一种受限工作井内顶管机施工方法

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，更具体的说，本发明涉及一种受限工作井内顶管机施工方法。

背景技术

目前随着社会城市化进程的推进，市政工程建设的高速发展，地下空间的开发和利用越来越重视。特别是顶管技术领域的出现，保证了地面不开挖、管线不搬迁、交通不封闭的条件下进行地下隧道的施工。顶管施工是一种常用的市政工程施工方法，常用于管道、电缆等地下工程的铺设。传统的顶管施工方式是通过顶管机从始发井向接收井顶进，利用推力和切削力将管节推进到目标位置，并逐渐组合成一条完整的管道。

顶管施工的优势在于能够避免开挖地面、破坏道路和地面设施等问题，降低了对周围环境和交通的影响。此外，顶管施工还具有工期短、施工效率高等优点，被广泛应用于城市水利、供排水、通信、燃气、电力等领域。然而，在顶管施工过程中也会遇到各种挑战和困难。例如现实中可能由于客观条件的制约无法顺利完成顶进，目前国内的经常采用的泥水平衡式顶管法施工，因上方有轨电车轨道发生沉降，暂停施工，因停滞时间较长顶管机及管节抱死无法继续顶进施工，以至于增加施工工期，给基施场地带来不便，如何完成后续顶管的顶进，在工作受限的情况下完成施工变成了一个技术难题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，一种受限工作井内顶管机施工方法，该施工方法能在当常规的始发井因条件限制，长度不足致使顶管机无法整体始发时，在保证避免大面积破除改造的情况下，拓宽了顶管法的使用范围，起到节约工期、降低工程投资的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种受限工作井内顶管机施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

S10：施工准备，确定扩容段及所需材料，建立完善施工措施；

S20：袖筏管对扩容段进行水平注浆；

S30：建立后背墙，对洞口做出标记后破除；

S40：超前管棚支护，利用超前小导管注浆；

S50：土方开挖后挂网喷砼，完成初期支护；

S60：砖墙封堵礃子面后，安装导洞轨道；

S70：安装第一节顶管机和第二节顶管机；

S80：联机调试发动。

在上述步骤中，所述步骤S20具体步骤为：

S201：使用全站仪按照设计要求间距对扩容段进行布孔；

S202：采用凿岩机成孔；

S203：对扩容段及扩容段外扩一段距离通过袖阀管进行注浆；

S204：注浆完成后，检验注浆强度以及底壳裂缝充盈性；

在上述步骤中，所述步骤S30具体步骤为：

S301：新建后背墙，对后背墙位置的既有井壁进行凿毛处理；

S302：清理新旧结构交接面；

S303：确定扩容洞口的宽度以及高度；

S304：标出洞口中心点、洞口轮廓线；

S305：采用风镐将洞口轮廓线破除；

S306：洞口沿垂直方向均分为上、中、下三个区域；

S307：搭设工具式脚手架体，从上至下依次破除，边破除边矫正洞口尺寸。

在上述步骤中，所述步骤S40具体步骤为：

S401：超前管棚从始发井向结构井方向扩容，沿扩容洞口全断面布置；

S402：从低到高注水泥水玻璃浆液，两拱脚向拱顶对称进行，先注无水孔再注有水孔：

S403：在拱顶及边墙设置超前小导管,呈梅花形布置方式；

S404：向管内注水泥水玻璃双液浆。

在上述步骤中，所述步骤S50具体步骤为：

S501：将土方分为上下两个导坑人工使用风镐和锄头进行挖掘，先挖上台阶后挖下台阶；

S502：使用长臂挖机将土方运至井外适当位置，并及时组织渣土车转运；

S503：在开挖完成的断面上设置钢筋网，沿拱墙和底板进行布置；

S504：安装钢筋网后，进行初喷混凝土；

S505：架设双排型钢架，钢架之间通过连接钢筋相连；

S506：复喷混凝土，直至达到设计厚度，并在拱角节点处设置锁脚锚杆；

S507：将锁脚锚杆与型钢焊接牢固，用水泥水玻璃双液浆注浆；

S508：施作防水层和二次衬砌。

在上述步骤中，所述步骤S70具体步骤为：

S701：使用两百吨汽车吊将刀盘和顶管机前段依次吊装下井；

S702：安装顶推油缸和环形顶铁；

S703：顶管机前段始发顶进；

S704：安装止退架固定顶管机前段；

S705：将顶管机后段吊装下井；

S706：安装顶管机后段，将顶管机前段与后段进行连接。

进一步的，所述步骤S60中，前导洞在前导洞开挖完成后使用MU5轻集料混凝土空心砖进行砌块，对礃子面进行封堵。

进一步的所述步骤S80中，在安装好顶管机后进行联机调试，需在测量监控下将顶管机顶到预定位置且在止水环内，且在调试成功后进行始发。

进一步的，所述步骤S20中，袖阀管对开挖段进行外扩注浆时，对于不同的注浆部位，需根据现场情况选择不同的注浆浆液。

进一步的，所述步骤S50中，在土体开挖时需在洞内、外施工现场设置专门的监督人员，负责对开挖工作进行监督和检查，确保施工符合规范要求和安全标准。

本发明的有益效果是：该施工方法能在当常规的始发井因条件限制，长度不足致使顶管机无法整体始发时，在保证避免大面积破除改造的情况下，拓宽了顶管法的使用范围，起到节约工期、降低工程投资的作用。

附图说明

图1为本发明的一种受限工作井内顶管机施工方法的流程图。

图2为本发明的一种受限工作井内顶管机施工方法的土体加固示意图。

图3为本发明的一种受限工作井内顶管机施工方法的始发井改造结构图。

图4为本发明的一种受限工作井内顶管机施工方法的顶管分体始发剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例一

参见图1至图4，本发明还提供了一种受限工作井内顶管机施工方法，本实施例中，该方法包括如下步骤：

S10：施工准备，确定扩容段及所需材料，建立完善施工措施；

S20：袖筏管对扩容段进行水平注浆；

S30：建立后背墙，对洞口做出标记后破除；

S40：超前管棚支护，利用超前小导管注浆；

S50：土方开挖后挂网喷砼，完成初期支护；

S60：砖墙封堵礃子面后，安装导洞轨道；

S70：安装第一节顶管机和第二节顶管机；

S80：联机调试发动。

本发明中，通过设置该一系列操作，该施工方法能在当常规的始发井因条件限制，长度不足致使顶管机无法整体始发时，可以充分保证顶管施工开挖范围内没有大面积破除的情况下，可以极大程度上拓宽了顶管法的使用范围，减少因长度不足致使顶管机无法整体始发的可能。不需大面积凿除的设置，可避免安装与拆换支撑时为施工带来的不便，起到节约工期的作用，也间接较少了施工成本及对周围居民生活的影响。

请参照图1至图4所示，所述步骤S20具体步骤为：

S201：使用全站仪按照设计要求间距对扩容段进行布孔；

S202：采用凿岩机成孔；

S203：对扩容段及扩容段外扩一段距离通过袖阀管进行注浆；

S204：注浆完成后，检验注浆强度以及底壳裂缝充盈性；

具体的，选用φ50袖阀管对扩容段及扩容段外扩3.0m进行水平注浆加固，间距50cm梅花形布置。拱顶部位使用一部分超细水泥、水玻璃、磷酸三浆液进行注浆，中下部位置注浆使用普通水泥水玻璃浆液。注浆时采取分序孔的注浆方式，同时采用间隔跳孔、逐步约束、先下后上的注浆施工方法。各孔注浆间隔进行，以保证浆液扩散效果。注浆完成后，采用钻孔取芯法对注浆体的注浆效果进行强度及地层裂隙充盈性进行检测。

进一步的，所述步骤S30具体步骤为：

S301：新建后背墙，对后背墙位置的既有井壁进行凿毛处理；

S302：清理新旧结构交接面；

S303：确定扩容洞口的宽度以及高度；

S304：标出洞口中心点、洞口轮廓线；

S305：采用风镐将洞口轮廓线破除；

S306：洞口沿垂直方向均分为上、中、下三个区域；

S307：搭设工具式脚手架体，从上至下依次破除，边破除边矫正洞口尺寸。

在上述步骤中，所述后背墙采用C35混凝土，后背墙与井壁采用植筋连接，植筋连接可以提高结构的整体性能和抗震能力。植筋进入井壁深度不小于15倍钢筋直径，植筋用胶粘剂为A级胶体。且洞口尺寸宽度4.10m，高度4.10m，用红色漆喷标出洞口中心点、洞口轮廓线，采用风镐将洞口轮廓线环距10cm破除。使用机械设备破除井壁结构，确保安全和稳定，再将原有钢筋网切断，凿毛并清理新旧结构交接面，确保连接部位的干净和平整。采用植筋连接新旧结构，将新的型钢架与原有结构牢固地连接在一起。及时清理清除部分土方，为第1榀上部型钢架架设提供足够的空间。架设第1榀上部型钢架的同时并进行连接筋施工，以确保连接部位的稳固性。打设锁脚锚杆并注浆，进一步加固和稳定第1榀上部型钢架。在型钢架脚部和中部结合部施工临时型钢对撑，以确保上、中部型钢架得到可靠的连接。第1榀上部型钢架彻底施工完成后，继续施工第2榀、第3榀下部型钢架。第2榀型钢架施工完成后，拆除中、上部结合部的临时型钢对撑。当前3榀型钢架施工完成后，拆除中、下部结合部的临时型钢对撑。根据需要，继续进行洞门破除作业，直到整个洞门破除完成。

进一步的，所述步骤S40具体步骤为：

S401：超前管棚从始发井向结构井方向扩容，沿扩容洞口全断面布置；

S402：从低到高注水泥水玻璃浆液，两拱脚向拱顶对称进行，先注无水孔再注有水孔：

S403：在拱顶及边墙设置超前小导管,呈梅花形布置方式；

S404：向管内注水泥水玻璃双液浆。

所述超前小导管的类型为为φ40钢花管，外插角15°，设置在在拱顶及边墙，在安装导管时对不平整的岩面用垫板调整，使垫板可以密贴岩面。导管采用梅花型布置方式，长3.5m，环向间距为0.4m。在施工时检查钢管质量是否合格，每次加尺时要观察丝扣连接是否紧密，注浆前先检查管路畅通和机械运转状况,确认机械正常后进行浆液各项检验指标试验,确定合理的注浆参数。

所述步骤S50具体步骤为：

S501：将土方分为上下两个导坑人工使用风镐和锄头进行挖掘，先挖上台阶后挖下台阶；

S502：使用长臂挖机将土方运至井外适当位置，并及时组织渣土车转运；

S503：在开挖完成的断面上设置钢筋网，沿拱墙和底板进行布置；

S504：安装钢筋网后，进行初喷混凝土；

S505：架设双排型钢架，钢架之间通过连接钢筋相连；

S506：复喷混凝土，直至达到设计厚度，并在拱角节点处设置锁脚锚杆；

S507：将锁脚锚杆与型钢焊接牢固，用水泥水玻璃双液浆注浆；

S508：施作防水层和二次衬砌。

在上述步骤中，在土体开挖时需在洞内、外施工现场设置专门的监督人员，负责对开挖工作进行监督和检查，确保施工符合规范要求和安全标准。土方开挖用台阶法开挖，台阶法施工分上下两个导坑纵向错开，先挖上台阶后挖下台阶，每次开挖循环长度不大于0.5m，每部施工间距不大于2米，土方随挖随出。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。