CN112459796A - 穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法 - Google Patents

穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,包括如下步骤:提供机身上设有注浆孔的顶管机;在穿越前,沿该地下构建筑物的两侧布设多根支撑桩,并使多根该支撑桩位于该穿越段的两侧,于该地下构建筑物的两侧且位于相邻该支撑桩之间密设多根上加固桩和多根下加固桩,使该上加固桩位于该地下构建筑物和该穿越段之间,使该下加固桩位于该穿越段的下方;开始穿越,随着该顶管机的顶进通过该注浆孔同步向该顶管机与周边土体的施工间隙压注泥浆,形成泥浆护壁;在完成穿越后,对成型通道外侧土体进行固化。本发明针对穿越前、中、后分别适配了不同施工措施,通过各措施的结合,使整体施工更稳定,沉降效果更好,施工效率更高且风险更底。

Description

穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法
技术领域
本发明涉及地下隧道施工领域,具体来说涉及一种穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法。
背景技术
随着地下空间使用率增加,顶管法施工阶段将下穿、侧穿或叠交方式,以不同形式穿越如:重要市政管线、成型轨道交通设施、市政人行通道等已有地下构建筑物;同时,随着地下空间紧张,老旧城区地下空间建设等特殊环境因素,盾构法、顶管法施工设备从直径大小、外形规格(圆形、双圆、类举行)也趋于多元化,以满足特殊施工环境下的建设需求,同时对地表、地下构建筑物的沉降控制也要求越来越高。
以往盾构或顶管机穿越地下构建筑物阶段施工中,一般主要采取加强相关监测频率、提高监测方式,通过及时调整施工参数,达到控制地下构建筑物的沉降的目的。但是,由于交通要道、人员安全问题以及地下构建筑物所处地层复杂等环境因素,无法满足长期增加监测频率,无法仅通过及时调整施工中的参数来达到控制沉降的目的。而且,现常用的技术措施,主要在事中、事后阶段予以落实,在技术措施落实过程中,可能会遇到与初期地勘、物探存在不一的情况,如此原计划采用的技术措施,可能存在达不到有效保护地下构建筑物的目的、影响整体工程进展的可能性。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种穿越地下构建筑物的施工方法,分别针对穿越前、穿越中及穿越后不同施工环境采取了适配的施工技术措施,使整体的穿越施工更加稳定,提高了施工效率并降低了施工风险。
本发明通过下述技术方案来实现:一种穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,包括如下步骤:
提供机身上设有注浆孔的顶管机;
在所述顶管机穿越地下构建筑物前,沿所述地下构建筑物的两侧布设多根支撑桩,并使多根所述支撑桩位于所述穿越段的两侧,于所述地下构建筑物的两侧且位于相邻该支撑桩之间密设多根上加固桩和多根下加固桩,使所述上加固桩位于所述地下构建筑物和所述穿越段之间,使所述下加固桩位于所述穿越段的下方;
所述顶管机开始穿越地下构建筑物,随着所述顶管机的顶进通过所述注浆孔同步向所述顶管机与周边土体的施工间隙压注泥浆,形成泥浆护壁;
在所述顶管机完成穿越后,对成型通道外侧土体进行固化。
本发明在穿越前,对地下构建筑物和待穿越通道的周边土体预先进行一定的加固保护,增加后期被穿越过程中的稳定性;在穿越中,进一步采取“顶压同步”的方式及时的对顶管机本体与周边土体产生的施工间隙进行有效充填,控制了顶管机周边土体位移量,保证了周边土体的稳定性,满足了沉降要求并提高了施工效率;在穿越后,及时对成型通道采取固化措施,使成型通道能够稳固定型。通过上述各技术措施的结合,使整体施工更加稳定,极大地提高了穿越地下构建筑物、地表沉降的控制效果,较以往施工措施,增加了施工效率且降低了施工风险。
本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的进一步改进在于:
所述顶管机的内部倾斜设置有注浆管,所述顶管机的机身顶部设有供所述注浆管穿设应急注浆孔;
在所述顶管机开始穿越地下构建筑物的步骤中,所述顶管机实时监测所述顶管机机身前方的周边土体的稳定性,当所述周边土体的稳定性不满足施工要求时,所述顶管机停止穿越,并利用所述注浆管和所述应急注浆孔对所述周边土体进行注浆,直至所述周边土体的稳定性满足所述施工要求后,所述顶管机继续进行穿越。
本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的进一步改进在于:在对成型通道外侧土体进行固化的步骤中,先固化所述成型通道的两端,再固化所述穿越段,最后固化其余段。
本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的进一步改进在于:
所述地下构建筑物上与所述穿越段相对应的位置处设有沉降缝;
在进行预加固时,于所述沉降缝周围预设围护桩。
本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的进一步改进在于:在穿越前,采用MJS工法制作所述支撑桩、所述上加固桩和所述下加固桩。
本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的进一步改进在于:在穿越后,采用压注水泥系浆液的方式进行所述固化。
附图说明
图1是本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的流程图。
图2是本发明在穿越前的施工状态的平面示意图。
图3是图2的A-A剖面示意图。
具体实施方式
以往盾构或顶管机穿越地下构建筑物阶段施工中,一般主要采取加强相关监测频率、提高监测方式,通过及时调整施工参数,达到控制地下构建筑物的沉降的目的。但是,由于交通要道、人员安全问题以及地下构建筑物所处地层复杂等环境因素,无法满足长期增加监测频率,无法仅通过及时调整施工中的参数来达到控制沉降的目的。而且,现常用的技术措施,主要在事中、事后阶段予以落实,在技术措施落实过程中,可能会遇到与初期地勘、物探存在不一的情况,如此原计划采用的技术措施,可能存在达不到有效保护地下构建筑物的目的、影响整体工程进展的可能性。
本发明为了解决上述问题,提供了一种穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,分别针对穿越前、穿越中及穿越后不同施工环境采取了适配的施工技术措施,使整体的穿越施工更加稳定,提高了施工效率并降低了施工风险。
下面结合附图对该穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法作进一步说明。
参阅图1~图3,图1示出了本发明穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法的流程图,图2示出了本发明在穿越前的施工状态的平面示意图,图3示出了图2的A-A剖面示意图。一种穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,包括如下步骤:
步骤S1,提供机身上设有注浆孔的顶管机;
具体来说,该注浆孔的数量为多个,且多个该注浆孔分布于该顶管机的不同方位上,本实施方式中,沿该顶管机的周向均匀间隔设置多个该注浆孔,并以一周的注浆孔作为一道注浆组,然后沿该顶管机的顶进方向间隔设置多道所述注浆组。
步骤S2,在该顶管机穿越地下构建筑物40前,沿该地下构建筑物40的两侧布设多 根支撑桩10,并使多根该支撑桩10位于该穿越段50的两侧,于该地下构建筑物40的两侧且 位于相邻该支撑桩10之间密设多根上加固桩21和多根下加固桩22,使该上加固桩21位于该 地下构建筑物40和该穿越段50之间,使该下加固桩22位于该穿越段50的下方。
具体来说,该支撑柱10的底端伸入至该穿越段50的底部标高以下且穿过液化土层并伸入下一土层内,以保证该支撑桩10的支撑强度。另外,由于MJS工艺能够有效控制桩径、压力和长度,可以有效避免对复杂的地下构建筑物的影响,故,在本实施例中,采用MJS工艺于地面垂直插管注浆施工该支撑桩10、该上加固桩21和该下加固桩22。通过该支撑桩10、该上加固桩21和该下加固桩22的设置,使得该地下构建筑物40下方的隧道待穿越通道的周围形成框式加固结构,增强了隧道待穿越通道周围土体结构的强度,使得在进行隧道穿越施工的过程中,保证地下构建筑物的稳定性,可有效控制在进行隧道穿越施工时的施工风险。
步骤S3,该顶管机开始穿越地下构建筑物,随着该顶管机的顶进通过该注浆孔同 步向该顶管机与周边土体的施工间隙压注泥浆,形成泥浆护壁。
具体来说,本实施例采用该顶管机上的注浆孔压注形成泥浆护壁,可以实现随着该顶管机的顶进同步压注泥浆至施工间隙,该“顶压同步”的方式使该顶管机因顶进产生的与周边土体的施工间隙可以在第一时间被充填,有效控制了该穿越设备的周边土体的位移量,保证了周边土体的稳定性,满足了沉降要求,降低了施工风险。另外,该泥浆护壁对该顶管机的顶进具有减摩降阻的作用,可以代替传统的减摩套,满足顶进要求。同时,在压注泥浆时可以利用注浆管上的球阀选择部分注浆孔进行注浆,配合压泥泵对各注浆孔的注浆压力的设定,能够达到辅助控制顶进轴线的目的。
步骤S4,在该顶管机完成穿越后,对成型通道外侧土体进行固化。
具体来说,在该顶管机完成穿越后且整条通道均施工完毕后,通道形状则已确定,为了防止成型通道外侧土体发生移动并对通道产生影响,本实施方式在整条通道施工完毕后,立即采用成型通道的管节上的注浆孔(通常管节为预制件,其沿径向布设有多个注浆孔)向外侧土体注入水泥系浆液,以使外侧土体尽快固化,进而达到定型通道的目的。
作为一较佳实施方式:该顶管机的内部倾斜设置有注浆管,该顶管机的机身顶部设有供该注浆管穿设应急注浆孔;在该顶管机开始穿越地下构建筑物的步骤S3中,该顶管机实时监测该顶管机机身前方的周边土体的稳定性,当该周边土体的稳定性不满足施工要求时,该顶管机停止穿越,并利用该注浆管和该应急注浆孔对该周边土体进行注浆,直至该周边土体的稳定性满足该施工要求后,该顶管机继续进行穿越。
通过该倾斜的注浆管以及该应急注浆孔的设置,能够实现向该顶管机的顶进方向倾斜的角度注浆,进而能够实现对顶管机机身前方(即顶管机的前上方)土体进行加固或改良,保证在后续穿越的过程中处于稳定状态,可有效避免或降低在砂性等易液化地层中顶管施工可能造成的螺旋机喷涌,同时,对于被下穿地下构建筑物的极限周边环境情况,可在穿越前对地下构建筑物的底部进行加固,极大的提高了穿越阶段的施工风险控制,增加了地下构建筑物的保护效率。
作为一较佳实施方式:在对成型通道外侧土体进行固化的步骤S4中,先固化该成型通道的两端,再固化该穿越段,最后固化其余段。
对于较长的通道或需要穿越地下构建筑物的场合,优选分段固化的方式,首先将两端段进行固化,以定型该通道的方向,然后按照先重点部位再普通部位的顺序进行固化,因为重点部位对土体的稳定性要求更加高,施工风险也更加大。该重点部位包括地下构建筑物在通道的投影段(即穿越段)以及液化土层等不良土层段等。
作为一较佳实施方式:参阅图2和图3所示,该地下构建筑物40上与该待穿越通道相对应的位置处设有沉降缝41;在进行步骤S1的预加固时,于该沉降缝41周围预设围护桩30。
具体来说,该围护桩30包括相对设置于该沉降缝41两侧的拉森钢板桩31以及相对围设于该沉降缝41的两端开口处SMW工法桩32,该拉森钢板桩31设于该地下构建筑物40的上部,该SMW工法桩32设于该地下构建筑物40的两侧、且底端向下延伸出该地下构建筑物40。通过该围护桩30的设置,便于在应急情况下,对沉降缝41区域开挖堵漏,在保证该地下构建筑物40的沉降控制要求的同时,便于故障的检修。
本发明在穿越前、穿越中及穿越后的不同阶段,分别提供了施工技术措施:在穿越前,对地下构建筑物和待穿越通道的周边土体预先进行一定的加固保护,增加后期被穿越过程中的稳定性;在穿越中,采取“顶压同步”的方式及时向施工间隙注入具有微承载力的减摩泥浆,减小周边土体损失,既满足了减摩降阻的施工要求,又满足了对地表或地下构建筑物的沉降控制;在穿越后,及时对成型通道采取分段固化措施。通过各技术措施的结合,使整体施工更加稳定,极大地提高了穿越地下构建筑物、地表沉降的控制效果,较以往施工措施,降低了施工风险。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供机身上设有注浆孔的顶管机;
在所述顶管机穿越地下构建筑物前,沿所述地下构建筑物的两侧布设多根支撑桩,并使多根所述支撑桩位于所述穿越段的两侧,于所述地下构建筑物的两侧且位于相邻该支撑桩之间密设多根上加固桩和多根下加固桩,使所述上加固桩位于所述地下构建筑物和所述穿越段之间,使所述下加固桩位于所述穿越段的下方;
所述顶管机开始穿越地下构建筑物,随着所述顶管机的顶进通过所述注浆孔同步向所述顶管机与周边土体的施工间隙压注泥浆,形成泥浆护壁;
在所述顶管机完成穿越后,对成型通道外侧土体进行固化。
2.如权利要求1所述的穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,其特征在于:
所述顶管机的内部倾斜设置有注浆管,所述顶管机的机身顶部设有供所述注浆管穿设应急注浆孔;
在所述顶管机开始穿越地下构建筑物的步骤中,所述顶管机实时监测所述顶管机机身前方的周边土体的稳定性,当所述周边土体的稳定性不满足施工要求时,所述顶管机停止穿越,并利用所述注浆管和所述应急注浆孔对所述周边土体进行注浆,直至所述周边土体的稳定性满足所述施工要求后,所述顶管机继续进行穿越。
3.如权利要求1所述的穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,其特征在于:在对成型通道外侧土体进行固化的步骤中,先固化所述成型通道的两端,再固化所述穿越段,最后固化其余段。
4.如权利要求1所述的穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,其特征在于:
所述地下构建筑物上与所述穿越段相对应的位置处设有沉降缝;
在进行预加固时,于所述沉降缝周围预设围护桩。
5.如权利要求1所述的穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,其特征在于:在穿越前,采用MJS工法制作所述支撑桩、所述上加固桩和所述下加固桩。
6.如权利要求1所述的穿越地下构建筑物的顶管穿越段施工方法,其特征在于:在穿越后,采用压注水泥系浆液的方式进行所述固化。
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