CN103604000B - 江海底钢顶管对接施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种江海底钢顶管对接施工方法，对接区域土体，在对其采用陆上地下顶管对接用到的高压旋喷注浆这种简易加固措施的基础上，辅助以双液注浆止水和堵漏措施，实现以止水为主要目的土体加固；设第一道临时钢结构外模支撑止水圈；卷管分割运输至对接区后拼装焊接，最终完成海底环境下大直径钢顶管对接。本发明不仅可以满足钢顶管对接的位置均处在海底极其松软的砂性土层中，并受潮汐影响极易产生流沙和漏水的复杂和受限制条件下的工具管对接的要求，而且可以满足缩短长距离顶管施工工期的要求。本发明可以使海底极其松软的砂性土层中钢顶管对接施工要重点克服的止水难题得以解决，工程的造价和风险低，具有广阔的市场前景。

Description

江海底钢顶管对接施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢顶管的施工方法，尤其是指一种用于江河湖海等水底顶管工程中，可以解决处于水底极其松软的砂性土层，或者受潮汐影响在顶管对接位置极易产生流沙和漏水等复杂或受限制条件下的钢顶管对接施工方法。

背景技术

顶管技术作为一种非开挖的隧道施工技术，能够穿越公路、河流或者地面建筑物等。随着城市建设的高速发展，顶管技术因其土层适用范围广、对土体扰动小、不影响地面交通等优点，被广泛的应用于交通、能源、电力、排水等领域。钢顶管相较于混凝土顶管因其能承受较大内水压且具有较好地防腐能力，在江海底穿越环境中的输水工程应用中具有明显优势，但由于受技术水平、工期要求、施工成本、管材强度、施工条件及顶管设备等综合因素的影响，顶程距离有一定制约。而利用顶管对接工艺（即使从两侧顶进的顶管对接在一起）可以减少单程顶管工具管推进距离，并可以通过减少高强度管材的使用率和顶管沿线接收控制施工成本，同时达到缩短施工工期的目的。

经对现有技术文献检索发现，中国专利申请号200710094588.1，发明名称：大口径顶管对接工艺，公开号：CN101463924A，该专利自述为：大口径顶管对接工艺是一种地下管道顶管施工工艺，尤其是一种用于大口径顶管工程中，可以解决复杂或受限制条件下顶管施工以及使用在长距离顶管工程中的顶管对接工艺，其步骤包括：1、改良对接区域土体，具体是采用深层搅拌桩、高压旋喷桩、冷冻法中的一种方法加固土体，并以工具管纠偏前段＋刀盘宽度＋对接间隙和顶力扩散范围取值来分别确定改良区域宽度及深度；2、改造顶管工具管，具体是对工具管进行加设注浆系统、去除刀盘前锥体、刀具后增设钢板的施工前改造和拆除所有内部设备的对接前改造；3、对接区气压封堵施工，具体为将两个对接顶管工具管内舱作为一个气压仓，在工具管尾设置封板，使两工具管内形成一个密闭的气压工作环境，进行全气压封堵施工；4、顶管对接处管节制作，具体是用δ=6mm钢板将两工具管连接成一整体，然后在工具管内壁浇筑钢筋砼，或采用喷射砼。该发明是通过改造大口径混凝土顶管工具管，先用高压旋喷、深层搅拌桩或冷冻法中的一种改良对接区土体，再进行对接区气压封堵施工，完成大口径顶管对接，该工艺中土体加固措施为陆地上施工地下顶管对接时常采用的简易加固措施，而在江海底环境中仅单一的采用上述加固方式，止水效果不佳；而且该工艺对工具管的改造及气压封堵施工成本较高，且高气压环境下，对接施工人员身体负荷较大。

中国专利申请号200910311915.3，发明名称：地下对接顶管施工方法，公开号：CN101788082A，该专利自述为：地下对接顶管施工方法是一种建筑工程技术领域的地下对接顶管施工方法，包括：顶管掘进机结构改造，具体为改进掘进机的双向切口结构便于对接导向和连接，安装主机刀盘结构，布置环向和正向注浆管；对接区土体预加固和防水处理，具体为采用包括冰冻法、气压仓法、高压旋喷注浆或压密注浆法中的一种或其组合对对接区土体加固；隧道对接段内衬砼施工，具体为管节分三次浇筑砼，将拱顶浇筑放在最后。该发明申请通过对掘进机加以改造，对对接区采用包括冰冻法等在内的简易加固措施加固，对隧道内衬三次浇筑砼的方法实现对接施工。该方法同样是应用于陆上施工地下混凝土顶管的对接，同样要对掘进机进行改造，成本较高，在江海底环境下采用其对接区加固措施止水效果不佳。

上述两个专利申请应用均局限于陆上施工地下混凝土顶管的对接，尚不能完全满足江海底环境下止水要求高的钢顶管对接施工要求。

发明内容

本发明所要解决的是海底环境下钢顶管工程施工中，顶管对接的位置均处在海水中极其松软的砂性土层中，并受潮汐影响极易产生流沙和漏水的复杂和受限制条件下的工具管对接技术问题，而提供了一种适用于海底条件下大直径钢顶管对接的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种江海底钢顶管对接施工方法，包括以下步骤：

步骤S101，海底对接区域出于止水目的土体加固措施；

步骤S102，在两个对接的工具管之间设置一道临时钢结构外模支撑止水圈;

步骤S103，设计卷管并分割制作，运输至两工具管的管节处，之后拼装焊接在两工具管之间，实现工具管对接。

进一步，所述步骤S101中，采取高压旋喷注浆辅助以双液注浆，进行止水加固。

进一步，所述的止水加固措施需赶在一个潮汐周期变化前完成高压旋喷注浆和双液注浆的初凝。

进一步，所述高压旋喷注浆和双液注浆加固后，再对对接加固区注入遇水膨胀堵漏剂止水。

进一步，所述步骤S102中，所述临时钢结构外膜支撑止水圈为铁板沿对接工具管形状初步整圆而制成，再将整圆后的铁板与两头工具管固定焊接，完成临时钢结构外膜支撑止水圈的焊接固定。

进一步，所述步骤S103中，所述的卷管根据对接位置形状放样设计，然后将设计的卷管按能在管道内运输的尺寸分成若干块；之后将小块卷管运至对接位置，根据拼装位置丈量的尺寸修整、拼装并焊接，将两个工具管连接成一个整体。

采用上述方案后，本发明具有如下优点：

（1）对接区域土体，在对其采用陆上地下顶管对接用到的高压旋喷注浆这种简易加固措施的基础上，辅助以双液注浆止水和堵漏措施，实现以止水为主要目的土体加固；同时设置第一道临时钢结构外模支撑止水圈；再进行卷管设计分割运输至对接区后拼装焊接，最终完成海底环境下大直径钢顶管对接。

（2）本发明不仅可以满足海底环境顶管对接的位置均处在海水中极其松软的砂性土层中，并受潮汐影响极易产生流沙和漏水的复杂和受限制条件下的工具管对接的要求，而且可以满足缩短长距离顶管施工工期的要求。

（3）本发明可以使海底极其松软的砂性土层中钢顶管对接施工要克服的止水难题得以解决，工程的造价和风险低，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明所述施工方法的流程图；

图2为本发明所述顶管对接区加固示意图；

图3为本发明所述第一道临时钢支撑止水圈的示意图；

图4为本发明所述对接区的剖视图；

图5为本发明所述对接卷管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明所揭示的是一种江海底钢顶管对接施工方法，如图1所示，为本发明的流程图，所述施工方法包括如下步骤：

步骤S101，海底对接区域出于止水目的土体加固措施。

如图2所示，本实施例中，所述加固措施包括：采取陆上地下顶管对接用到的高压旋喷注浆1这种简易加固措施的基础上，辅助以双液注浆2止水。图中其他标号为：3为海水区；4为对接加固区；5为2号工具管；6为1号工具管。

所述加固措施的技术要求包括：赶在一个潮汐周期变化前完成高压旋喷注浆和双液注浆的初凝。

本实施例中，为了达到进一步止水的目的，可以采取进一步的堵漏措施，具体为：在高压旋喷注浆1和双液注浆2加固后，再对对接加固区4注入遇水膨胀堵漏剂。

步骤S102，在两个对接的工具管之间设置一道临时钢结构外模（外加膜）支撑止水圈。

如图3、4所示，本实施例中，所述临时钢结构外膜支撑止水圈7为5mm的铁板沿对接工具管形状初步整圆而制成。再将整圆后的5mm铁板与两头的1号工具管6和2号工具管5固定焊接，完成临时钢结构外膜支撑止水圈7的焊接固定。焊缝必须能起到止水、支撑的作用，为后续正式焊接对接创造条件，保证正式对接的质量。

步骤S103，设计卷管并分割制作，运输至两工具管的管节处，之后拼装焊接在两工具管之间，实现工具管对接。

如图4、5所示，本实施例中，所述的卷管8要根据对接位置形状放样设计，然后将设计的卷管8按能在管道内运输的尺寸分成若干块。之后将小块卷管81运至对接位置，根据拼装位置丈量的尺寸修整、拼装并焊接，将两个工具管5、6连接成一个整体。

因本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管业已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (5)

1.一种江海底钢顶管对接施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S101，海底对接区域出于止水目的土体加固措施，并采取高压旋喷注浆辅助以双液注浆进行止水加固；

步骤S102，在两个对接的工具管之间设置一道临时钢结构外模支撑止水圈；

步骤S103，设计卷管并分割制作，运输至两工具管的管节处，之后拼装焊接在两工具管之间，实现工具管对接。

2.根据权利要求1所述的江海底钢顶管对接施工方法，其特征在于：所述的止水加固措施需赶在一个潮汐周期变化前完成高压旋喷注浆和双液注浆的初凝。

3.根据权利要求1或2所述的江海底钢顶管对接施工方法，其特征在于：所述高压旋喷注浆和双液注浆加固后，再对对接加固区注入遇水膨胀堵漏剂止水。

4.根据权利要求1所述的江海底钢顶管对接施工方法，其特征在于：所述步骤S102中，所述临时钢结构外膜支撑止水圈为铁板沿对接工具管形状初步整圆而制成，再将整圆后的铁板与两头工具管固定焊接，完成临时钢结构外膜支撑止水圈的焊接固定。

5.根据权利要求1所述的江海底钢顶管对接施工方法，其特征在于：所述步骤S103中，所述的卷管根据对接位置形状放样设计，然后将设计的卷管按能在管道内运输的尺寸分成若干块；之后将小块卷管运至对接位置，根据拼装位置丈量的尺寸修整、拼装并焊接，将两个工具管连接成一个整体。