CN109340454A - 钢筋混凝土顶管纠偏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土顶管纠偏方法，其包括以下步骤：S1、根据管节的接口开口情况，确定发生变形的管节及其未发生变形的管节；S2、在未发生变形的管节内选定参考点，在发生变形的每一管节内上选定测量点；S3、测量出发生变形的每一管节的变形量以及变形方向，从而确定在发生变形的每一管节内需要布置注土孔的位置和数量；S4、在管节的内壁向外钻注土孔，且不要钻透管节；S5、安装阀门至注土孔内；S6、将注土孔钻透管节，关闭阀门；S7、安装砂泵连接于阀门并与阀门相连接。本发明在管节内精确布置注土孔，修复效果更佳，节省了注浆量，具有显著的经济效益。同时，防止外部水土涌入管节内部，安全可靠。

Description

钢筋混凝土顶管纠偏方法

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土顶管纠偏方法。

背景技术

随着顶管技术的日益成熟，顶管在城市给水排水、石油、天然气、电力等能源输送以及污染治理等方面的应用越来越多。地下工程施工常具有一定的不确定性，由于一些偶然或突发因素，地质条件等原因，特别在软硬交界面，施工参数不易控制，容易出现较大变形，轴线偏差过大不仅会对结构造成一定影响，还会对后期运营产生影响，为此需要对成型管道进行修复，使其线形尽可能符合设计要求。

国内注土轴线纠偏方法主要应用于地铁盾构隧道中，例如，上海轨道交通2号线区间隧道由于在其下方新建11号线的盾构施工，导致上方的2号线部分区域出现下沉。随后在下沉隧道底部进行注浆方法进行线性调整，使得隧道整体回复原来的直线状态。顶管施工技术和传统的盾构施工技术类似但又有所区别，因此可以借鉴盾构隧道的线形纠偏方法，但又需要根据顶管施工的独特性加以修改和调整。经过对国内地下管道注浆修复技术文献的检索，张晓丽，张顶立等在《岩土工程学报》2008，No 30(5)，pp.712-717上发表的“既有地铁注浆抬升合理位置的确定”中针对既有结构的注浆抬升建立模型进行分析，提出在弱化位置注浆的理念，监测数据表明，注浆抬升效果显著，提高了既有地铁的安全性。朱瑶宏，夏汉庸等在《岩土力学》2016，No37(2)，pp.543-551上发表的“软土地层盾构隧道结构整体抬升实践”中通过对地质情况分析，结构验算，提出了下部注浆，内部支撑，实时监控，即时调整的思路，在注浆过程及时调整浆液，将成型隧道整体抬升了3cm，保证了隧道结构安全。

但目前用于纠偏的注土孔在结构外壁上大多采用均匀布置的方法，在变形段各处均匀注土纠偏，变形段所受抬升力一致，导致变形段边缘抬升过多，变形最大处却仍未达到纠偏要求，浪费注土量，纠偏效果较差，影响施工进度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的纠偏效果较差，浪费注土量等缺陷，提供一种钢筋混凝土顶管纠偏方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、根据管节的接口开口情况，确定发生变形的所述管节及其未发生变形的所述管节；

S2、在未发生变形的所述管节内选定参考点，在发生变形的每一所述管节内上选定测量点；

S3、测量出发生变形的每一所述管节的变形量以及变形方向，从而确定在发生变形的每一所述管节内需要布置注土孔的位置和数量；

S4、在所述管节的内壁向外钻所述注土孔，且不要钻透所述管节；

S5、安装阀门至所述注土孔内；

S6、将所述注土孔钻透所述管节，关闭所述阀门；

S7、安装砂泵连接于所述阀门并与所述阀门相连接。

在本方案中，能够在管节内精确布置注土孔，使得管节修复效果更佳，节省了注浆量，具有显著的经济效益。同时，防止外部水土涌入管节内部，安全可靠；且通用性较强，具有广阔的市场前景。

较佳地，在所述步骤S2中，在发生变形的每一所述管节的两端分别选定测量点。

在本方案中，从而实现精确测量每一个发生变形的管节。

较佳地，在所述步骤S4中，所述注土孔的轴向垂直于所述注土孔的位置在所述管节的切线。

在本方案中，实现注土效果最大化，修复效果更佳，进一步节省了注浆量，具有显著的经济效益。

较佳地，在所述步骤S4中，所述注土孔的深度为所述管节的厚度的4/5。

较佳地，在所述步骤S4之后、所述步骤S5之前包括有步骤S4.5，所述步骤S4.5为灌入植筋胶至所述注土孔内。

在本方案中，实现阀门与管节之间连接方便，连接强度高，且密封性能好。

较佳地，所述阀门为通径球阀。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的钢筋混凝土顶管纠偏方法，在管节内精确布置注土孔，修复效果更佳，节省了注浆量，具有显著的经济效益。同时，防止外部水土涌入管节内部，安全可靠；且通用性较强，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明实施例的钢筋混凝土顶管纠偏方法的流程图。

图2为本发明实施例的多个管节的结构示意图，其中1至11指管节的编号。

图3为本发明实施例的管节在注土孔未钻透时的内部结构示意图。

图4为本发明实施例的管节在布置四个注土孔时的结构示意图。

图5为本发明实施例的管节在布置两个注土孔时的结构示意图。

图6为本发明实施例的管节在布置一个注土孔时的结构示意图。

图7为本发明实施例的多个管节在调整前后的示意图，其中，设计轴线指管节的设计轴线，调整前线形指管节在纠偏前的变形量，调整后线形指管节在纠偏后的变形量。

附图标记说明：

管节 100

注土孔 101

夹角 α

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例的一种钢筋混凝土顶管纠偏方法，其包括以下步骤：

步骤101、根据管节100的接口开口情况，确定发生变形的管节100及其未发生变形的管节100。

在该步骤101中，管节100在顶进过程中会发生变形，难以继续顶进，故停止施工。通过收集管节100穿越地区土层地质勘察资料，在管节100内部逐一排查各个管节100，根据管节100的接口开口情况，从而来确定发生变形的管节100及其未发生变形的管节100。在本实施例中，初步确定发生变形的管节100为2号至10号管节100，1号和11号管节100未发生变形。

步骤102、在未发生变形的管节100内选定参考点，在发生变形的每一管节100内上选定测量点。

在该步骤102中，确定未发生变形的管节100和发生变形的管节100后，在未发生变形的1号和11号的管节100内分别选定参考点，两个参考点之间的连线为测量基准线，该测量基准线与顶管的设计轴线之间相互平行。

在每一个发生变形的管节100内上选定测量点，即在2号至10号管节100内都需要选定测量点。优选地，在该步骤中，在发生变形的每一管节100的两端分别选定测量点，从而实现精确测量每一个发生变形的管节100。

步骤103、测量出发生变形的每一管节100的变形量以及变形方向，从而确定在发生变形的每一管节100内需要布置注土孔101的位置和数量。

在该步骤103中，通过使用激光经纬仪或者全站仪来进行测量，测量出每一个发生变形的管节100的两端的水平及竖向坐标，每一个管节100的两端均测定出2个不同点的数据，根据该两个不同点的数据来精确位于该两个不同点上的管节100的水平及竖向变形量，通过向量计算得出该管节100的变形方向。

通过各个管节100的变形量以及变形方向，来确定每一个发生变形的管节100需要布置的注土孔101的位置和数量。在本实施例中，2号至10号管节100发生沉降，通过测量得出第1-2号管节100的管顶的管缝开口3cm、第2-3号管节100的管顶的管缝开口13cm(错台2cm)、第5-6号管节100的管底的管缝开口22cm(错台2cm)、第6-7号管节100的管底的管缝开口13cm(错台1cm)、第9-10号管节100的管顶的管缝开口11.5cm(错台1cm)及第10-11号管节100的管顶的管缝开口2cm，第2号管节100下沉2.8cm、第3号管节100下沉7.7cm、第4号管节100下沉25.4cm、第5号管节100下沉42.3cm、第6号管节100下沉56.6cm、第7号管节100下沉48cm、第8号管节100下沉34.2cm、第9号管节100下沉27.2cm、第10号管节100下沉12.4cm。根据管节100的位置、变形方向、变形量以及号管节100的周地层土的性质、水土压力等，经过计算分析，结合管节100的沉降量来最终确定在管节100内需要布置的注土孔101的位置和数量。

如图3、图4、图5和图6所示，变形量最大的管节100设置4个注土孔101，6号管节100的沉降最大，在管节100的内壁面的底部设置4个注土孔101，4个注土孔101的位置沿管节100的轴线方向双排布置，对于变形方向对称分布，两排注土孔101与管节100的中心线连线夹角α可以为60度。沿管节100的长度方向，相邻两个注土孔101之间的间距为管节100的长度的一半，且两排注土孔101距离最接近管节100的端部均为1/4管节100的长度。在变形段边缘两个管节100设置1个注土孔101，2号和10号管节100处于变形段边缘，沉降最小，在管节100的内壁面的底部设置1个注土孔101，注土孔101与管节100的中心线连线方向与变形方向一致。沿管节100的长度方向，注土孔101与管节100的两端距离均为1/2管节100的长度。其余管节100均设置两个注土孔101，其余3号、4号、5号、7号、8号、9号管节100的内壁面的底部设置两个注土孔101，对于变形方向对称分布，两个注土孔101与管节100的中心线连线夹角α可以为60度；沿管节100的长度方向，两个注土孔101均位于管节100的正中间。精确布置注土孔101的位置和数量，修复效果更佳，且节省了注浆量，具有显著的经济效益。

步骤104、在管节100的内壁向外钻注土孔101，且不要钻透管节100。

在该步骤104中，在管节100的内壁使用钻孔设备在指定的注土孔101的位置上钻直径2.5寸的注土孔101，不要钻透管节100，从而防止管节100外部的水土涌入管节100内部，大大提高了安全可靠性。

注土孔101的轴向垂直于注土孔101的位置在管节100的切线。注土孔101的轴线方向管节100的内壁，且各个注土孔101的合力方向应与管节100的变形方向一致，实现注土效果最大化，修复效果更佳，进一步节省了注浆量，具有显著的经济效益。优选地，注土孔101的深度为管节100的厚度的4/5。在钻完成注土孔101之后，清理钻注土孔101产生的混凝土碎屑。

步骤105、安装阀门至注土孔101内。

在该步骤105中，将阀门的出口插入至注土孔101内并与管节100相连接，以便后续通过阀门进行注土作业。

在该步骤104之后、步骤105之前可以包括有步骤S4.5，步骤S4.5为灌入植筋胶至注土孔101内。往注土孔101中灌入植筋胶，待植筋胶强度达到设计要求，再将阀门插入至注土孔101内，从而实现阀门与管节100相连接，连接方便，连接强度高，且密封性能好。

步骤106、将注土孔101钻透管节100，关闭阀门。

在该步骤106中，使用钻孔设备插入阀门内并继续钻注土孔101，直至将注土孔101钻透，钻透之后将关闭阀门，从而有效防止管节100外部的水土涌入管节100内部，大大提高了安全可靠性。同时，操作方便。优选地，阀门可以为通径球阀。

步骤107、安装砂泵连接于阀门并与阀门相连接。

在该步骤107中，将砂泵连接于阀门的进口并与阀门的进口相连通，在需要注土时，打开砂泵和阀门，就可以实现对注土孔101的注土作业，操作方便。其中，砂泵在连接于阀门的进口之前，安装相应的盘根止水以及高压软管，有效加强密封性，大大提高了安全可靠性。

如图2和图7所示，通过本发明实施例的钢筋混凝土顶管纠偏方法，首先在4号、5号、6号、7号、8号管节100的底部注土，当第4-5号、7-8号管节100的管缝下部开口3cm时停止注土；其次在2号、3号、4号、5号、6号管节100的底部注土，当3-4号管节100的管缝开口3cm时立即停止注土；最后在6号、7号、8、9号、10号管节100的底部注土，当8-9号管节100的管缝开口3cm时立即停止注土。运用本发明实施例的钢筋混凝土顶管纠偏方法，经纠偏后的管节100已恢复至顶进允许变形范围内。

本发明实施例的钢筋混凝土顶管纠偏方法可以应用于盾构隧道轴线纠偏领域，修复效果更佳，节省了注浆量，具有显著的经济效益。同时，通用性较强，工艺安全可靠，具有广阔的市场前景。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、根据管节的接口开口情况，确定发生变形的所述管节及其未发生变形的所述管节；

S2、在未发生变形的所述管节内选定参考点，在发生变形的每一所述管节内上选定测量点；

S3、测量出发生变形的每一所述管节的变形量以及变形方向，从而确定在发生变形的每一所述管节内需要布置注土孔的位置和数量；

S4、在所述管节的内壁向外钻所述注土孔，且不要钻透所述管节；

S5、安装阀门至所述注土孔内；

S6、将所述注土孔钻透所述管节，关闭所述阀门；

S7、安装砂泵连接于所述阀门并与所述阀门相连接。

2.如权利要求1所述的钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在发生变形的每一所述管节的两端分别选定测量点。

3.如权利要求1所述的钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述注土孔的轴向垂直于所述注土孔的位置在所述管节的切线。

4.如权利要求1所述的钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述注土孔的深度为所述管节的厚度的4/5。

5.如权利要求1所述的钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特征在于，在所述步骤S4之后、所述步骤S5之前包括有步骤S4.5，所述步骤S4.5为灌入植筋胶至所述注土孔内。

6.如权利要求1所述的钢筋混凝土顶管纠偏方法，其特征在于，所述阀门为通径球阀。