CN109538823A - 一种双管错位交替顶进的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双管错位交替顶进的施工方法，包括如下步骤，S1、施工准备：开挖工作井和接收井，在工作井上标记顶管预留洞口位置；S2、设备安装：根据顶管预留洞口的位置安装两组导轨，在工作井内安装顶管刚靠背、主顶设备、顶管机以及注浆设备；S3、顶进准备；S4、初次顶进：将顶管安装在顶管机上，启动左侧的主顶设备和顶管机，使顶管顶进一段距离后停止顶管顶进并开始焊接作业，再按上述步骤进行右侧管道的顶进施工和焊接；S5、交替作业：重复步骤S4中的施工步骤交替对两个管道进行施工；在步骤S4和步骤S5的顶进过程中，启动注浆设备进行注浆工艺。本发明通过双管交替顶进作业，实现两条施工线路的同步施工，减少施工成本和施工时间。

Description

一种双管错位交替顶进的施工方法

技术领域

本发明属于施工技术领域，具体涉及一种双管错位交替顶进的施工方法。

背景技术

顶管法施工是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走，一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进，其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。目前顶管法应用越加广泛，然在实际使用过程，土质层的多样化，顶管法依旧存在较多问题，比如说含砂姜黏土层的摩阻系数较大，在顶管施工中将会对周边土体产生较大的扰动，尤其是在双排管道顶管施工时，由于土体扰动的影响，将影响邻近施工管道的施工。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双管错位交替顶进的施工方法。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种双管错位交替顶进的施工方法，包括如下步骤，S1、施工准备：根据预先设计，在选定的施工位置开挖工作井和接收井，并对工作井和接收井进行钢筋混凝土施工，根据设计的顶进路线在工作井上分别标记两个顶进管道的顶管预留洞口位置；

S2、设备安装：根据两个顶管预留洞口的位置，分别安装相互平行的两组导轨，并根据分别两组导轨的位置在工作井内安装顶管刚靠背、主顶设备、顶管机，同时安装注浆设备；

S3、顶进准备：设备安装完成后，对步骤S1中标记的两个位置进行施工各自形成顶管预留洞口，在顶管预留洞口处安装洞口止水设备；

S4、初次顶进：通过吊装将顶管安装在左侧和右侧的顶管机上，首先启动左侧的主顶设备和顶管机，顶管沿左侧设计的顶进路线顶进30~80m距离后，停止顶管顶进，完成左侧初次顶进作业，此时开始左侧已顶进管道内的焊接作业；当左侧管道开始进行焊接作业时，按上述左侧顶进相同的施工步骤启动右侧的主顶设备和顶管机，进行右侧管道的初步顶进施工，并在右侧初次顶进完成的同时开始右侧已顶进管道的焊接作业；

S5、交替作业：当右侧开始已顶进管道的焊接作业时，左侧完成已顶进管道的焊接作业，此时重复步骤S4中的施工步骤，并按顶进与焊接的方式依次交替对两个管道进行施工，直至左侧顶进管道和右侧顶进管道在接收井交替进洞；

在步骤S4和步骤S5的左侧管道和右侧管道顶进过程中，均启动注浆设备同步进行顶进注浆工艺。

进一步地，所述顶进注浆工艺采用双液注浆护壁减阻系统，在左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中内每间隔一个顶管在其相邻的顶管上设置有注浆孔，所述双液注浆护壁减阻系统通过步骤S3中安装的注浆设备实现，所述注浆设备包括置于地面上两个存浆池、分别与两个存浆池连接的第一压浆机和第二压浆机，所述第一压浆机和第二压浆机均通过一个三通阀连接两个注浆管，其中第一压浆机通过连接的两个注浆管分别向左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中靠近顶管机机头的前四个顶管上的注浆孔提供浆液，同时第二压浆机通过连接的两个注浆管分别向左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中其余顶管上的注浆孔提供浆液。

进一步地，所述双液注浆护壁减阻系统还包括置于地面上泥浆发酵池、用于对泥浆发酵池进行搅拌的搅拌机、以及泥浆发酵池与两个存浆池进行连通的输浆管。

进一步地，所述顶管上设置的注浆孔有三个、且三个注浆孔沿所在顶管的环周方向均匀布置，所述三个注浆孔与所述注浆管之间通过注浆连接机构进行连通。

进一步地，所述注浆连接机构包括与每个所述注浆孔固接的连接短管、每个所述连接短管上连接的等径三通、以及将三个等径三通连接起来的三个弧形管，在所述三个弧形管的其中一个弧形管为通过等径四通连接的两个弧形小管，所述等径四通的一个接口与所述注浆管连通。

进一步地，步骤S4和步骤S5中，所采用的顶管的管端坡口优选采用阴阳坡口，即顶管管端的上部分为外坡口，顶管管端的下部分为内坡口。

进一步地，步骤S4中，右侧管道初次顶进的距离与左侧管道顶进的距离相等，且均优选为50m。

有益效果：

1、本发明通过双管错位交替顶进的方式，即一侧顶进、另一侧焊接，交替进行的方式，同时对两个相邻平行管道的顶进施工，其在交替顶进过程中，焊接的一侧不进行施工，顶进的一侧所产生的扰动无法影响焊接一侧的作业，从而有效加快双向顶进的施工进度，降低施工工期，减少施工成本；

2、本发明在交替顶进过程中，通过双液注浆护壁减阻系统进行注浆施工，减小管外壁与土体间的摩阻力，从而减小顶管施工对土体的扰动，降低双排管道同时顶管的相互影响。

附图说明

图1为本发明的施工步骤图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明所述的双管错位交替顶进的施工方法包括以下步骤，施工准备、设备安装、顶进准备、初次顶进以及交替作业。

本发明中需要的设备包括两组导轨、两组顶管后靠背、两组主顶设备、一组注浆设备、洞口止水装置、通风设备以及两个泥水平衡顶管机，其中的主顶设备包括液压泵站、油管、千斤顶、支架以及顶铁；其中所述导轨采用HM350*250H型钢加工制作而成，导轨铺设在工作井底板上；所述顶管后靠背为钢板和型钢焊接的整体结构，尺寸4.5m*4.5m*0.4m，顶管后靠背距工作井井壁400mm，顶管后靠背与工作井之间通过模板补齐两者之间的空隙，并插入钢筋网片，浇筑C30后背混凝土，两组顶管后靠背相互平行，控制在同一平面，避免同步顶管两线产生不均匀反力，导致工作井井壁失稳；所述洞口止水装置采用钢压板与橡胶圈止水装置，所述钢压板采用12mm厚度钢板加工成块，通过膨胀螺丝固定于洞口井壁处，呈环向布置，钢压板与井壁之间环向满布橡胶圈；所述通风设备为罗茨风机通过DN150风琴软管与顶进管道内的通风管道连接。

本发明用于项目施工中需要进行双条线路管道的同时施工，包括以下步骤，S1、施工准备：首先根据预先的施工设计，在选定的施工位置分别开挖工作井和接收井，再对工作井和接收井进行钢筋混凝土施工，根据需要顶进的双条线路管道先在工作井的混凝土井壁分别标记两个顶进线路管道的顶管预留洞口位置；S2、设备安装：根据标记的两个顶管预留洞口的位置，分别安装相互平行的两组导轨，并根据分别两组导轨的位置在工作井内安装两组顶管刚靠背、两组主顶设备、以及两组顶管机，同时安装注浆设备；S3、顶进准备：所有的设备安装完成后，对步骤S1中标记的两个位置进行施工，在工作井的井壁上各自形成两条线路的顶管预留洞口，在每个顶管预留洞口处进行施工并安装洞口止水设备；S4、初次顶进：通过吊装在左侧和右侧的顶管机上分别安装上需要顶进的顶管，首先启动左侧的主顶设备和顶管机，左侧的顶管从顶管预留洞口沿左侧设计的顶进路线顶进30~80m距离后，停止顶管顶进，此时完成左侧初次顶进作业，并在停止顶进时开始左侧已顶进管道内的焊接作业；当左侧管道开始进行焊接作业时，按上述左侧顶进相同的施工步骤启动右侧的主顶设备和顶管机，进行右侧管道的初步顶进施工，并且顶进与左侧相同的距离后停止顶进，在右侧初次顶进完成的同时开始右侧已顶进管道的焊接作业；S5、交替作业：当右侧开始已顶进管道的焊接作业时，左侧线路将完成已顶进管道的焊接作业，此时再重复步骤S4中的施工步骤，即在步骤S4的基础上，继续左侧线路的下一步顶进，顶进与步骤S4中相同的距离后，停止这一步顶进并开始焊接，此时据悉右侧线路的下一步顶进，并在顶进与左侧线路相同距离后停止顶进，再开始右侧线路的焊接，后续线路将继续按上述顶进与焊接的方式依次交替对两个线路管道进行施工，直至左侧顶进管道和右侧顶进管道在接收井内交替进洞，从而完成两条线路的同步施工。

如图1所示，在上述步骤S4和步骤S5的左侧管道和右侧管道顶进过程中，均启动本发明的注浆设备同步进行顶进注浆工艺，本发明的顶进注浆工艺为双液注浆护壁减阻系统，首先在左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中内每间隔一个顶管在其相邻的顶管上设置注浆孔，每个顶管上设置的注浆孔有三个、且三个注浆孔沿所在顶管的环周方向均匀布置，所述双液注浆护壁减阻系统通过上述步骤S3中安装的注浆设备实现，采用的注浆设备包括置于地面上两个存浆池、通过输浆管向两个存浆池提供浆液的泥浆发酵池、对泥浆发酵池中的浆液进行搅拌的搅拌机、分别与两个存浆池连接的第一压浆机和第二压浆机，所述第一压浆机和第二压浆机上均通过一个三通阀连接有两个注浆管，其中第一压浆机通过连接的两个注浆管分别向左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中靠近顶管机机头的前四个顶管上的注浆孔提供浆液，同时第二压浆机通过连接的两个注浆管分别向左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中其余顶管上的注浆孔提供浆液，其中注浆管与注浆孔之间通过注浆连接机构相连通。

所述注浆连接机构包括每个所述注浆孔上固接的连接短管、每个所述连接短管上连接的等径三通、以及将三个等径三通连接起来的三个弧形管，从而通过三个弧形管和三个连接短管与三个注浆孔连通，其中在所述三个弧形管的其中一个弧形管为通过等径四通连接的两个弧形小管，也就等径四通的两个接口分别与两个弧形小管连接，第三个接口与所述注浆管连通，第四个接口上连接一横管，所述横管与管道内相邻的注浆连接机构上的等径四通其中一个接口连接，以此通过注浆管、注浆连接机构、以及横管使整个注浆设备与注浆孔进行连通，本注浆设备中所述第一压浆机通过注浆管沿注浆连接机构向靠近机头处的顶管上的注浆孔提供浆液，以此形成同步注浆系统，以此可实现同步注浆、随顶随注浆的工艺，及时填充顶进过程中顶管外壁产生的空隙；所述第二压浆机通过注浆管沿所述注浆连接机构向其余顶管上的注浆孔提供浆液，以此形成跟进补浆系统，从而及时填充管道在顶进过程中因土层扰动导致的管道外壁与土体之间出现的空隙，以实现本减阻系统在后续管节上的压力补浆，不断的补充浆液以形成完整的泥浆套；上述同步注浆系统和跟进补浆系统的相互配合，形成双液注浆补浆护壁减阻的功能，大大减少在顶进过程中因顶进原因导致土层扰动的问题，从而减少在双线管道施工过程一侧施工对另一侧造成的影响，配合错位交替顶进的施工步骤，确保整个施工过程中的安全性。

实施例：在徐州骆马湖进行顶管顶进施工，这段工地中，顶管预先设计为D2020*22mm双线顶管，每一单线长度为590m，常规顶进工艺需要的施工工期约为96天，采用本发明所述的顶进工艺后实际工期为69天，工期提前了27天；同时这段工地的顶管施工的预先设计成本约为86万元，采用本发明的顶进工艺后实际成本为67.41万元，节约成本近18万元，因此本发明不仅节约施工的工期，而且减少了施工成本。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、施工准备：根据预先设计，在选定的施工位置开挖工作井和接收井，并对工作井和接收井进行钢筋混凝土施工，根据设计的顶进路线在工作井上分别标记两个顶进管道的顶管预留洞口位置；

S2、设备安装：根据两个顶管预留洞口的位置，分别安装相互平行的两组导轨，并如分别两组导轨的位置在工作井内安装顶管刚靠背、主顶设备、顶管机，同时安装注浆设备；

S3、顶进准备：设备安装完成后，对步骤S1中标记的两个位置进行施工各自形成顶管预留洞口，在顶管预留洞口处安装洞口止水设备；

S4、初次顶进：通过吊装将顶管安装在左侧和右侧的顶管机上，首先启动左侧的主顶设备和顶管机，顶管沿左侧设计的顶进路线顶进30~80m距离后，停止顶管顶进，完成左侧初次顶进作业，此时开始左侧已顶进管道内的焊接作业；当左侧管道开始进行焊接作业时，按上述左侧顶进相同的施工步骤启动右侧的主顶设备和顶管机，进行右侧管道的初步顶进施工，并在右侧初次顶进完成的同时开始右侧已顶进管道的焊接作业；

S5、交替作业：当右侧开始已顶进管道的焊接作业时，左侧完成已顶进管道的焊接作业，此时重复步骤S4中的施工步骤，并按顶进与焊接的方式依次交替对两个管道进行施工，直至左侧顶进管道和右侧顶进管道在接收井交替进洞；

在步骤S4和步骤S5的左侧管道和右侧管道顶进过程中，均启动注浆设备同步进行顶进注浆工艺。

2.如权利要求1所述的双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，所述顶进注浆工艺采用双液注浆护壁减阻系统，在左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中内每间隔一个顶管在其相邻的顶管上设置有注浆孔，所述双液注浆护壁减阻系统通过步骤S3中安装的注浆设备实现，所述注浆设备包括置于地面上两个存浆池、分别与两个存浆池连接的第一压浆机和第二压浆机，所述第一压浆机和第二压浆机均通过一个三通阀连接两个注浆管，其中第一压浆机通过连接的两个注浆管分别向左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中靠近顶管机机头的前四个顶管上的注浆孔提供浆液，同时第二压浆机通过连接的两个注浆管分别向左侧路线顶进和右侧路线顶进过程中其余顶管上的注浆孔提供浆液。

3.如权利要求2所述的双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，所述双液注浆护壁减阻系统还包括置于地面上泥浆发酵池、用于对泥浆发酵池进行搅拌的搅拌机、以及泥浆发酵池与两个存浆池进行连通的输浆管。

4.如权利要求2所述的双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，所述顶管上设置的注浆孔有三个、且三个注浆孔沿所在顶管的环周方向均匀布置，所述三个注浆孔与所述注浆管之间通过注浆连接机构进行连通。

5.如权利要求4所述的双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，所述注浆连接机构包括与每个所述注浆孔固接的连接短管、每个所述连接短管上连接的等径三通、以及将三个等径三通连接起来的三个弧形管，在所述三个弧形管的其中一个弧形管为通过等径四通连接的两个弧形小管，所述等径四通的一个接口与所述注浆管连通。

6.如权利要求1所述的双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，步骤S4和步骤S5中，所采用的顶管的管端坡口优选采用阴阳坡口，即顶管管端的上部分为外坡口，顶管管端的下部分为内坡口。

7.如权利要求1所述的双管错位交替顶进的施工方法，其特征在于，步骤S4中，右侧管道初次顶进的距离与左侧管道顶进的距离相等，且均优选为50m。