CN111691889B - 一种顶管工程施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顶管工程施工方法，包括，配置减阻用触变泥浆；布置注浆孔、连接注浆管道；选择螺杆泵作为注浆泵；在管节表面涂蜡并用火烘烤,使石蜡完全融人管节混凝土表面；向注浆孔注浆；顶进过程中测量；顶管出洞前止水设置。本发明针对以黄土状轻粉质壤土、黄土状中、重粉质壤土和黄土状中粉质壤土为主的地层岩性研制出一种触变泥浆，以有效降低顶进阻力。

Description

一种顶管工程施工方法
技术领域
本发明涉及大直径远距离顶管施工技术领域，具体涉及一种顶管工程施工方法。
背景技术
顶管施工是借助顶推设备将工具管或掘进机从工作坑(始发井)内穿过土层一直推到接收坑(到达井)内，依靠安装在管道头部的钻掘系统不断地切削土屑，由出土系统将切削的土屑排出，边顶进，边切削，边输送，将管道逐段向前铺设，与此同时，把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间的一种非开挖施工技术。近年来，顶管施工的发展趋势朝着大直径及超长距离的方向快速迈进。
如中国申请号为201610289938.9的发明专利申请公开了一种顶管泥浆物理触控减阻方法，其特征在于，触变泥浆按重量份原料混合配置，膨润土：羧甲基纤维素：纯碱：水＝8-10:0.1-0.13:0.8-0.9:90；混凝土振动棒通过钢片锚固在顶管的内壁上，并紧贴在管壁上；将所配置的触变泥浆注入顶管外侧面与土体之间的缝隙中，形成泥浆套。
在现有技术中，目前还没有针对地层岩性以黄土状轻粉质壤土、黄土状中、重粉质壤土和黄土状中粉质壤土为主的标段研制的触变泥浆，并且对混凝土管节使用前未做涂蜡并用火烘烤，注浆主管和支管上未设置压力表以随时进行压力监测等一系列新工艺技术来完成顶管工程施工。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用触变泥浆优化顶管中继间个数的施工方法。
所述顶管工程施工方法，包括以下步骤：
步骤1，配置减阻用触变泥浆；
步骤2，布置注浆孔、连接注浆管道；
步骤3，选择螺杆泵作为注浆泵；
步骤4，在管节表面涂蜡并用火烘烤,使石蜡完全融人管节混凝土表面；
步骤5，向注浆孔注浆；
步骤6，顶进过程中测量；
步骤7，顶管出洞前止水设置。
进一步地，步骤1所述配置减阻用触变泥浆包括：
步骤1.1，将膨润土、纯碱、水、羟甲基纤维素按照如下重量份比例：膨润土130份、纯碱4.5份、水870份、羟甲基纤维素4份混合搅拌均匀；
步骤1.2，将搅拌好的浆液放入储浆罐中，储浆罐容积大于等于2m3,经储浆罐中静置12h～24h，以使膨润土颗粒吸水、膨胀成胶体后使用。
进一步地，步骤1.1所述膨润土中各成分重量份为SiO2占633份，Al2O3占215份，CaO占63份、MgO占70份、Na2O占10份、K2O占9份。
进一步地，步骤1.1所述膨润土粒度200目通过率为95％，水份为11.3％，膨润力为21ml/2g，电导率为585.0μm/cm，FV(8％浓度)为27.06s，R600(8％浓度)为21s，密度为0.64g/cm3。
进一步地，步骤2所述布置注浆孔、连接注浆管道包括：
步骤2.1，每两个管节设置一组注浆孔，注浆孔布置在距管节端部100mm处，沿圆周环向均布注浆孔，每组注浆孔设置4个；
步骤2.2，根据注浆孔的位置布置注浆支管，在每个注浆支管上设置控制阀门，控制阀门上设置压力表；在管节结构内的预埋注浆管两侧增加一个单向阀和一个球阀，单向阀安装在管节外壁上以防止触变泥浆倒流，球阀安装在管节内壁上以进行定点、定位注浆；
步骤2.3，将各个注浆支管连接到注浆主管上，在注浆主管上设置主控制阀门，在主控制阀门上设置主压力表；
步骤2.4，将注浆主管连接注浆泵上，将注浆泵的一端连接到储浆罐上。
进一步地，步骤5所述向注浆孔注浆包括:
步骤5.1，当管节顶进时，开启注浆泵，实施同步注浆；
步骤5.2，在顶进过程中，对后续管节用带注浆孔的管节来补浆；
步骤5.3，顶进结束后，将水、水泥、粉煤灰按重量份比例为5:1:3混合形成浆液，对触变泥浆进行置换，待压浆体凝结后拆除注浆管节，注浆孔内充填环氧树脂胶以封堵注浆孔，封堵完成后进行1.2MP水压试验。
进一步地，步骤5所述向注浆孔注浆，注入到管节与土壤之间的浆液压力高于地下水压力在0.02MPa-0.15MPa之间,随距离增加压力增加，在注浆泵上附加调压装置用来控制注浆压力，注浆量为管节外周环形空隙的1.8倍；
进一步地，步骤6所述顶进测量包括：
步骤6.1，将激光经纬仪安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上,激光经纬仪的安装必须保证顶进过程中的稳定；
步骤6.2，在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角度与管节的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点，根据激光点的位置变化确定掘进机的方向改变。
进一步地，步骤7所述顶管出洞前止水设置包括:
步骤7.1，设置地下预埋钢盒作为预留进出洞口；
步骤7.2，在进出洞口安装可拆式止水钢环；
步骤7.3，在止水钢环上安装橡胶止水圈；
步骤7.4，在洞口前方毗邻顶进方向的沉井墙的外边线做3排止水墙。
相对于现有技术，本发明所述利用触变泥浆优化顶管中继间个数的施工方法的优越效果如下：
1.采用本发明的触变泥浆能够有效减小以黄土状轻粉质壤土、黄土状中、重粉质壤土和黄土状中粉质壤土为主的地层对顶管的阻力，减小中继间的使用数量，节约施工成本并将工期提前。
2.连接注浆管道过程中，在注浆主管和注浆支管上均设置压力表，可以方便高效的监控压力。
3.混凝土管节的吸水性会导致触变泥浆套失水、固结破坏，在管节表面涂蜡并用火烘烤,使石蜡完全融人管节混凝土表面，可有效防止管节混凝土吸水，还能润滑减阻。
具体实施方式
所述顶管工程施工方法，包括以下步骤：
步骤1，配置减阻用触变泥浆；
步骤2，布置注浆孔、连接注浆管道；
步骤3，选择螺杆泵作为注浆泵；
步骤4，在管节表面涂蜡并用火烘烤,使石蜡完全融人管节混凝土表面；
步骤5，向注浆孔注浆；
步骤6，顶进过程中测量；
步骤7，出洞口止水设置。
进一步地，步骤1所述配置减阻用触变泥浆包括：步骤1.1，将膨润土、纯碱、水、羟甲基纤维素按照如下重量份比例：膨润土130份、纯碱4.5份、水870份、羟甲基纤维素4份混合搅拌均匀；
步骤1.2，将搅拌好的浆液放入储浆罐中，储浆罐容积大于等于2m3,经储浆罐中静置12h～24h以使膨润土颗粒充分吸水，膨胀成后使用。
进一步地，步骤1.1所述膨润土中各成分重量份为SiO2占633份，Al2O3占215份，CaO占63份、MgO占70份、Na2O占10份、K2O占9份。
进一步地，步骤1.1所述膨润土粒度200目，通过率为95％，水份为11.3％，膨润力为21ml/2g，电导率为585.0μm/cm，FV(8％浓度)为27.06s，R600(8％浓度)为21s，密度为0.64g/cm3。
进一步地，步骤2所述布置注浆孔、连接注浆管道包括：
步骤2.1，每两个管节设置一组注浆孔，注浆孔布置在距管节端部100mm处，沿圆周环向均布注浆孔，每组注浆孔设置4个；
步骤2.2，根据注浆孔的位置布置注浆支管，在每个注浆支管上设置控制阀门，在控制阀门上设置压力表；在管节结构内的预埋注浆管两侧增加一个单向阀和一个球阀，单向阀安装在管节外壁上以防止触变泥浆倒流，球阀安装在管节内壁上以进行定点、定位注浆；
步骤2.3，将各个注浆支管连接到注浆主管上，在注浆主管上设置主控制阀门，在主控制阀门上设置主压力表；
步骤2.4，将注浆主管连接注浆泵上，将注浆泵的一端连接到储浆罐上。
进一步地，步骤5所述向注浆孔注浆包括：
步骤5.1，当管节顶进时，开启注浆泵，实施同步注浆；
步骤5.2，在顶进过程中，对后续管各管节用带注浆孔的管节来补浆；
步骤5.3，顶进结束后，将水、水泥、粉煤灰按重量份比例为5:1:3混合形成浆液，对触变泥浆进行置换，待压浆体凝结后拆除注浆管节，注浆孔内充填环氧树脂胶以封堵注浆孔，封堵完成后进行1.2MP水压试验。
进一步地，步骤5所述向注浆孔注浆，注入到管节与土壤之间的浆液压力高于地下水压力在0.02MPa-0.15MPa之间,随距离增加压力增加，在注浆泵上附加调压装置用来控制注浆压力，注浆量为管节外周环形空隙的1.8倍。
进一步地，步骤6所述顶进测量包括：
步骤6.1，将激光经纬仪安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上,激光经纬仪的安装必须保证顶进过程中的稳定；
步骤6.2，在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角度与管节的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点，根据激光点的位置变化确定掘进机的方向变化。
进一步地，步骤7所述出洞口止水设置包括：
步骤7.1，设置地下预埋钢盒作为预留进出洞口；
步骤7.2，在进出洞口安装可拆式止水钢环；
步骤7.3，在止水钢环上安装橡胶止水圈，以达到止水效果；
步骤7.4，在洞口前方毗邻顶进方向的沉井墙的外边线做3排止水墙。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种顶管工程施工方法，包括以下步骤：
步骤1，配置减阻用触变泥浆；
步骤1.1，将膨润土、纯碱、水、羟甲基纤维素按照如下重量份比例：膨润土130份、纯碱4.5份、水870份、羟甲基纤维素4份混合搅拌均匀；
步骤1.1所述膨润土中各成分重量份为SiO2占633份，Al2O3占215份，CaO占63份、MgO占70份、Na2O占10份、K2O占9份；
步骤1.1所述膨润土粒度200目，通过率为95％，水分为11.3％，膨润力为21ml/2g，电导率为585.0μm/cm，8％浓度FV为27.06s，8％浓度R600为21s，密度为0.64g/cm3；
步骤1.2，将搅拌好的浆液放入储浆罐中，储浆罐容积大于等于2m3,经储浆罐中静置12h～24h以使膨润土颗粒吸水、膨胀后可使用；
步骤2，布置注浆孔、连接注浆管道；
步骤2.1，每两个管节设置一组注浆孔，注浆孔布置在距管节端部100mm处，沿圆周环向均布注浆孔，每组注浆孔设置4个；
步骤2.2，根据注浆孔的位置布置注浆支管，在每个注浆支管上设置控制阀门，在控制阀门上设置压力表；在管节结构内的预埋注浆管两侧增加一个单向阀和一个球阀，单向阀安装在管节外壁上,球阀安装在管节内壁上；
步骤2.3，将各个注浆支管连接到注浆主管上，在注浆主管上设置主控制阀门，在主控制阀门上设置主压力表；
步骤2.4，将注浆主管连接注浆泵上，将注浆泵的一端连接到储浆罐上；
步骤3，选择螺杆泵作为注浆泵；
步骤4，在管节表面涂蜡并用火烘烤,使石蜡完全融人管节混凝土表面；
步骤5，向注浆孔注浆；
步骤5.1，当管节顶进时，开启注浆泵，实施同步注浆；
步骤5.2，在顶进过程中，对后续管节用带注浆孔的管节来补浆；
步骤5.3，顶进结束后，将水、水泥、粉煤灰按重量份比例为5:1:3混合形成浆液，对触变泥浆进行置换，待压浆体凝结后拆除注浆管节，注浆孔内充填环氧树脂胶以封堵注浆孔，注浆孔封堵完成后进行1.2MP水压试验；
步骤6，顶进过程中测量；
步骤7，顶管出洞前止水设置。
2.根据权利要求1所述顶管工程施工方法，其特征在于，步骤5所述向注浆孔注浆，注入到管节与土壤之间的浆液压力高于地下水压力，在0.02MPa-0.15MPa之间,随距离增加压力增加，在注浆泵上附加调压装置，注浆量为管节外周环形空隙的1.8倍。
3.根据权利要求1所述顶管工程施工方法，其特征在于，步骤6所述顶进过程中测量包括：
步骤6.1，将激光经纬仪安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上；
步骤6.2，在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角度与管节的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点。
4.根据权利要求3所述顶管工程施工方法，其特征在于，步骤7所述顶管出洞前止水设置包括：
步骤7.1，设置地下预埋钢盒作为预留进出洞口；
步骤7.2，在进出洞口安装可拆式止水钢环；
步骤7.3，在止水钢环上安装橡胶止水圈；
步骤7.4，在洞口前方毗邻顶进方向的沉井墙的外边线做3排止水墙。
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