CN112524335A - 一种非开挖顶进外接支管施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非开挖顶进外接支管施工方法，管道支接施工中，先对支管与总管连节点处通过旋喷桩加固处理，然后通过顶管工艺将支管顶进至总管外壁，在总管接入支管部位钻孔取洞以接入支管，再以总管内部为操作空间，浇筑细石混凝土封堵总管与支管外壁间空隙，并向在浇筑混凝土时预留的环向槽口内注入防水沥青，完成防渗漏处理，相比于常规方法，减少了地面部分的施工，施工场地易于布置，工程进度加快，前期投入顶管设备成本增加约10％，省去对原有管线进行迁移和保护的费用，节省成本约30％，具备良好的经济效益，避免了沟槽开挖，消除了地面施工占用道路交通的弊端，并减少了开挖过程中产生的振动、噪音、扬尘等的污染，具备良好的社会效益。

Description

一种非开挖顶进外接支管施工方法

技术领域

本发明属于市政管道施工技术领域，具体为一种非开挖顶进外接支管施工方法。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，我国计划用10年左右时间，建成较为完善的城市地下管线体系，使地下管线建设管理水平能够适应经济社会发展需要，应急防灾能力大幅提升。

但是在城市道路进行地下管道支接施工时，传统方法通常是通过开挖路面形成基坑，然后在基坑内进行支管接入施工，经常会需要大量的管线迁移，并且占用道路交通，施工也会产生噪音与扬尘造成环境污染。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决传统方法通过开挖路面形成基坑，然后在基坑内进行支管接入施工，经常会需要大量的管线迁移，并且占用道路交通，施工也会产生噪音与扬尘造成环境污染的问题，提供一种非开挖顶进外接支管施工方法。

本发明采用的技术方案如下：一种非开挖顶进外接支管施工方法，包括以下施工工艺流程：

进一步地，施工准备，材料准备及构配件：支管管节、钢套、模板、聚氨酯发泡剂、细石膨胀混凝土、防水沥青、砂浆、水泥基渗透结晶型涂料，机械设备进场，水准仪、经纬仪、高压旋喷桩机、顶管设备、取芯钻孔机，作业条件，根据地质勘察报告详细了解场地地层分布，地下水水位和水质情况，搜集附近建筑物、地下管线等的资料，制定相应的保护措施；场地平整，划分出材料和设备堆放地，妥善保管；

进一步地，测量放线，根据施工图和设计部门提供的资料，搞清现场的水准点或导线点位置和高程数据、坐标数据，在管线附近设立临时水准点、坐标点，设立牢固醒目的标志，定出管道主线、支线位置和主要附件位置，并在支管与总管节点两侧确定旋喷桩桩位，并做好标识，根据管线位置，定位顶管工作坑位置，待开挖完成后，进一步定位顶管位置及其轴线；

进一步地，土体加固，在支管接入总管的节点处，采用φ800mm的双重管高压旋喷桩布置在总管的管节进行加固，在总管管壁两侧各布置3排双重管高压旋喷桩，管顶布置4排，沿总管管节纵向4.5m，2.5m管节两端各延伸1.0m，管壁两侧加固注浆体厚6.0m，接入处中心线两侧各3.0m，管顶注浆体厚2.0m，双重管高压旋喷桩间距均为0.5m，桩与桩之间喷浆搭接范围0.2m-0.3m；

进一步地，顶管顶进，根据测量放线结果和管线位置确定工作坑位置、深度等，然后打入拉森钢板桩进行基坑开挖，完成后基坑底部浇筑厚度约10cm的垫层，并在井壁四周设置挡土墙，确定洞门位置，并安装止水设施，然后安装轨道、基座，主顶、后背设施的定位及调试验收合格，顶管机吊装到位，在顶管机出洞前，需重点对洞圈外部土体的加固效果进行检查，只有在确认出洞口土体达到止水效果后，方可进行顶管出洞施工，对顶管机、主顶进装置等主要设备进行一次全面的检查、调试工作，对存在问题及时解决；同时，充分准备好顶管出洞施工所需材料，并在各相关位置就位。仔细检查好洞口第二道橡胶衬压密效果，以确保顶管机正常出洞，工作井洞口止水装置应确保良好的止水效果。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2mm。根据地层情况，设置顶进参数，洞口围护墙凿除完成后，顶管机迅速靠上开挖面，并调整洞口止水装置，贯入工作面进行加压顶进，尽量缩短开挖面暴露的时间，开始顶进后加强监测，对轴线及高差进行动态控制，顶进后及时封堵洞圈，防止漏浆，顶进速度不易过快，出洞工作结束后，即可进行正常的顶进施工，一节管节顶进结束后，缩回主千斤顶，吊放下一节管，安装完成并检验合格后再继续顶进。并且在支管上设置多组注浆孔，顶进过程中，采用注浆工艺，从支管管道内利用注浆孔向支管管道外注入触变泥浆，以减少支管顶进过程中管壁与周边土体的摩擦力，同时起到护壁、稳定开挖面的作用。支管管道随顶管设备一起顶进，顶进至总管管道外壁150mm-200mm处，停止顶进；

进一步地，总管钻孔开洞，采用取芯机在支管接入总管部位的总管管壁上钻一到二个钻孔，确定顶管设备中心的准确位置后，以中心为基础，根据设计图纸上总管侧面的开孔形状及大小，进行钻孔开洞，其中，每个钻孔直径为102mm，孔位间距80-90mm；

进一步地，防渗封堵处理，首先采用注浆工艺，从支管管道内利用注浆孔向支管管道外注入聚氨酯发泡剂，每个接口注入400-600L，封闭注浆孔。然后由于支管与总管交接处留有缺口，采用浇筑混凝土的方式进行封堵，首先在缺口一侧设置内侧设有方木的模板，模板上方要留有可以浇筑混凝土的缺口，然后从总管内向缺口浇筑C25以上细石膨胀混凝取芯机钻孔土，最后要注意预留浇注防水沥青的孔洞，然后用防水改性沥青填充预留孔及支管与总管连接的间隙，最后拆模养护结束后，用批刀将水泥基渗透结晶型防水涂料涂抹在混凝土面，达到防渗漏的目的。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，直接在原总管处通过顶管工艺外接支管，不用对原既有管线进行迁移，节省了成本，加快了施工进度，减少了地面部分的施工，施工场地易于布置，工程进度加快，前期投入顶管设备成本增加约10％，省去对原有管线进行迁移和保护的费用，节省成本约30％，具备良好的经济效益。

2、本发明中，对支管与总管连接节点处通过旋喷桩进行加固处理，解决了连接接头处的不均匀沉降与其他变形引起的支管变形损伤。

3、本发明中，采用细石混凝土结合防水沥青封堵主支管空隙，无需安装止水钢板，减少了施工工序和施工成本，避免了沟槽开挖，消除了地面施工占用道路交通的弊端，并减少了开挖过程中产生的振动、噪音、扬尘等的污染，可靠环保，具备良好的社会效益。

附图说明

图1为本发明中地下管道支接施工操作流程图；

图2为本发明中地下管道支接结构示意图；

图3为本发明中土体加固高压旋喷桩安装纵向剖面示意图；

图4为本发明中土体加固高压旋喷桩安装横向剖面示意图；

图5为本发明中总管钻孔开洞安装示意图；

图6为本发明中支管与总管交接处浇筑混凝土剖面示意图；

图7为本发明中支管与总管交接处浇筑混凝土俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-7，一种非开挖顶进外接支管施工方法，包括以下施工工艺流程：

优选地，施工准备，材料准备及构配件：支管管节、钢套、模板、聚氨酯发泡剂、细石膨胀混凝土、防水沥青、砂浆、水泥基渗透结晶型涂料，机械设备进场，水准仪、经纬仪、高压旋喷桩机、顶管设备、取芯钻孔机，作业条件，根据地质勘察报告详细了解场地地层分布，地下水水位和水质情况，搜集附近建筑物、地下管线等的资料，制定相应的保护措施；场地平整，划分出材料和设备堆放地，妥善保管；

优选地，测量放线，根据施工图和设计部门提供的资料，搞清现场的水准点或导线点位置和高程数据、坐标数据，在管线附近设立临时水准点、坐标点，设立牢固醒目的标志，定出管道主线、支线位置和主要附件位置，并在支管与总管节点两侧确定旋喷桩桩位，并做好标识，根据管线位置，定位顶管工作坑位置，待开挖完成后，进一步定位顶管位置及其轴线；

优选地，土体加固，在支管接入总管的节点处，采用φ800mm的双重管高压旋喷桩布置在总管的管节进行加固，在总管管壁两侧各布置3排双重管高压旋喷桩，管顶布置4排，沿总管管节纵向4.5m，2.5m管节两端各延伸1.0m，管壁两侧加固注浆体厚6.0m，接入处中心线两侧各3.0m，管顶注浆体厚2.0m，双重管高压旋喷桩间距均为0.5m，桩与桩之间喷浆搭接范围0.2m-0.3m；

优选地，顶管顶进，根据测量放线结果和管线位置确定工作坑位置、深度等，然后打入拉森钢板桩进行基坑开挖，完成后基坑底部浇筑厚度约10cm的垫层，并在井壁四周设置挡土墙，确定洞门位置，并安装止水设施，然后安装轨道、基座，主顶、后背设施的定位及调试验收合格，顶管机吊装到位，在顶管机出洞前，需重点对洞圈外部土体的加固效果进行检查，只有在确认出洞口土体达到止水效果后，方可进行顶管出洞施工，对顶管机、主顶进装置等主要设备进行一次全面的检查、调试工作，对存在问题及时解决；同时，充分准备好顶管出洞施工所需材料，并在各相关位置就位。仔细检查好洞口第二道橡胶衬压密效果，以确保顶管机正常出洞，工作井洞口止水装置应确保良好的止水效果。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2mm。根据地层情况，设置顶进参数，洞口围护墙凿除完成后，顶管机迅速靠上开挖面，并调整洞口止水装置，贯入工作面进行加压顶进，尽量缩短开挖面暴露的时间，开始顶进后加强监测，对轴线及高差进行动态控制，顶进后及时封堵洞圈，防止漏浆，顶进速度不易过快，出洞工作结束后，即可进行正常的顶进施工，一节管节顶进结束后，缩回主千斤顶，吊放下一节管，安装完成并检验合格后再继续顶进。并且在支管上设置多组注浆孔，顶进过程中，采用注浆工艺，从支管管道内利用注浆孔向支管管道外注入触变泥浆，以减少支管顶进过程中管壁与周边土体的摩擦力，同时起到护壁、稳定开挖面的作用。支管管道随顶管设备一起顶进，顶进至总管管道外壁150mm-200mm处，停止顶进；

优选地，总管钻孔开洞，采用取芯机在支管接入总管部位的总管管壁上钻一到二个钻孔，确定顶管设备中心的准确位置后，以中心为基础，根据设计图纸上总管侧面的开孔形状及大小，进行钻孔开洞，其中，每个钻孔直径为102mm，孔位间距80-90mm：

优选地，防渗封堵处理，首先采用注浆工艺，从支管管道内利用注浆孔向支管管道外注入聚氨酯发泡剂，每个接口注入400-600L，封闭注浆孔。然后由于支管与总管交接处留有缺口，采用浇筑混凝土的方式进行封堵，首先在缺口一侧设置内侧设有方木的模板，模板上方要留有可以浇筑混凝土的缺口，然后从总管内向缺口浇筑C25以上细石膨胀混凝取芯机钻孔土，最后要注意预留浇注防水沥青的孔洞，然后用防水改性沥青填充预留孔及支管与总管连接的间隙，最后拆模养护结束后，用批刀将水泥基渗透结晶型防水涂料涂抹在混凝土面，达到防渗漏的目的。

具体实施例如下：一种非开挖顶进外接支管施工方法，本发明采用顶管法进行支管顶进连接，高压旋喷桩在支管接入总管的节点处对总管的两侧及管顶位置进行土体加固，防止支管顶进过程中周边土体的扰动和变形，利用顶管施工工艺将支管顶至接近总管外壁，采用取芯机对总管侧面进行钻孔开洞，在支管处安装洞口管节，一端与支管管道连接，另一端与总管内壁齐平，管节内部环向钻注浆孔，由内部从注浆孔向外喷注发泡剂，利用发泡剂高膨胀、收缩小的特点形成管节与主管一侧密封封堵，然后以总管内部作为操作空间，浇筑细石混凝土封堵总管与洞口管节外壁之间的空隙，浇筑前在混凝土与总管和洞口管节交界处预留环向槽口，拆模之后，向槽口中注入防水沥青，形成总管与支管连接处的封堵，防止渗漏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种非开挖顶进外接支管施工方法，其特征在于：包括以下施工工艺流程：

步骤1.施工准备，材料准备及构配件：支管管节、钢套、模板、聚氨酯发泡剂、细石膨胀混凝土、防水沥青、砂浆、水泥基渗透结晶型涂料，机械设备进场，水准仪、经纬仪、高压旋喷桩机、顶管设备、取芯钻孔机，作业条件，根据地质勘察报告详细了解场地地层分布，地下水水位和水质情况，搜集附近建筑物、地下管线等的资料，制定相应的保护措施；场地平整，划分出材料和设备堆放地，妥善保管；

步骤2.测量放线，根据施工图和设计部门提供的资料，搞清现场的水准点或导线点位置和高程数据、坐标数据，在管线附近设立临时水准点、坐标点，设立牢固醒目的标志，定出管道主线、支线位置和主要附件位置，并在支管与总管节点两侧确定旋喷桩桩位，并做好标识，根据管线位置，定位顶管工作坑位置，待开挖完成后，进一步定位顶管位置及其轴线；

步骤3.土体加固，在支管接入总管的节点处，采用φ800mm的双重管高压旋喷桩布置在总管的管节进行加固，在总管管壁两侧各布置3排双重管高压旋喷桩，管顶布置4排，沿总管管节纵向4.5m，2.5m管节两端各延伸1.0m，管壁两侧加固注浆体厚6.0m，接入处中心线两侧各3.0m，管顶注浆体厚2.0m，双重管高压旋喷桩间距均为0.5m，桩与桩之间喷浆搭接范围0.2m-0.3m；

步骤4.顶管顶进，根据测量放线结果和管线位置确定工作坑位置、深度等，然后打入拉森钢板桩进行基坑开挖，完成后基坑底部浇筑厚度约10cm的垫层，并在井壁四周设置挡土墙，确定洞门位置，并安装止水设施，然后安装轨道、基座，主顶、后背设施的定位及调试验收合格，顶管机吊装到位，在顶管机出洞前，需重点对洞圈外部土体的加固效果进行检查，只有在确认出洞口土体达到止水效果后，方可进行顶管出洞施工，对顶管机、主顶进装置等主要设备进行一次全面的检查、调试工作，对存在问题及时解决；同时，充分准备好顶管出洞施工所需材料，并在各相关位置就位。仔细检查好洞口第二道橡胶衬压密效果，以确保顶管机正常出洞，工作井洞口止水装置应确保良好的止水效果。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2mm。根据地层情况，设置顶进参数，洞口围护墙凿除完成后，顶管机迅速靠上开挖面，并调整洞口止水装置，贯入工作面进行加压顶进，尽量缩短开挖面暴露的时间，开始顶进后加强监测，对轴线及高差进行动态控制，顶进后及时封堵洞圈，防止漏浆，顶进速度不易过快，出洞工作结束后，即可进行正常的顶进施工，一节管节顶进结束后，缩回主千斤顶，吊放下一节管，安装完成并检验合格后再继续顶进。并且在支管上设置多组注浆孔，顶进过程中，采用注浆工艺，从支管管道内利用注浆孔向支管管道外注入触变泥浆，以减少支管顶进过程中管壁与周边土体的摩擦力，同时起到护壁、稳定开挖面的作用。支管管道随顶管设备一起顶进，顶进至总管管道外壁150mm-200mm处，停止顶进；

步骤5.总管钻孔开洞，采用取芯机在支管接入总管部位的总管管壁上钻一到二个钻孔，确定顶管设备中心的准确位置后，以中心为基础，根据设计图纸上总管侧面的开孔形状及大小，进行钻孔开洞，其中，每个钻孔直径为102mm，孔位间距80-90mm；

步骤6.防渗封堵处理，首先采用注浆工艺，从支管管道内利用注浆孔向支管管道外注入聚氨酯发泡剂，每个接口注入400-600L，封闭注浆孔。然后由于支管与总管交接处留有缺口，采用浇筑混凝土的方式进行封堵，首先在缺口一侧设置内侧设有方木的模板，模板上方要留有可以浇筑混凝土的缺口，然后从总管内向缺口浇筑C25以上细石膨胀混凝取芯机钻孔土，最后要注意预留浇注防水沥青的孔洞，然后用防水改性沥青填充预留孔及支管与总管连接的间隙，最后拆模养护结束后，用批刀将水泥基渗透结晶型防水涂料涂抹在混凝土面，达到防渗漏的目的。

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