用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道施工方法領(lǐng)域，特別是一種用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頂管法是一種類似于盾構(gòu)法的地下工程非開挖管道鋪設(shè)技術(shù)，采用頂管掘進(jìn)機(jī)成孔，將預(yù)制成形的管道從頂進(jìn)工作井頂入，形成連續(xù)襯砌結(jié)構(gòu)的管道鋪設(shè)技術(shù)。
[0003]早期的頂管施工作業(yè)是在1896?1900年間由美國北太平洋鐵路公司完成的，隨后該項(xiàng)技術(shù)逐漸被許多鐵路公司確定為在鐵道下頂進(jìn)鑄鐵管道的標(biāo)準(zhǔn)方法。1911和1915年，美國西部以及南太平洋地區(qū)也出現(xiàn)了關(guān)于鐵道下面進(jìn)行頂管施工作業(yè)的相關(guān)公開報(bào)道，但均屬圓形頂管法施工，且管徑較小，最大的斷面直徑為4.Sm。20世紀(jì)30年代，英國某供水供水公司開始頂進(jìn)鑄鐵管道管道，我國頂管技術(shù)最早施工始于1953年的北京，上海在1956年也開始了頂管試驗(yàn)。但最初采用的均是手掘式頂管，設(shè)備比較簡陋。在1964年前后，上海首次使用了機(jī)械式頂管；1967年前后，上海研制了人不必進(jìn)入管子的小口徑遙控土壓式機(jī)械頂管機(jī)，口徑有700?1050mm多種規(guī)格。20世紀(jì)80年代中期開始研制了土壓平衡式頂管機(jī)。
[0004]矩形頂管運(yùn)用于地下工程的施工是在20世紀(jì)初期的上海、浙江、寧波等地區(qū)，主要用于市政過街的地下通道，其優(yōu)點(diǎn)是對地面現(xiàn)有交通不造成影響，且不進(jìn)行管線迀改，地質(zhì)條件較差，用暗挖法施工無法保證工程和施工安全的均質(zhì)軟土地層。
[0005]現(xiàn)有矩形頂管施工方法大多數(shù)應(yīng)用于單根管的施工，但是實(shí)際過程中經(jīng)常會(huì)遇到多管間距斷面的施工，通道之間的凈距低于0.6m以下，其頂進(jìn)過程中產(chǎn)生的側(cè)壓力易對鄰近已成型通道產(chǎn)生影響，引起相鄰管節(jié)發(fā)生變形、位移、破壞，多條頂管沉降效應(yīng)疊加易造成地面塌陷；同時(shí)，頂進(jìn)中一側(cè)為成型通道，一側(cè)為原生土體易產(chǎn)生“偏壓”現(xiàn)象，造成頂進(jìn)路線偏離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在現(xiàn)有矩形頂管方法采用單根管的施工無法解決多管間距斷面的頂管施工出現(xiàn)的如容易產(chǎn)生鄰近已成型通道變形、位移、偏離的問題，提供一種用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一、確定頂進(jìn)順序，選用矩形頂管機(jī)，針對多管通道，采用“跳格”頂進(jìn)施工順序，為盡可能減小偏壓對后續(xù)相鄰?fù)ǖ理斶M(jìn)施工的影響；
[0010]步驟二、渣土改良，采用調(diào)節(jié)漿液對所挖渣土進(jìn)行改良，其中調(diào)解漿液包括混合液和水，其質(zhì)量比為1:0.25-0.35，其中混合液質(zhì)量配比為膨潤土:水玻璃:鈉基聚丙烯酸酯=20:3:1，這樣可以頂進(jìn)機(jī)使開挖下來的碴土具有一定的流動(dòng)性和止水性，保證頂管機(jī)的正常推進(jìn)；
[0011]步驟三、減摩泥漿選擇，減摩泥漿由膨潤土、水、純堿、CMC/CMS、乳化油組成，選用減摩泥漿粘度在30s-38s之間、比重為1.1-1.16g/cm3，漿壓力控制在0.15-0.3MPa ；
[0012]步驟四、管節(jié)縱向拉結(jié)，由于頂管段鄰近地下管線及建(構(gòu))筑物，且每條頂管施工時(shí)會(huì)對已經(jīng)施工完成的頂管可能產(chǎn)生側(cè)向不平衡推力，采用槽鋼、預(yù)應(yīng)力鋼錨索拉結(jié)，具體是采用后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線將待頂管通道的管節(jié)縱向拉結(jié)為一起，將管節(jié)縱向拉結(jié)在一起增強(qiáng)通道縱向剛度加強(qiáng)，以減小相鄰管節(jié)的影響；預(yù)應(yīng)力張拉完畢后采用真空灌漿工藝，錨索張拉鎖定完成后，切去多余的鋼絞線，澆筑C25細(xì)石混凝土包住錨頭，保證錨頭凈保護(hù)層不小于50mm作為永久防銹；
[0013]步驟五、頂進(jìn)施工，調(diào)整頂進(jìn)施工參數(shù)，在砂性土中施工兩條頂管通道之間的通道時(shí)，土壓力值控制在0.13MPa，彎矩為205KN.m，掘進(jìn)速度為正常階段2_3cm/min，保持勻速頂進(jìn)，能夠減小土壓力以便能更好的控制地面沉降；
[0014]步驟六、根據(jù)步驟二至步驟五的方法，重復(fù)采用所述步驟一中的“跳格”頂進(jìn)的方式，完成多管間距斷面的頂進(jìn)作業(yè)。
[0015]優(yōu)選地，還包括步驟七地面沉降監(jiān)測，具體是沿頂管軸線方向的地面每4-5m布設(shè)一個(gè)點(diǎn)沉降監(jiān)測點(diǎn)，垂直于軸線布設(shè)至少3個(gè)橫向斷面。
[0016]其中監(jiān)測方法為，在頂管通道掘進(jìn)過程中，每次沉降監(jiān)測從水準(zhǔn)基準(zhǔn)工作點(diǎn)起算，按二等水準(zhǔn)測量的要求，測量各監(jiān)測點(diǎn)的高程。在每次沉降觀測路線中一并完成，并統(tǒng)一計(jì)算整理數(shù)據(jù)，前后兩次測量值之差為本次沉降變化量；測量值與初值之差為累計(jì)沉降變化量。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟一中的“跳格”頂進(jìn)方式為相鄰奇數(shù)號(hào)通道和相鄰偶數(shù)號(hào)通道頂進(jìn)，即采用1-3-5…號(hào)通道，2-4-6…號(hào)通道的順序進(jìn)行頂進(jìn)。
[0018]如需要需要頂進(jìn)4個(gè)通道，則采用1-2-3-4的頂進(jìn)順序施工，這樣的好處是可以避免I號(hào)通道施工完成后，立即施工2號(hào)通道時(shí)，2號(hào)通道一側(cè)為已成型的I號(hào)頂管通道管節(jié)，另一側(cè)為地下原狀土體易形成2號(hào)頂管通道偏壓，有利于控制頂管姿態(tài)及地面沉降。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟二中調(diào)解漿液中混合液和水的質(zhì)量比為1:0.3，實(shí)驗(yàn)表明碴土的流動(dòng)性和止水性效果更佳。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟三減摩泥漿是通過在矩形頂管機(jī)的內(nèi)壁開設(shè)的若干個(gè)注漿孔，從機(jī)尾注射到注漿孔，然后再流向機(jī)頭位置。
[0021]在矩形頂管機(jī)的上下左右分別開設(shè)兩個(gè)注漿孔，在頂進(jìn)的過程中通過注漿孔進(jìn)行注漿，使注漿形成的漿液泥套將頂管機(jī)機(jī)頭包裹。期間注漿為減磨泥漿，即可減少頂進(jìn)過程中的阻力，又可以形成保護(hù)泥漿膜，防止背土的發(fā)生。
[0022]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0023]1、本發(fā)明所述用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法，通過對渣土進(jìn)行改良、選擇適配的減摩泥漿、對頂管通道管節(jié)縱向拉結(jié)、采用了“跳格”頂進(jìn)施工順序?qū)崿F(xiàn)對多管間距斷面頂進(jìn)施工，確保了相鄰管節(jié)結(jié)構(gòu)安全，有效控制了地面及管線沉降，對周邊環(huán)境進(jìn)行了保護(hù)；
[0024]2、該方法在軟土地層及地下水位高等地質(zhì)條件中施工中，較其他明挖法、暗挖法、凍結(jié)法等傳統(tǒng)工法具有施工占地面積小，對城市干擾少，無阻礙城市交通，無需迀改管線，對地面環(huán)境影響較小，施工安全性高，工程綜合成本低等優(yōu)勢，形成了良好的環(huán)保效益、節(jié)能效益以及社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明所述用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法的施工工藝流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明所述施工多管間距斷面示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明所述多管間距斷面的矩形頂管施工方法采用的地面沉降監(jiān)測監(jiān)測點(diǎn)分布示意圖。
[0028]圖中標(biāo)記:
[0029]1、頂管通道。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]如圖1所示，一種用于多管間距斷面的矩形頂管施工方法，包括以下步驟:
[0033]步驟一、確定頂進(jìn)順序，選用矩形頂管機(jī)，針對多管通道，采用“跳格”頂進(jìn)施工順序，為盡可能減小偏壓對后續(xù)相鄰?fù)ǖ理斶M(jìn)施工的影響；
[0034]如圖2所示，考慮需要頂進(jìn)的為四條并行頂管通道1，通道內(nèi)凈空尺寸(aXb)為6mX4m，管節(jié)壁厚0.45m，管節(jié)混凝土為C50P10，標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)寬1.5m，共120節(jié)，7.5m異形管節(jié)2節(jié)，5.45m異形管節(jié)10節(jié)，每個(gè)通道各長I為60.5m，間距d為0.5m。該“跳格”頂進(jìn)方式為相鄰奇數(shù)號(hào)通道和相鄰偶數(shù)號(hào)通道頂進(jìn)，即采用1-3-5…號(hào)通道，2-4-6…號(hào)通道的順序進(jìn)行頂進(jìn)。如需要需要頂進(jìn)4個(gè)通道，則采用1-2-3-4的頂進(jìn)順序施工，這樣的好處是可以避免I號(hào)通道施工完成后，立即施工2號(hào)通道時(shí)，2號(hào)通道一側(cè)為已成型的I號(hào)頂管通道I管節(jié)，另一側(cè)為地下原狀土體易形成2號(hào)頂管通道I偏壓，有利于控制頂管姿態(tài)及地面沉降。
[0035]步驟二、渣土改良，為了使開挖下來的碴土具有一定的流動(dòng)性和止水性，保證頂管機(jī)的正常推進(jìn)，頂管機(jī)土倉內(nèi)的土體必須保證一定含量的微細(xì)顆粒，因此采用調(diào)節(jié)漿液對所挖渣土進(jìn)行改良，其中調(diào)解漿液包括混合液和水，其質(zhì)量比為1: 0.3，其中混合液質(zhì)量配比為膨潤土:水玻璃:鈉基聚丙烯酸酯=20:3:1，這樣可以頂進(jìn)機(jī)使開挖下來的碴土具有一定的流動(dòng)性和止水性，保證頂管機(jī)的正常推進(jìn)；
[0036]步驟三、減摩泥漿選擇，減摩泥漿由膨潤土、水、純堿、CMC/CMS、乳化油組成，選用減摩泥漿粘度在30s-38s之間、比重為1.1-1.16g/cm3，漿壓力控制在0.15-0.3MPa ；
[0037]該減摩泥漿是通過在矩形頂管機(jī)的內(nèi)壁開設(shè)的若干個(gè)注漿孔，從機(jī)尾注射到注漿孔，然后再流向機(jī)頭位置，使注漿形成的漿液泥套將頂管機(jī)機(jī)頭包裹；期間注漿為減磨泥漿，即可減少頂進(jìn)過程中的阻力，又可以形成保護(hù)泥漿膜，防止背土的發(fā)生；