，第三節管道與后續的管道之間均為焊接連接；管道插接或焊接完成后再頂進；第一節管道頂進時采用U型鐵壓在第一節管道的尾部上；

進行頂管始發流程時，掘進機出洞時，用U型鐵壓在掘進機的尾部；

在掘進機帶著管道向前頂進時，要向管道的外表面與地層之間的間隙壓注一定量的潤滑泥漿，使掘進機、管道與地層之間形成一層泥漿套；先計算出潤滑泥漿的理論注漿量，再根據理論注漿量和地質狀況計算潤滑泥漿的實際注漿量；實際注漿量用如下公式計算：V＝2π×(R²-r²)×L×f

式中：V為實際注漿量，m³；

R為頂管機的開挖直徑，m；

r為頂進的管道外徑，m；