CN114278785B - 薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，在顶管顶进过程中，及时掌握管道顶进施工轴线轨迹，当发现前段管节顶进轴线出现偏差时，及时采取相应技术措施调整管节姿态，使其回复到原设计位置再继续顶进。最后，结合工程监测数据，绘制竣工曲线，对小净距长距离多线平行管道顶进施工轴线控制实施效果等进行验证分析，进而形成一套完整的小净距多线平行覆土厚度剧变大直径泥水平衡管道顶进施工轴线控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及管道顶进施工技术领域，具体是一种薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法。
背景技术
近年来，由于顶管工程施工对城市交通和居民生活影响较小，同时施工过程中具有挖土量少，不易破坏现有管线及建筑物等优点，所以顶管工程被广泛应用于解决城市内部的排水防涝问题。大直径长距离泥水平衡顶管施工工法理论就是以含有一定量粘土的且具有一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水舱，并对它施加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力进行施工，按照该理论，泥浆水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水的渗透，然后再加上一定的压力就能够平衡地下水压力，同时也能够平衡土压力。但是面对环保要求高、顶管覆土层薄、顶管间距小等工程项目，传统顶管施工难以达到相关要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，保证顶管位置的准确性，降低对土体的扰动。
本发明的技术方案为：
薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，包括有以下步骤：
(1)、顶进前准备：
施工时按照设计确定的规格及材料施工反力墙，安装反力分散架，在工作井内按照实际三维空间位置安装定位轨道，作为顶管机安装平台也作为顶管机始发提供准确的方向，安装推进千斤顶，安装泥水平衡推进机头，安装机尾，安装进水设备和抽浆设备安装各种管线，安装环形顶铁，将水准仪和静力水准仪固定安放在工作井内的后部千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时水准点、轴线控制桩和工作井护桩，以便复核顶管轴线和工作井位置是否移动，在顶进前、顶进过程中和顶进结束后均测量和控制管道标高及中心偏差，并作好记录；开顶前，对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障后即可开门进洞；
(2)、管道顶进施工监测：
打开洞门，机头顶入洞口后，下设备段，转接油管、电缆及泥水管后继续顶进，油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节砼管下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进；重复上述过程，在顶进过程中每顶一节砼管对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量；在整个顶进过程中在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降；在管道顶进施工过程中，进行顶管顶进姿态控制，由四台纠偏油缸完成纠偏校正，四台纠偏油缸呈井字形分布，联接顶管机前、后壳体，同时通过安装在后壳体内的电气控制系统传输至机外操作台，顶管过程中，通过观察机外操作台显示器状态和倾斜仪表的数据知晓顶管机的工作情况，以此判断顶进过程的纠偏校正效果和顶管机的趋势；
(3)、顶管首尾：
管道顶完后，接收导轨就位，安装洞口止水装置，机头偏差复测，井位复测，打开洞门，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，水泥浆液置换外壁减阻泥浆，机坑内设备拆除和吊运，管道清洗；并进行管节偏差测量记录，在每个沉井布置1个观测基点，观测基点为现浇钢筋混凝土墩，安装强制对中基座,最大对中误差0.05mm，在每节管道上选点，测量其中心位置和管底标高，根据测量结果，绘制竣工曲线，进行管道质量评定，测量地面的沉降，并作好记录以确定顶管施工对周围环境的影响情况。
所述的机头进洞时严格控制偏差，10m内偏差不大于0.3cm，高低偏差不超过0-0.3cm，当达不到上述要求，拉出工具管，作第二次进洞。
所述的触变泥浆的注浆压力控制在1MPa以内，注浆总量为28-29m3。
所述的管道顶进速度控制为3-5cm/min。
所述的步骤(2)中，开始顶第一节砼管时，每顶进20—50cm/次，测量一次管道标高及中心偏差；正常顶进时，每顶进1m/次测量一次管道标高及中心偏差；当顶进中发现管位偏差在10-12mm时，即进行纠偏校正。
所述的中心偏差的测量即中心线的测量：首先在地面用经纬仪确定顶管方向桩，然后在工作井边的两方向桩上挂小线，其上吊两个垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光水准仪照准两垂球，读管前端的中心尺刻度，当与中心尺的中心刻度相重合，说明其方向准确，否则其差值即为中心偏差值。
所述的管道标高的测量即为高程测量：在工作坑内引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设于工作坑内，测量前端管底高程。
本发明的优点：
本发明在顶管顶进过程中，及时掌握管道顶进施工轴线轨迹，当发现前段管节顶进轴线出现偏差时，及时采取相应技术措施调整管节姿态，使其回复到原设计位置再继续顶进。最后，结合工程监测数据，绘制竣工曲线，对小净距长距离多线平行管道顶进施工轴线控制实施效果等进行验证分析，进而形成一套完整的小净距多线平行覆土厚度剧变大直径泥水平衡管道顶进施工轴线控制方法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，包括有以下步骤：
(1)、顶进前准备：
施工时按照设计确定的规格及材料施工反力墙，安装反力分散架，在工作井内按照实际三维空间位置安装定位轨道，作为顶管机安装平台也作为顶管机始发提供准确的方向，安装推进千斤顶，安装泥水平衡推进机头，安装机尾，安装进水设备和抽浆设备安装各种管线，安装环形顶铁，将水准仪和静力水准仪固定安放在工作井内的后部千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时水准点、轴线控制桩和工作井护桩，以便复核顶管轴线和工作井位置是否移动，在顶进前、顶进过程中和顶进结束后均测量和控制管道标高及中心偏差，并作好记录；开顶前，对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障后即可开门进洞；
(2)、管道顶进施工监测：
打开洞门，机头顶入洞口时，严格控制偏差，10m内偏差不大于0.3cm，高低偏差不超过0-0.3cm，当达不到上述要求，拉出工具管，作第二次进洞；机头顶入洞口后，下设备段，转接油管、电缆及泥水管后继续顶进，油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节砼管下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进，管道顶进速度控制为3-5cm/min；重复上述过程，在顶进过程中每顶一节砼管对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量；在整个顶进过程中在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，触变泥浆的注浆压力控制在1MPa以内，注浆总量为28-29m3，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降；在管道顶进施工过程中，进行顶管顶进姿态控制，由四台纠偏油缸完成纠偏校正，四台纠偏油缸呈井字形分布，联接顶管机前、后壳体，同时通过安装在后壳体内的电气控制系统传输至机外操作台，顶管过程中，通过观察机外操作台显示器状态和倾斜仪表的数据知晓顶管机的工作情况，以此判断顶进过程的纠偏校正效果和顶管机的趋势；
(3)、顶管首尾：
管道顶完后，接收导轨就位，安装洞口止水装置，机头偏差复测，井位复测，打开洞门，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，水泥浆液置换外壁减阻泥浆，机坑内设备拆除和吊运，管道清洗；并进行管节偏差测量记录，在每个沉井布置1个观测基点，观测基点为现浇钢筋混凝土墩，安装强制对中基座,最大对中误差0.05mm，在每节管道上选点，测量其中心位置和管底标高，根据测量结果，绘制竣工曲线，进行管道质量评定，测量地面的沉降，并作好记录以确定顶管施工对周围环境的影响情况。
其中，步骤(2)中，开始顶第一节砼管时，每顶进20—50cm/次，测量一次管道标高及中心偏差；正常顶进时，每顶进1m/次测量一次管道标高及中心偏差；当顶进中发现管位偏差在10-12mm时，即进行纠偏校正；
中心偏差的测量即中心线的测量：首先在地面用经纬仪确定顶管方向桩，然后在工作井边的两方向桩上挂小线，其上吊两个垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光水准仪照准两垂球，读管前端的中心尺刻度，当与中心尺的中心刻度相重合，说明其方向准确，否则其差值即为中心偏差值；
管道标高的测量即为高程测量：在工作坑内引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设于工作坑内，测量前端管底高程。
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 (7)
1.薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：包括有以下步骤：
(1)、顶进前准备：
施工时按照设计确定的规格及材料施工反力墙，安装反力分散架，在工作井内按照实际三维空间位置安装定位轨道，作为顶管机安装平台也作为顶管机始发提供准确的方向，安装推进千斤顶，安装泥水平衡推进机头，安装机尾，安装进水设备和抽浆设备安装各种管线，安装环形顶铁，将水准仪和静力水准仪固定安放在工作井内的后部千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时水准点、轴线控制桩和工作井护桩，以便复核顶管轴线和工作井位置是否移动，在顶进前、顶进过程中和顶进结束后均测量和控制管道标高及中心偏差，并作好记录；开顶前，对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障后即可开门进洞；
(2)、管道顶进施工监测：
打开洞门，机头顶入洞口后，下设备段，转接油管、电缆及泥水管后继续顶进，油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节砼管下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进；重复上述过程，在顶进过程中每顶一节砼管对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量；在整个顶进过程中在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降；在管道顶进施工过程中，进行顶管顶进姿态控制，由四台纠偏油缸完成纠偏校正，四台纠偏油缸呈井字形分布，联接顶管机前、后壳体，同时通过安装在后壳体内的电气控制系统传输至机外操作台，顶管过程中，通过观察机外操作台显示器状态和倾斜仪表的数据知晓顶管机的工作情况，以此判断顶进过程的纠偏校正效果和顶管机的趋势；
(3)、顶管首尾：
管道顶完后，接收导轨就位，安装洞口止水装置，机头偏差复测，井位复测，打开洞门，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，水泥浆液置换外壁减阻泥浆，机坑内设备拆除和吊运，管道清洗；并进行管节偏差测量记录，在每个沉井布置1个观测基点，观测基点为现浇钢筋混凝土墩，安装强制对中基座,最大对中误差0.05mm，在每节管道上选点，测量其中心位置和管底标高，根据测量结果，绘制竣工曲线，进行管道质量评定，测量地面的沉降，并作好记录以确定顶管施工对周围环境的影响情况。
2.根据权利要求1所述的薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：所述的机头进洞时严格控制偏差，10m内偏差不大于0.3cm，高低偏差不超过0-0.3cm，当达不到上述要求，拉出工具管，作第二次进洞。
3.根据权利要求1所述的薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：所述的触变泥浆的注浆压力控制在1MPa以内，注浆总量为28-29m3。
4.根据权利要求1所述的薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：所述的管道顶进速度控制为3-5cm/min。
5.根据权利要求1所述的薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，开始顶第一节砼管时，每顶进20—50cm/次，测量一次管道标高及中心偏差；正常顶进时，每顶进1m/次测量一次管道标高及中心偏差；当顶进中发现管位偏差在10-12mm时，即进行纠偏校正。
6.根据权利要求5所述的薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：所述的中心偏差的测量即中心线的测量：首先在地面用经纬仪确定顶管方向桩，然后在工作井边的两方向桩上挂小线，其上吊两个垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光水准仪照准两垂球，读管前端的中心尺刻度，当与中心尺的中心刻度相重合，说明其方向准确，否则其差值即为中心偏差值。
7.根据权利要求5所述的薄覆土小净距多线平行大直径泥水平衡管道顶进施工方法，其特征在于：所述的管道标高的测量即为高程测量：在工作坑内引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设于工作坑内，测量前端管底高程。
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