CN109183849A - 一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，包括：S100从接收井处反顶直径大于钢顶管的的套管；S200反顶所述套管，并在反顶过程中实施清障；S300所述套管顶至所述钢顶管的头端后，停止反顶所述套管；S400在所述套管内，将所述钢顶管正向顶入所述套管，直至到达所述接收井。本发明提供的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，无需改造顶管机本身，也无需为清障或回填额外创造条件，在障碍物情况多变复杂的现实下，使现有清障技术手段能够得以顺利运用，恢复顶管顶进施工，为应对各种复杂清障问题提供了的一种新思路和新途径。

Description

一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法

技术领域

本发明涉及一种海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，具体地，涉及一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法。

背景技术

顶管、盾构等地下工程施工过程中，经常会遇到岩体、岩层、桩体、加固区等障碍物，尤其在江海底等复杂地质条件下，很多障碍物是前期地质勘查中无法发现的，为了确保工程的顺利完成，必须要采取措施清除遇到的各类障碍物。目前地下工程应用实践中常见的清障施工方法有：(1)加固障碍区土体，进入气压仓，利用风镐、微爆等方法清除障碍物；(2)改造掘进机头、更换刀盘刀具，使其能切削障碍物；(3)钢套管钻进法的全回转钻机设备清障；(4)对障碍区上方覆土进行明挖，清除障碍后回填。采用上述几种方法都能达到清除障碍物的目的，但都会受到各自适用条件的限制，如对已经是顶进状态下的掘进机的改造难度大、成本高；对障碍区上方土体开挖后清障回填，适用范围最为有限，一旦障碍区附近存在既有建筑或构筑物以及处于江海底等环境下的地下工程便无法应用；而全回转设备的应用则需要场地条件和其他辅助设备的配合，遇到场地有限、无法提供辅助设备时应用受限。在技术手段有限，而障碍物情况多变复杂的情况下，能够突破习惯思维，从接收井反向顶进一个大直径、大开口的混凝土顶管，在反向顶进混凝土顶管的过程中对沿线遇到的较大障碍物采取现有清障技术手段清除，恢复顶管顶进施工，实现在没有条件或条件不足情况下，创造条件使现有清障技术手段能够得以顺利运用，无疑是应对各种复杂清障问题的一种新思路和新途径。

经对现有技术文献检索发现，中国专利申请号201210139100.3，发明名称：盾构遇岩层段冲孔清障施工方法，公开号：CN102654056A，该专利自述为：盾构遇岩层段冲孔清障施工方法，其步骤包括：首先确定冲孔清障施工区域为全断面冲孔施工，桩孔位搭接，桩底标高低于盾构隧道底标高，并根据探测结果确定后期冲孔桩宽度范围，然后采用冲孔灌注桩钻孔施工工艺进行冲孔清障施工，冲孔清障完成后对冲孔桩进行水下导管直接压注快硬性浆液回填。该方法是应用于陆上顶管施工遇到障碍物时的一种清障施工方法，不适于在江海底环境下的顶管工程清障施工中应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，可在障碍物情况多变复杂的情况下，从接收井引入套管将刚顶管套入，从而使钢顶管能够顺利到达接收井，在江海底环境下的顶管工程清障施工中便于应用。

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法。

为实现上述目的，本发明所述的基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，包括：

S100，从接收井处反顶直径大于钢顶管的的套管；

S200，反顶所述套管，并在反顶过程中实施清障；

S300，所述套管顶至所述钢顶管的头端后，停止反顶所述套管；

S400，在所述套管内，将所述钢顶管正向顶入所述套管，直至到达所述接收井。

进一步的，在所述S200中，清障方法采取短进尺多循环的浅孔控制爆破方法。

进一步的，所述S400包括：

S410，在正向顶进所述钢顶管的同时，回填所述刚顶管与所述套管之间的间隙。

进一步的，在所述S410中，回填所述钢顶管采用注浆法回填。

进一步的，在所述S410中，回填所述钢顶管采用回填顶管出土法。

进一步的，所述套管采用工具管为网格式气压平衡型的混凝土顶管。

本发明上述方法针对海底钢顶管工程施工中遇到障碍物需要运用各种现有的清障技术手段清障，而现有清障技术手段应用又往往受到诸多条件限制，无法顺利实施的实际情况，突破习惯思维，提出在出发井顶出的钢顶管遇到障碍物后，以大开口、大直径混凝土顶管(套管)反向顶至钢顶管处，在反向顶进套管的过程中对沿线遇到的基岩等障碍物采取现有清障技术手段清除，恢复顶管顶进施工，为能够顺利应用现有清障技术手段保障顶管顺利顶进，提供了新的思路。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提出的基于套筒清障的顶管穿越岩层等障碍物的施工方法，无需改造顶管机本身，也无需为清障或回填额外创造条件，在障碍物情况多变复杂的现实下，使现有清障技术手段能够得以顺利运用，恢复顶管顶进施工，为应对各种复杂清障问题提供了的一种新思路和新途径。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中施工方法流程图；

图2为本发明一实施例的套管工具管示意图；

图3为本发明一实施例的反向顶进套管示意图；

图4为本发明一实施例的回填套管与钢顶管间空隙示意图；

图5为本发明另一实施例中施工方法的流程图；

图中：1为开放的网格式刀口，2为工作仓，3为气压仓，4为套管，5为套管工具管，6为钢顶管机头，8为钢顶管，9为障碍物区，10为出发井，11为接收井，15为间隙。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明是一种用于解决当钢顶管自出发井顶出一定距离，遇到复杂地质条件包括孤石、岩层等障碍物顶进受阻情况时，对障碍物进行有效的清除，恢复顶进施工的清障施工方法。

参照图1、图3所示，本发明的基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法的实施例，包括：

S100，从接收井11处反顶直径大于钢顶管8的的套管4；

S200，反顶所述套管4，并在反顶过程中对障碍物区9实施清障；

S300，所述套管4顶至所述钢顶管机头6后，停止反顶所述套管4；

S400，在所述套管4内，将所述钢顶管8正向顶入所述套管4，直至到达所述接收井11。

具体的，当钢顶管8自出发井10顶出一定距离，遇到复杂地质条件包括孤石、岩层等障碍物顶进受阻时，从接收井11反向顶进直径比钢顶管8大的套管4；在反向顶进套管4的过程中对沿线遇到的较大障碍物采取浅孔控制爆破清障方法，实现对障碍物的清除，恢复钢顶管8的顶进施工，最终完成钢顶管8的铺设。

在本发明上述实施例中，在所述步骤S200中，清障方法采取短进尺多循环的浅孔控制爆破方法。

具体的，本实施例中，该爆破方法的爆破要求为：短进尺多循环光面爆破，遵循“多打眼，少装药，深堵塞”的原则，避免爆破应力波集中。

参照图3、图4、图5所示，本发明基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法的另一个实施例，包括：S100从接收井11处反顶直径大于钢顶管8的的套管4；S200反顶所述套管4，并在反顶过程中对障碍物区9实施清障；S300所述套管4顶至所述钢顶管机头6后，停止反顶所述套管4；S400在所述套管4内，将所述钢顶管8正向顶入所述套管4，直至到达所述接收井11；S410在正向顶进所述钢顶管8的同时，回填所述刚顶管8与所述套管4之间的间隙15。

具体的，采用注浆法回填间隙15，以润滑钢顶管8与套管4之间的接触，减小摩擦阻力，方便施工。

在本发明的部分施例中，在步骤S410中，回填所述钢顶管8与套管4之间的间隙采用注浆法回填。

具体的，采用注浆法回填钢顶管8与套管4之间的间隙15，待浆液凝固形成强度之后，可以为钢顶管8提供支承力，稳定钢顶管位置。

在本发明的部分施例中，在步骤S410中，回填所述钢顶管8采用回填顶管出土法。

具体的，采用回填顶管出土法回填，有益效果在于可以减小顶进过程的摩阻力，同时在形成强度之后为钢顶管8提供支承力，在套管回收之后凝固的浆液可以支承上部土体，防止土体发生过大变形。

参照图2所示，在本发明的部分施例中，所述套管4采用套管工具管5为网格式气压平衡型的混凝土顶管。

具体的，套管工具管5前端为开放的网格式刀口1，而后分别设有工作仓2、气压仓3和套管4，网格式刀口1用于搅碎前方砂石泥土，被搅碎的砂石泥土通过网格式刀口1的网格进入工作仓2，通过其内的吸泥管路将砂石泥土抽送至套管4后方。

上述实施例中所述的基于套筒清障的顶管穿越岩层等障碍物的施工方法，无需改造顶管机本身，也无需为清障或回填额外创造条件，在障碍物情况多变复杂的现实下，使现有清障技术手段能够得以顺利运用，恢复顶管顶进施工，可以用于各种复杂清障问题。

综上，本发明是特别针对顶管工程因勘察不明或地质条件复杂遇到各类障碍物，顶进受阻，而采用常规清障技术手段又受到诸多不利条件限制时，提出的一种基于套筒清障的顶管穿越岩层等障碍物的施工方法，不仅能有效的清除障碍，且可以大大提高钢顶管后续在混凝土管内部的顶进速度和导向精度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，包括：

S100，从接收井处反顶直径大于钢顶管的的套管；

S200，反顶所述套管，并在反顶过程中实施清障；

S300，所述套管顶至所述钢顶管的头端后，停止反顶所述套管；

S400，在所述套管内，将所述钢顶管正向顶入所述套管，直至到达所述接收井。

2.根据权利要求1所述的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，在所述S200中，清障方法采取短进尺多循环的浅孔控制爆破方法。

3.根据权利要求1所述的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，所述S400包括：

S410，在正向顶进所述钢顶管的同时，回填所述刚顶管与所述套管之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，在所述S410中，回填所述钢顶管采用注浆法回填。

5.根据权利要求3所述的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，在所述S410中，回填所述钢顶管采用回填顶管出土法。

6.根据权利要求1所述的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，所述套管采用工具管为网格式气压平衡型的混凝土顶管。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于套筒清障的海底钢顶管穿越基岩层的施工方法，其特征在于，所述套管直径大于所述钢顶管直径，直径差值为600mm。