CN1232719C - 隧道微型顶管土压平衡的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种隧道微型顶管土压平衡的施工方法属于隧道技术领域。通过改变螺旋机的旋转速度及顶进速度来控制排土量，对正面土压力、出土量、顶进速度、地面沉降严格控制，在管道外壁压注触变泥浆，设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下测量控制系统，顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准点，在坑的后部架设测量仪器测定轴线，顶管机出洞前必须认真测定顶管机切口的轴线和标高，并将数据及时反馈进行调整，进行全线复测、绘制管道顶进轨迹图，进行施工监测布置，采用分次逐步纠偏，确保开挖切削面的土体稳定。本发明具有较高的工作效率，降低了成本，而且提高了文明施工的先进程度，带来明显的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种隧道施工方法，特别是一种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，属于隧道技术领域。
背景技术
经文献检索发现，中国专利号为91102230.9，专利名称为：弹性顶管穿越地层方法及其装置。该发明专利介绍一种埋地管道的方法方法及装置。它利用可调整角度的工作头调整管道在地下运行的轨迹。虽然它的角度可以调整，可以进行方向控制，但由于它的工作头不具有全断面切削功能，无法做到工作头顶进工作面的土压平衡，极易引起周围土体的隆起及凹陷，从而影响地面建筑物及周围其它管线。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种隧道微型顶管土压平衡的施工方法。使其能无需大开挖便能铺设直径小于1米的小直径地下管线，从而不影响地面的建筑物及地面交通。本发明适用于淤泥质粘土、粉砂土和砂性土的地层施工。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明在整个施工过程中，以土压平衡为工作原理，通过改变螺旋机的旋转速度及顶进速度来控制排土量，对正面土压力、出土量、顶进速度、地面沉降严格控制，在管道外壁压注触变泥浆，设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下测量控制系统，顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准点，在坑的后部架设测量仪器测定轴线，顶管机出洞前必须认真测定顶管机切口的轴线和标高，并将数据及时反馈进行调整，进行全线复测、绘制管道顶进轨迹图，进行施工监测布置，采用分次逐步纠偏，使土压仓内的土压力值稳定并控制在所设定的压力值范围内，开挖切削面的土体稳定。具体包括步骤如下：
1.正面土压力的控制
2.出土量的控制
3.顶进速度的控制
4.地面沉降控制
5.压注触变泥浆
6.设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下测量控制系统
7.顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准点
8.在坑的后部架设测量仪器测定轴线
9.顶管机出洞前必须认真测定顶管机切口的轴线和标高，并将数据及时反馈进行调整
10.进行全线复测、绘制管道顶进轨迹图
11.进行施工监测布置
12.采用分次逐步纠偏
本发明具有较高的工作效率，每个工作日可推进15米，不仅保证了提高了施工速度、降低了成本，而且提高了文明施工的先进程度，带来明显的经济效益和社会效益。
具体实施方式
1.正面土压力的控制
土压力根据土压力理论进行计算，计算值作为土压力的最初设定值，在实际顶进后，通过顶进参数、地面沉降监测，不断地加以调整，使土仓压力与设定的压力达到理想的平衡状态。
2.出土量的控制
应尽量精确统计出每节管节的出土量，力争使之与理论出土量保持一致，以保证正面土体的相对稳定。
3.顶进速度的控制
在顶进时应对顶进速度作不断调整，找出顶进速度、正面土压力、出土量的最佳匹配值，以保证顶管的顶进质量。
4.地面沉降控制
利用土压平衡微型顶管机进行全断面切削，严格控制施工参数，防止超、欠挖。
5.压注触变泥浆
在管道外壁压注触变泥浆，在管道四周形成一圈泥浆套以达到减摩效果，明显减小了土体与管道间摩擦力，在施工期间要求泥浆不失水，不沉淀，不固结。
6.设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下测量控制系统
控制点应设在抗扰动、视线清楚，方便校核的地方，并加以保护，必要时增设每点有两个以上便于校核的攀线桩。
7.顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准点
在交接班时进行仪器高程的校对与调整，顶进轴线内设计管道中心线通过经纬仪或挂垂线的方法引入坑内，然后对中观测。
8.在坑的后部架设测量仪器测定轴线
仪器支架应水平牢固，不受碰撞，仪器应避免日晒雨淋，在其顶上设置棚架保护，测定轴线偏差可用经纬仪或激光经纬仪，测定标高用水准仪或连通水准管。
9.顶管机出洞前必须认真测定顶管机切口的轴线和标高，并将数据及时反馈进行调整
顶进中原始数据、表格必须连续真实填写清楚，交接班时应交清本班的测量记录，仪器对中，并交清管道轨迹和纠偏趋向。
10.进行全线复测、绘制管道顶进轨迹图
顶程结束后必须全线复测、绘制管道顶进轨迹图，包括：高程、方向、顶力曲线，并由施工质监人员检查复核。
11.进行施工监测布置
在过公路时，应按建设单位的要求在指定地段进行施工监测布置，观测顶进过程中地表变形和土体位移情况，以便采取预防措施，避免影响公路正常运行的事故发生。顶进结束后应绘制施工过程和竣工后的地面变形图。
12.采用分次逐步纠偏
发生较大偏差应分析发展趋势，采用分次逐步纠正，勤调勤纠，若偏差超过质量标准，应停止顶进，研究有效措施，方可继续顶进。并需及时采取措施防止顶进中经常发生顶管机头的旋转，影响出土、测量等。
本发明在施工中利用Φ600mm微型顶管机总推进距离约百米，根据本发明的施工方法进行施工。推进轴线的误差控制在15毫米内，地面沉降量控制在15毫米内。管道轴线、地面沉降完全控制在设计要求内。同时对施工现场周围的环境基本不构成影响，工程质量优良。
Claims (10)
1、一种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征在于，通过改变螺旋机的旋转速度及顶进速度来控制排土量，对正面土压力、出土量、顶进速度、地面沉降严格控制，在管道外壁压注触变泥浆，在管道中心线和工作坑位上建立地面与地下测量控制系统，顶进坑内设置由地面水准点引入的临时水准点，在坑的后部架设测量仪器测定轴线，顶管机出洞前测定顶管机切口的轴线和标高，并将数据及时反馈进行调整，进行全线复测、绘制管道顶进轨迹图，进行施工监测布置，采用分次逐步纠偏，使土压仓内的土压力值稳定并控制在所设定的压力值范围内，开挖切削面的土体稳定。
2、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的对正面土压力、出土量、顶进速度、地面沉降严格控制是指：
(1)正面土压力的控制
土压力根据土压力理论进行计算，计算值作为土压力的最初设定值，在实际顶进后，通过顶进参数、地面沉降监测，加以调整，使土仓压力与设定的压力达到平衡状态；
(2)出土量的控制
统计出每节管节的出土量，以保证正面土体的相对稳定；
(3)顶进速度的控制
在顶进时对顶进速度作调整；
(4)地面沉降控制
利用土压平衡微型顶管机进行全断面切削，严格控制施工参数。
3、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的在管道外壁压注触变泥浆，是指在管道外壁压注触变泥浆在管道四周形成一圈泥浆套。
4、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下测量控制系统，是指控制点设在抗扰动、视线清楚，方便校核的地方，或者增设每个控制点有两个以上便于校核的攀线桩。
5、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的顶进坑内设置由地面水准点引入的临时水准点是指在交接班时进行仪器高程的校对与调整，顶进轴线内设计管道中心线通过经纬仪或挂垂线的方法引入坑内，然后对中观测。
6、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的在坑的后部架设测量仪器测定轴线是指仪器支架水平固定，在其顶上设置棚架保护，测定轴线偏差可用经纬仪或激光经纬仪，测定标高用水准仪或连通水准管。
7、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的顶管机出洞前测定顶管机切口的轴线和标高，并将数据及时反馈进行调整是指顶进中原始数据、表格必须连续真实填写清楚，交接班时交清本班的测量记录，仪器对中，并交清管道轨迹和纠偏趋向。
8、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的进行全线复测、绘制管道顶进轨迹图是指顶程结束后必须全线复测、绘制管道顶进轨迹图，包括：高程、方向、顶力曲线，并由施工质监人员检查复核。
9、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的进行施工监测布置是指在过公路时，按建设单位的要求在指定地段进行施工监测布置，观测顶进过程中地表变形和土体位移情况，顶进结束后绘制施工过程和竣工后的地面变形图。
10、根据权利要求1所述的这种隧道微型顶管土压平衡的施工方法，其特征是所述的采用分次逐步纠偏是指发生较大偏差分析发展趋势，采用分次逐步纠正，勤调勤纠，若偏差超过质量标准，停止顶进，及时采取措施，防止顶进中经常发生顶管机头的旋转，影响出土、测量。
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