CN113279776A - 一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，包括如下步骤：S1.根据矩形顶管机刀盘与地铁车站出入口侧墙的交接面设计内置式伸缩帽檐，并将内置式伸缩帽檐内置于矩形顶管机壳体内，并依此制作矩形顶管机，然后下井始发顶进；S2.将矩形顶管机按照设计轴线顶进到预定位置后停机；S3.矩形顶管机顶进到位后，接通千斤顶管路，千斤顶的活塞杆伸出，利用活塞杆带动千斤顶顶推挡块向前移动，千斤顶顶推挡块带动内置式伸缩帽檐缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构接触；S4.在矩形顶管机壳体及内置式伸缩帽檐支护的空间内完成矩形顶管机解体，并将顶管机壳体和内置式伸缩帽檐留在土层内作为出入口连接通道的初支结构。

Description

一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法
技术领域
本发明涉及顶管施工技术领域，具体涉及一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法。
背景技术
随着城市化进程的加快，轨道交通成为解决城市交通拥堵的重要手段之一，各大城市正持续推进地铁建设，机械化施工逐渐成为地铁施工方法的主流，尤其是近几年地铁出入口采用矩形顶管法施工成为新的热点。
目前地铁往往修在城市繁华地区，尤其是车站站点多位于道路的交叉口，由于征地拆迁等外部因素制约，地铁车站出入口施工往往滞后于车站主体施工，存在着地铁已运营但部分出入口缓建，后建出入口采用顶管法施工时，顶管机无法采用正常的竖井接收法，只能盲孔接收洞内解体，进而尽可能的减小对既有已开通地铁站点运营的影响。由于顶管始发工作井与顶管轴线存在水平或垂直方向不规则斜交，水平或垂直角度呈0~90°之间，矩形顶管机顶进到接收端侧墙时，矩形顶管机刀盘无法正面接触接收端侧墙，只有一个角点触碰接收端侧墙，在接收端侧墙与矩形顶管机刀盘之间形成一定厚度的楔形土体，若该楔形土体不经加固，矩形顶管机进行盲孔接收解体时，极易造成土体坍塌，进而影响既有运营地铁车站及出入口的运营安全。
例如，申请号为202010019058.6的专利公开了一种地铁车站出入口通道采用矩形顶管进行施工的方法，申请号分别为201811626615.X、201811229692.1和201410352567.5的专利都介绍了矩形顶管机接收方法，但都是采用在接收端设置工作井采用竖井接收方法，申请号为201910443104.2的专利公开了一种矩形顶管机施工运营中地铁车站出入口通道的接收方法，虽然该专利是采用无接收井的接收方法，但该专利是矩形顶管机正面垂直接触车站侧墙，其未解决顶管轴线与车站侧墙面水平与垂直斜交情况下接收解体。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，包括如下步骤：
S1.根据矩形顶管机刀盘与地铁车站出入口侧墙的交接面设计内置式伸缩帽檐，并将内置式伸缩帽檐内置于矩形顶管机壳体内，并依此制作矩形顶管机，然后下井始发顶进；
S2.将矩形顶管机按照设计轴线顶进到预定位置后停机；
S3.矩形顶管机顶进到位后，接通千斤顶管路，千斤顶的活塞杆伸出，利用活塞杆带动千斤顶顶推挡块向前移动，千斤顶顶推挡块带动内置式伸缩帽檐缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构接触，并在顶进到位后将千斤顶锁死；
S4. 在矩形顶管机壳体及内置式伸缩帽檐支护的空间内完成矩形顶管机解体，并将顶管机壳体和内置式伸缩帽檐留在土层内作为出入口连接通道的初支结构。
在一优选实施方式中，还包括如下步骤：在距离矩形顶管机机头最近的10节已建管节端设置管节拉紧装置，拆除矩形顶管机内螺旋出土机、纠偏系统、动力系统；打开矩形顶管机壳体预留超前注浆孔，加固所述内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体；待内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体固化至设定强度后，在与矩形顶管机相接处的地铁车站出入口侧墙开洞，并在内置式伸缩帽檐的支护下，人工挖除矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙间的不规则楔形土体，露出矩形顶管机刀盘，然后切割拆除胸板，取出矩形顶管机刀盘和千斤顶。
在一优选实施方式中，还包括如下步骤：在距离矩形顶管机机头最近的10节已建管节端设置管节拉紧装置，拆除矩形顶管机内螺旋出土机、纠偏系统、动力系统；打开矩形顶管机壳体预留超前注浆孔，加固所述内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体；待内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体固化至设定强度后，切割胸板，取出矩形顶管机刀盘和千斤顶，然后在内置式伸缩帽檐的支护下，人工挖除矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙间的不规则楔形土体，边挖楔形土体边支撑内置式伸缩帽檐。
在一优选实施方式中，还包括如下步骤：在矩形顶管机壳体及内置式伸缩帽檐内施做二衬钢筋混凝土结构，与地铁车站出入口侧墙连接，最终形成地铁出入口通道。
在一优选实施方式中，内置式伸缩帽檐呈倒U型，由2cm厚钢板制成，内置式伸缩帽檐设置于顶管机壳体与胸板之间，帽檐前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙贴合，帽檐后端延伸至顶管机壳体后端。
在一优选实施方式中，内置式伸缩帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端分别装有沿内置式伸缩帽檐通长布置的滑动密封，且帽檐后端与胸板相接处装有滑动密封。
在一优选实施方式中，胸板在顶部和两侧部位、相邻矩形顶管机刀盘中间部分模制有圆筒形的胸板千斤顶筒槽，胸板千斤顶筒槽用于放置千斤顶，千斤顶用于顶推内置式伸缩帽檐，且胸板千斤顶筒槽近千斤顶尾端侧与内置式伸缩帽檐相接处装有滑动密封，胸板千斤顶筒槽近千斤顶尾端底部装有对丝接头，对丝接头与千斤顶油管连接。
在一优选实施方式中，内置式伸缩帽檐内侧焊接有多个千斤顶顶推挡块，帽檐前端钢板削成30°尖角，内置式伸缩帽檐与胸板千斤顶筒槽相对应处两侧焊接有多个不等长的帽檐加强肋板，每个帽檐加强肋板由2cm厚钢板制成，帽檐加强肋板的前端距帽檐前端5cm，帽檐加强肋板的后端距胸板5cm。
在一优选实施方式中，千斤顶顶推挡块包括八面体、中间挡板和尾部承接千斤顶活塞杆的凹槽，其中，八面体由1cm钢板制作而成，中间挡板由2cm钢板制成，中间挡板一侧与八面体焊接连接，另一侧焊接有圆环体，圆环体内插入千斤顶活塞杆中。
在一优选实施方式中，中间挡板包括梯形侧和半圆形端，其中梯形侧与内置式伸缩帽檐焊接连接，半圆形端半径大于凹槽2cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法解决了既有已开通运营的地铁车站出入口矩形顶管施工无接收井斜向接收解体问题，通过在矩形顶管机外壳内设置内置式伸缩帽檐，当矩形顶管机顶进到位后，外伸帽檐支护矩形顶管机与既有地铁车站出入口墙体结构间土体，防止矩形顶管机不规则斜向顶进到位后存在的楔形土体坍塌，解决了既有已开通运营的地铁车站出入口矩形顶管施工无接收井斜向接收解体问题，保证了既有运营地铁车站及出入口的运营安全。
附图说明
图1为本发明的优选实施方式的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法流程图。
图2为本发明的优选实施方式的矩形顶管机顶进到位内置式伸缩帽檐收缩状态俯视图。
图3为本发明的优选实施方式的矩形顶管机顶进到位内置式伸缩帽檐收缩状态立面侧视图。
图4为本发明的优选实施方式的矩形顶管机顶进到位内置式伸缩帽檐伸出状态俯视图。
图5为本发明的优选实施方式的矩形顶管机顶进到位内置式伸缩帽檐伸出状态立面侧视图。
图6为本发明的优选实施方式的土体加固断面示意图。
图7为本发明的优选实施方式的地铁车站出入口通道平剖图。
图8为本发明的优选实施方式的地铁车站出入口通道纵剖图。
图9为本发明优选实施方式的内置式伸缩帽檐的前视图。
图10为本发明优选实施方式的内置式伸缩帽檐的后视图。
图11为本发明优选实施方式的千斤顶顶推挡块结构示意图。
附图标记说明：
1-内置式伸缩帽檐，2-矩形顶管机，21-矩形顶管机壳体，3-千斤顶，31-活塞杆，32-千斤顶缸体，33-千斤顶油管，4-千斤顶顶推挡块，41-八面体，42-中间挡板，43-凹槽，5-地铁车站出入口侧墙围护结构，7-滑动密封，8-矩形顶管机刀盘，9-胸板，91-胸板千斤顶筒槽，10-加固土体，11-地铁车站出入口，12-出入口始发井，13-楔形土体，14-出入口通道，15-地面，16-对丝接头，17-帽檐加强肋板，18-刀盘驱动，19-螺旋前插筒。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-11所示，本发明优选实施方式的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，包括如下步骤：
步骤S1.根据矩形顶管机刀盘与地铁车站出入口侧墙的交接面设计内置式伸缩帽檐，并将内置式伸缩帽檐1内置于矩形顶管机壳体21内，并依此制作矩形顶管机2，然后下井始发顶进。
步骤S2.将矩形顶管机按照设计轴线顶进到预定位置后停机。
步骤S3.矩形顶管机顶进到位后，接通千斤顶管路，千斤顶3的活塞杆31伸出，利用活塞杆31带动千斤顶顶推挡块4向前移动，千斤顶顶推挡块4带动内置式伸缩帽檐1缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构5接触，支护矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙围护结构间不规则楔形土体13，顶进到位后将千斤顶锁死，防止内置式伸缩帽檐1后退。具体的，在千斤顶液压管路进口处设有液压锁，通过液压锁锁死千斤顶内的液压油，防止千斤顶活塞杆31回缩，进而保证其连接的内置式伸缩帽檐不回缩。
步骤S4. 在矩形顶管机壳体及内置式伸缩帽檐1支护的空间内完成矩形顶管机解体，并将顶管机壳体21和内置式伸缩帽檐1留在土层内作为出入口通道14的初支结构。
进一步的，大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法还包括如下步骤：在距离矩形顶管机机头最近的10节已建管节端设置管节拉紧装置，拆除矩形顶管机内螺旋出土机、纠偏系统、动力系统。接着，如图6所示，打开顶管机壳体预留超前注浆孔（图中未示出），加固内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体，形成加固土体10，超前注浆孔为设置在矩形顶管机壳体上的多个径向孔，该径向孔沿后端壳体左右两侧和上部周圈间隔60cm设置，且径向孔布设避开顶管机内部构件，若遇到到结构件，则微调径向孔位置。待内置式伸缩帽檐1外侧上部和左右两侧土体固化至设定强度后，可以采取两种施工工艺。具体的，其中一种为：在与矩形顶管机相接处的地铁车站出入口侧墙开洞，并在内置式伸缩帽檐1的支护下，人工挖除矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙间的不规则楔形土体，露出矩形顶管机刀盘8，然后切割拆除胸板9，取出矩形顶管机刀盘8和千斤顶3。另一种为：待内置式伸缩帽檐1外侧上部和左右两侧土体固化至设定强度后，切割胸板，取出矩形顶管机刀盘8和千斤顶3，然后在内置式伸缩帽檐1的支护下，人工挖除矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙间的不规则楔形土体13，边挖楔形土体13边支撑内置式伸缩帽檐。
进一步的，大断面矩形顶管斜向盲孔接13收解体方法还包括如下步骤：在矩形顶管机壳体21及内置式伸缩帽檐1内施做二衬钢筋混凝土结构，与地铁车站出入口侧墙连接，最终形成地铁出入口通道14。
如图9-10所示，本发明的内置式伸缩帽檐1呈倒U型，由2cm厚钢板制成，内置式伸缩帽檐1设置于顶管机壳体21与胸板9之间，帽檐前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙贴合，帽檐后端延伸至顶管机壳体后端。
进一步的，内置式伸缩帽檐1与顶管机壳体21相接处的前端和后端分别装有沿内置式伸缩帽檐通长布置的滑动密封7，且帽檐后端与胸板9相接处装有滑动密封7。胸板9在顶部和两侧部位、相邻矩形顶管机刀盘8中间部分模制有圆筒形的胸板千斤顶筒槽91，胸板千斤顶筒槽91用于放置千斤顶3，千斤顶3用于顶推内置式伸缩帽檐1，且胸板千斤顶筒槽91近千斤顶尾端侧与内置式伸缩帽檐1相接处装有滑动密封7，胸板千斤顶筒槽91近千斤顶尾端底部装有对丝接头16，对丝接头16与千斤顶油管33连接。矩形顶管机刀盘8通过法兰盘和刀盘驱动18连接，刀盘驱动18和胸板9连接。
进一步的，内置式伸缩帽檐1内侧焊接有多个千斤顶顶推挡块4，帽檐前端钢板削成30°尖角，以便减小帽檐伸出阻力。内置式伸缩帽檐1与胸板千斤顶筒槽91相对应处两侧焊接有多个不等长的帽檐加强肋板17，每个帽檐加强肋板17由2cm厚钢板制成，帽檐加强肋板17的前端距帽檐前端5cm，帽檐加强肋板17的后端距胸板5cm。
如图11所示，千斤顶顶推挡块包括八面体41、中间挡板42和尾部承接千斤顶活塞杆的凹槽43。其中，八面体41由1cm钢板制作而成，中间挡板42由2cm钢板制成，中间挡板42一侧与八面体41焊接连接，另一侧焊接有圆环体，圆环体内插入千斤顶活塞杆中。中间挡板42包括梯形侧和半圆形端，其中梯形侧与内置式伸缩帽檐1焊接连接，半圆形端半径大于凹槽2cm。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.根据矩形顶管机刀盘与地铁车站出入口侧墙的交接面设计内置式伸缩帽檐，并将所述内置式伸缩帽檐内置于矩形顶管机壳体内，并依此制作矩形顶管机，然后下井始发顶进；
S2.将矩形顶管机按照设计轴线顶进到预定位置后停机；
S3.所述矩形顶管机顶进到位后，接通千斤顶管路，千斤顶的活塞杆伸出，利用活塞杆带动千斤顶顶推挡块向前移动，所述千斤顶顶推挡块带动所述内置式伸缩帽檐缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构接触，并在顶进到位后将千斤顶锁死；
S4. 在矩形顶管机壳体及内置式伸缩帽檐支护的空间内完成矩形顶管机解体，并将矩形顶管机壳体和内置式伸缩帽檐留在土层内作为出入口连接通道的初支结构。
2.根据权利要求1所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：还包括如下步骤：在距离矩形顶管机机头最近的10节已建管节端设置管节拉紧装置，拆除矩形顶管机内螺旋出土机、纠偏系统、动力系统；打开矩形顶管机壳体预留超前注浆孔，加固所述内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体；待所述内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体固化至设定强度后，在与所述矩形顶管机相接处的地铁车站出入口侧墙开洞，并在所述内置式伸缩帽檐的支护下，人工挖除所述矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙间的不规则楔形土体，露出矩形顶管机刀盘，然后切割拆除胸板，取出矩形顶管机刀盘和千斤顶。
3.根据权利要求1所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：还包括如下步骤：在距离矩形顶管机机头最近的10节已建管节端设置管节拉紧装置，拆除矩形顶管机内螺旋出土机、纠偏系统、动力系统；打开矩形顶管机壳体预留超前注浆孔，加固所述内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体；待所述内置式伸缩帽檐外侧上部和左右两侧土体固化至设定强度后，切割胸板，取出矩形顶管机刀盘和千斤顶，然后在所述内置式伸缩帽檐的支护下，人工挖除所述矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙间的不规则楔形土体，边挖楔形土体边支撑所述内置式伸缩帽檐。
4.根据权利要求2或3所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：还包括如下步骤：在矩形顶管机壳体及所述内置式伸缩帽檐内施做二衬钢筋混凝土结构，与地铁车站出入口侧墙连接，最终形成地铁出入口通道。
5.根据权利要求4所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：所述内置式伸缩帽檐呈倒U型，由2cm厚钢板制成，所述内置式伸缩帽檐设置于顶管机壳体与胸板之间，帽檐前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙贴合，帽檐后端延伸至顶管机壳体后端。
6.根据权利要求5所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：所述内置式伸缩帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端分别装有沿所述内置式伸缩帽檐通长布置的滑动密封，且帽檐后端与所述胸板相接处装有滑动密封。
7.根据权利要求6所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：所述胸板在顶部和两侧部位、相邻矩形顶管机刀盘中间部分模制有圆筒形的胸板千斤顶筒槽，所述胸板千斤顶筒槽用于放置所述千斤顶，所述千斤顶用于顶推所述内置式伸缩帽檐，且所述胸板千斤顶筒槽近千斤顶尾端侧与所述内置式伸缩帽檐相接处装有滑动密封，所述胸板千斤顶筒槽近千斤顶尾端底部装有对丝接头，所述对丝接头与千斤顶油管连接。
8.根据权利要求7所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：所述内置式伸缩帽檐内侧焊接有多个千斤顶顶推挡块，帽檐前端钢板削成30°尖角，所述内置式伸缩帽檐与所述胸板千斤顶筒槽相对应处两侧焊接有多个不等长的帽檐加强肋板，每个所述帽檐加强肋板由2cm厚钢板制成，所述帽檐加强肋板的前端距帽檐前端5cm，所述帽檐加强肋板的后端距所述胸板5cm。
9.根据权利要求8所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：所述千斤顶顶推挡块包括八面体、中间挡板和尾部承接千斤顶活塞杆的凹槽，其中，所述八面体由1cm钢板制作而成，所述中间挡板由2cm钢板制成，所述中间挡板一侧与所述八面体焊接连接，另一侧焊接有圆环体，所述圆环体内插入千斤顶活塞杆中。
10.根据权利要求9所述的大断面矩形顶管斜向盲孔接收解体方法，其特征在于：所述中间挡板包括梯形侧和半圆形端，其中梯形侧与所述内置式伸缩帽檐焊接连接，半圆形端半径大于凹槽2cm。
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