一種環(huán)形頂管施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，尤其是涉及一種環(huán)形頂管施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，各國城市建設(shè)對隧道工程提出了越來越高的要求。在現(xiàn)有隧道工法中，盾構(gòu)法由于具有非開挖、機(jī)械化程度高的特點，得到了廣泛的應(yīng)用。但受限于現(xiàn)有的技術(shù)水平，目前已建成的盾構(gòu)隧道直徑只有17.5m，技術(shù)難以再突破?？紤]隧道工程未來的發(fā)展，需要考慮一種大斷面、超大斷面隧道及其施工方法。
[0003]頂管施工作為一種非開挖技術(shù)，管節(jié)整體性好，對周圍環(huán)境影響較小，已在我國市政建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)有頂管隧道普遍直徑較小，目前我國最大的頂管隧道也只有4.66米，因此可以考慮對現(xiàn)有全斷面頂管隧道技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以適用于大斷面、超大斷面隧道和異形斷面隧道的建設(shè)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種環(huán)形頂管施工方法，可大大突破現(xiàn)有的隧道尺寸水平，適用于各類斷面形狀隧道。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種環(huán)形頂管施工方法，該方法采用環(huán)形頂管機(jī)進(jìn)行施工，包括以下步驟:
[0007]I)建造工作井、接收井和圍護(hù)墻，施作洞門結(jié)構(gòu)和后靠墻，并對洞門進(jìn)行加固止水處理；
[0008]2)在地面設(shè)置相應(yīng)的主頂油泵、泥水分離系統(tǒng)、控制室、吊車和堆放場地；
[0009]3)在工作井內(nèi)安裝導(dǎo)軌，吊裝環(huán)形頂管機(jī)、頂鐵、千斤頂、頂管管節(jié)和后靠背；
[0010]4)在環(huán)形頂管機(jī)出發(fā)前，對內(nèi)側(cè)殼體所圍區(qū)域內(nèi)的土體進(jìn)行加固；
[0011]5)環(huán)形頂管機(jī)破除工作井圍護(hù)墻，完成出發(fā)操作，開挖土體；
[0012]6)頂管管節(jié)從地面吊裝至工作井內(nèi)，并與環(huán)形頂管機(jī)連接；
[0013]7)環(huán)形頂管機(jī)施工過程中，通過注漿管路注入觸變泥漿，同時通過進(jìn)排泥管路出渣；
[0014]8)環(huán)形頂管機(jī)完成到達(dá)操作，到達(dá)接收井后，開挖頂管管節(jié)內(nèi)部土體，隧道一次襯砌完成。
[0015]所述頂管管節(jié)內(nèi)外表面均設(shè)有與注漿管路連接的注漿孔。
[0016]所述頂管管節(jié)內(nèi)設(shè)置有若干用以安放進(jìn)排泥管路、泥漿管路和控制電纜的縱向中空通道，待施工完成后壓注混凝土進(jìn)行填充。
[0017]該方法還包括:
[0018]采用中繼裝置完成長距離的掘進(jìn)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020](I)開挖面穩(wěn)定。環(huán)形頂管工法只采用環(huán)形頂管機(jī)開挖環(huán)形區(qū)域內(nèi)的土體，頂管管節(jié)內(nèi)部土體可用常規(guī)方法開挖，這樣就大大減小了開挖面的范圍，保證了開挖面的穩(wěn)定。
[0021](2)適應(yīng)性好。環(huán)形頂管工法創(chuàng)新地將全斷面開挖轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠謹(jǐn)嗝骈_挖，保證了地層的穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有頂管尺寸小、適用面窄的缺點，可用于建造大斷面、超大斷面隧道。
[0022](3)斷面形狀多樣化。通過改變環(huán)形頂管機(jī)殼體的形狀和小刀盤的布置，環(huán)形頂管工法理論上可用于任意斷面形狀隧道的建設(shè)，適用面寬廣。
[0023](4)施工速度快。采用環(huán)形頂管工法，可將全斷面開挖轉(zhuǎn)化為部分?jǐn)嗝骈_挖，環(huán)形頂管機(jī)小型刀盤系統(tǒng)、頂進(jìn)設(shè)備等易于控制，工期較短，尤其適用于軟土地區(qū)大斷面、淺覆土地下通道的施工
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明所采用的環(huán)形頂管機(jī)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明環(huán)形頂管施工方法示意圖；
[0026]圖3為隧道內(nèi)部土體開挖示意圖。
[0027]圖中:1-外層殼體，2-內(nèi)層殼體，3-刀盤，4-頂管管節(jié)，5-中空通道，6_注漿孔，7-工作井，8-接收井，9-圍護(hù)墻，10-洞門結(jié)構(gòu)，11-后靠墻，12-導(dǎo)軌，13-頂鐵，14-千斤頂，15-后靠背ο
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0029]本發(fā)明實施例提供一種環(huán)形頂管隧道施工方法，該方法采用環(huán)形頂管機(jī)進(jìn)行施工。環(huán)形頂管機(jī)的示意圖如圖1所示，包括外層殼體I和外層殼體2，外層殼體I和內(nèi)層殼體2構(gòu)成環(huán)形區(qū)域，該環(huán)形區(qū)域內(nèi)分布有可拆卸拼裝的同平面或交錯的刀盤3，實現(xiàn)對土體的切削。在環(huán)形頂管機(jī)頭內(nèi)，還設(shè)有相應(yīng)的泥水輸送系統(tǒng)，將刀盤3切削形成的土渣通過排泥管路外運(yùn)，并通過進(jìn)泥管路補(bǔ)充刀盤3掘進(jìn)所需的凈化后的漿液。
[0030]頂管管節(jié)4中設(shè)置有若干縱向中空管道5，作為環(huán)形頂管機(jī)進(jìn)排泥管路、泥漿管和控制電纜的安放通道。在頂管管節(jié)4、外層殼體I和內(nèi)層殼體2與土接觸的表面還有注漿孔6，通過同步注入觸變泥漿減小推進(jìn)時與土體的摩擦。
[0031]如圖2和圖3所示，本實施例中，環(huán)形頂管隧道施工方法的步驟如下:
[0032]I)建造工作井7、接收井8和圍護(hù)墻9，施作洞門結(jié)構(gòu)10和后靠墻11，并對洞門進(jìn)行加固止水處理；
[0033]2)安裝導(dǎo)軌12，吊裝環(huán)形頂管機(jī)、頂鐵13、千斤頂14、頂管管節(jié)4和后靠背15 ;
[0034]3)在地面設(shè)置有相應(yīng)的主頂油泵、泥水分離系統(tǒng)、控制室、吊車和堆放場地，同現(xiàn)有的盾構(gòu)隧道或頂管隧道技術(shù)；
[0035]4)在環(huán)形頂管機(jī)出發(fā)前，對內(nèi)側(cè)殼體2所圍區(qū)域內(nèi)的土體進(jìn)行加固，加強(qiáng)與圍護(hù)墻9的聯(lián)系；
[0036]5)環(huán)形頂管機(jī)的刀盤3破除工作井7的圍護(hù)墻9，完成出發(fā)操作，開挖土層；
[0037]6)頂管管節(jié)4從地面吊裝至工作井7內(nèi)，并與環(huán)形頂管機(jī)連接，進(jìn)排泥管路、注漿管路和控制電纜安放在中空通道5內(nèi)；
[0038]7)環(huán)形頂管機(jī)施工過程中，觸變泥漿通過注漿孔6注入環(huán)形頂管機(jī)殼體1、2和頂管管節(jié)4與土體間的縫隙，同時通過進(jìn)排泥管路出渣；
[0039]8)環(huán)形頂管機(jī)完成到達(dá)操作，到達(dá)接收井8，開挖頂管管節(jié)4內(nèi)部的土體，向縱向中空管道5內(nèi)壓注混凝土進(jìn)行填充，隧道一次襯砌完成，視情況施作二次襯砌，如圖3所示。
[0040]9)對于長距離推進(jìn)，采用中繼裝置來完成。
[0041]本發(fā)明在發(fā)揮頂管法優(yōu)勢的同時，創(chuàng)新地利用環(huán)形頂管機(jī)解決了頂管工程直徑普遍較小的缺點，突破了頂管多用于地下水、氣、電、通信等管道的局限。在城市交通繁忙地段施工中短距離通道或無法使用盾構(gòu)的現(xiàn)場，實用性與經(jīng)濟(jì)性較高。
【主權(quán)項】
1.一種環(huán)形頂管施工方法，其特征在于，該方法采用環(huán)形頂管機(jī)進(jìn)行施工，包括以下步驟: 1)建造工作井、接收井和圍護(hù)墻，施作洞門結(jié)構(gòu)和后靠墻，并對洞門進(jìn)行加固止水處理； 2)在地面設(shè)置相應(yīng)的主頂油泵、泥水分離系統(tǒng)、控制室、吊車和堆放場地； 3)在工作井內(nèi)安裝導(dǎo)軌，吊裝環(huán)形頂管機(jī)、頂鐵、千斤頂、頂管管節(jié)和后靠背； 4)在環(huán)形頂管機(jī)出發(fā)前，對內(nèi)側(cè)殼體所圍區(qū)域內(nèi)的土體進(jìn)行加固； 5)環(huán)形頂管機(jī)破除工作井圍護(hù)墻，完成出發(fā)操作，開挖土體； 6)頂管管節(jié)從地面吊裝至工作井內(nèi)，并與環(huán)形頂管機(jī)連接； 7)環(huán)形頂管機(jī)施工過程中，通過注漿管路注入觸變泥漿，同時通過進(jìn)排泥管路出渣； 8)環(huán)形頂管機(jī)完成到達(dá)操作，到達(dá)接收井后，開挖頂管管節(jié)內(nèi)部土體，隧道一次襯砌完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形頂管施工方法，其特征在于，所述頂管管節(jié)內(nèi)外表面均設(shè)有與注漿管路連接的注漿孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)形頂管施工方法，其特征在于，所述頂管管節(jié)內(nèi)設(shè)置有若干用以安放進(jìn)排泥管路、泥漿管路和控制電纜的縱向中空通道，待施工完成后壓注混凝土進(jìn)行填充。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)形頂管施工方法，其特征在于，該方法還包括: 采用中繼裝置完成長距離的掘進(jìn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)形頂管施工方法，包括：建造工作井、接收井和圍護(hù)墻，施作洞門結(jié)構(gòu)和后靠墻，并對洞門進(jìn)行加固止水處理；在地面設(shè)置相應(yīng)的主頂油泵、泥水分離系統(tǒng)、控制室、吊車和堆放場；在工作井內(nèi)安裝導(dǎo)軌，吊裝環(huán)形頂管機(jī)、頂鐵、千斤頂、頂管管節(jié)和后靠背；在環(huán)形頂管機(jī)出發(fā)前，對內(nèi)側(cè)殼體所圍區(qū)域內(nèi)的土體進(jìn)行加固；環(huán)形頂管機(jī)破除工作井圍護(hù)墻；頂管管節(jié)從地面吊裝至工作井內(nèi)，與環(huán)形頂管機(jī)連接；通過注漿管路注入觸變泥漿，同時通過進(jìn)排泥管路出渣；環(huán)形頂管機(jī)完成到達(dá)操作，到達(dá)接收井后，開挖頂管管節(jié)內(nèi)部土體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可用于大斷面、超大斷面隧道以及軟土地區(qū)淺覆土地下通道的建設(shè)，并適用于任意斷面形狀隧道。
【IPC分類】E21D9-10, E21D11-10, E21D9-12
【公開號】CN104695971
【申請?zhí)枴緾N201510006734
【發(fā)明人】白云, 陳昂, 李喬松
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月7日