頂管隧道及頂管隧道的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及頂管隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種頂管隧道及頂管隧道的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頂管法作為隧道的一種非開挖施工方法，由于其對(duì)城市交通和環(huán)境安全影響小、技術(shù)先進(jìn)、功效高、施工成本較低等突出優(yōu)勢(shì)，在城市電力隧道施工中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]繁華城區(qū)電力隧道線路選擇受城市地下密布的市政管線、密集的建筑物基礎(chǔ)、繁忙的路面交通以及城市規(guī)劃等多種因素制約，有時(shí)隧道線路不得不在蜿蜒道路之下延伸，整條電力隧道被劃分為若干隧道段，各隧道段之間須由小轉(zhuǎn)彎曲線隧道段進(jìn)行連接。與直線段和一般曲線段隧道相比，小轉(zhuǎn)彎半徑曲線隧道(轉(zhuǎn)彎半徑小于150m)的頂管法施工難度大、技術(shù)要求高、軸線方向難以控制，尤其在軟弱土層中進(jìn)行小轉(zhuǎn)彎半徑曲線隧道的頂管法施工，軟弱土層往往難以承受偏心頂力引起的徑向推力，極易導(dǎo)致頂管隧道軸線向曲線外側(cè)偏離，而無法沿著設(shè)計(jì)的隧道軸線頂進(jìn)，同時(shí)軸線偏離產(chǎn)生的擠土效應(yīng)將造成地面的隆起及沉降，會(huì)威脅管線以及地面建(構(gòu))筑物的安全，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致土體失穩(wěn)破壞，引發(fā)施工安全事故。此外，管節(jié)在頂進(jìn)過程中，其端面承受軸向推力和徑向剪力的同時(shí)作用，傳統(tǒng)鋼承口式管節(jié)的平口端面對(duì)接，容易產(chǎn)生管節(jié)端面錯(cuò)臺(tái)而導(dǎo)致漏水。目前，對(duì)于小轉(zhuǎn)彎半徑曲線隧道，一般采用在曲線隧道段的中間插入豎井的方式以折線隧道代替曲線隧道，以解決施工難題。然而，在曲線隧道段的中間插入豎井的施工將大大增加工程造價(jià)并延長工期，同時(shí)也將對(duì)交通和城市環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種頂管隧道及頂管隧道的施工方法，通過注漿加固提高土體強(qiáng)度，以承受偏心頂力引起的徑向推力，避免頂管向曲線外側(cè)偏離，同時(shí)防止土體失穩(wěn)破壞而引起施工安全事故，確保管節(jié)頂進(jìn)施工的順利進(jìn)行。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種頂管隧道的施工方法，包括如下步驟:
[0007]S1、施工建造頂管隧道始發(fā)井；
[0008]S2、在頂管隧道的弧形轉(zhuǎn)彎段外側(cè)的形成加固層；
[0009]S3、施工設(shè)備安裝，頂管隧道進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)；
[0010]S4、施工建造頂管隧道接收井。
[0011 ]下面對(duì)進(jìn)一步的技術(shù)方案進(jìn)行說明:
[0012]進(jìn)一步地，在步驟S2之前還包括在所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)形成待加固區(qū)域和注漿孔，所述注漿孔與所述待加工區(qū)域連通。
[0013]進(jìn)一步地，在步驟S2中，所述弧形轉(zhuǎn)彎段的直徑為d，所述弧形轉(zhuǎn)彎段包括起始端和終止端，所述加固層的長度范圍為由所述弧形轉(zhuǎn)彎段的起始端前O?2d處至所述弧形轉(zhuǎn)彎段的終止端后O?2d處。
[0014]進(jìn)一步地，在步驟S2中，所述加固層的厚度范圍為0.5d?3d。
[0015]本發(fā)明還提供一種如上述權(quán)利要求所述的頂管隧道的施工方法建造的頂管隧道，包括頂管本體，所述頂管本體包括弧形轉(zhuǎn)彎段，所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)設(shè)有待加固區(qū)域，所述待加固區(qū)域覆設(shè)有加固層。
[0016]進(jìn)一步地，所述加固層的兩端均設(shè)有下傾斜面段。
[0017]進(jìn)一步地，所述加固層的材料為水泥漿、砂漿或混凝土漿。
[0018]進(jìn)一步地，所述弧形轉(zhuǎn)彎段包括至少兩段管節(jié)段，兩段所述管節(jié)段包括第一管節(jié)段和第二管節(jié)段，所述第一管節(jié)段的一端面設(shè)有凹榫，所述第二管節(jié)段與所述凹榫相對(duì)的一端設(shè)有凸榫，所述凹榫和所述凸榫配合卡接。
[0019]進(jìn)一步地，還包括連接鋼環(huán)，所述連接鋼環(huán)套裝于所述第一管節(jié)段與所述第二管節(jié)段的接合處。
[0020]進(jìn)一步地，還包括沿所述弧形轉(zhuǎn)彎段的延伸方向布置的多個(gè)加固機(jī)構(gòu)，所述加固機(jī)構(gòu)包括沿所述弧形轉(zhuǎn)彎段的剖面設(shè)置、并交叉連接第一抗剪切件和第二抗剪切件。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]上述頂管隧道的施工方法通過在所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)的所述待加固區(qū)域澆筑漿液形成所述加固層，可以大大提高施工處土地的強(qiáng)度，從而使所述弧形轉(zhuǎn)彎段承受偏心力引起的徑向推力，避免頂管向所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)偏離，影響施工質(zhì)量，同時(shí)還可以防止因土體失穩(wěn)破壞而引起施工安全事故，確保管節(jié)頂進(jìn)施工的順利進(jìn)行。
[0023]上述頂管隧道通過在所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)的所述待加固區(qū)域澆筑漿液形成所述加固層，可以大大提高施工處土地的強(qiáng)度，從而使所述弧形轉(zhuǎn)彎段承受偏心力引起的徑向推力，避免頂管向所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)偏離，影響施工質(zhì)量，同時(shí)還可以防止因土體失穩(wěn)破壞而引起施工安全事故，確保管節(jié)頂進(jìn)施工的順利進(jìn)行。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的頂管隧道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的頂管隧道的剖面圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的管節(jié)段的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:
[0028]100、頂管本體，120、弧形轉(zhuǎn)彎段，122、管節(jié)段，123、凹榫，124、第一管節(jié)段，125、凸榫，126、第二管節(jié)段，200、待加固區(qū)域，300、加固層，320、下傾斜面段，400、注漿孔，500、連接鋼環(huán)，600、加固機(jī)構(gòu)，620、第一抗剪切件，640、第二抗剪切件，700、頂管隧道始發(fā)井，800、
頂管隧道接收井。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0030]如圖1所示，一種頂管隧道的施工方法，包括如下步驟:
[0031]S1、施工建造頂管隧道始發(fā)井700;
[0032]S2、在頂管隧道的所述弧形轉(zhuǎn)彎段120外側(cè)的形成所述加固層300;
[0033]S3、施工設(shè)備安裝，頂管隧道進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)；
[0034]S4、施工建造頂管隧道接收井800。
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D2為例進(jìn)行說明，頂管隧道位于淤泥質(zhì)土層中，上述頂管隧道還包括與所述弧形轉(zhuǎn)彎段120兩端連接的兩個(gè)直線段，且兩個(gè)直線段長度分別為200m和220m，所述弧形轉(zhuǎn)彎段的長度為188.5m，曲率半徑R=120m，頂管外徑2940mm，內(nèi)徑2500mm，壁厚220mm，管節(jié)段的兩端埋設(shè)Φ 16的交叉抗剪切螺紋鋼筋，按照下列步驟依次施工:①工作井施工—②頂管隧道曲線段外側(cè)注漿加固—③基準(zhǔn)點(diǎn)確立及軸線測(cè)量—④施工設(shè)備的安裝—⑤頂管管節(jié)就位—⑥管節(jié)頂進(jìn)—⑦注漿減阻—⑧重復(fù)⑤-⑦施工步驟直至管節(jié)頂進(jìn)至接收井附近—⑨接收井施工—⑩機(jī)頭頂進(jìn)接收井—吊起機(jī)頭并作完工清理。
[0036]上述頂管隧道的施工方法通過在所述弧形轉(zhuǎn)彎段120的外側(cè)的所述待加固區(qū)域200澆筑漿液形成所述加固層300，可以大大提高施工處土地的強(qiáng)度，從而使所述弧形轉(zhuǎn)彎段120承受偏心力引起的徑向推力，避免頂管向所述弧形轉(zhuǎn)彎段的外側(cè)偏離，影響施工質(zhì)量，同時(shí)還可以防止因土體失穩(wěn)破壞而引起施工安全事故，確保管節(jié)頂進(jìn)施工的順利進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)指出，上述“第一、第二.....”僅用于對(duì)相同物件的區(qū)分和指代，并非對(duì)數(shù)量等的保護(hù)范圍的限定。
[0037]在步驟S2之前還包括在所述弧形轉(zhuǎn)彎段120的外側(cè)形成待加固區(qū)域200和注漿孔400，所述注漿孔400與所述待加工區(qū)域200連通。通過理論計(jì)算，可以得到足夠強(qiáng)度和體積的施工區(qū)域的大小，由此來達(dá)到加固土層強(qiáng)度的目的，同時(shí)還可以盡量減少用料成本，降低開支。之后通過往所述注漿孔400內(nèi)灌注建筑漿液即可完成所述加固層300的施工建造，建造工藝簡(jiǎn)單，可靠。在優(yōu)選的實(shí)施例中，可以建造多個(gè)所述注漿孔400同時(shí)進(jìn)行灌注施工，由此可以大大提高施工效率，降低施工周期。
[0038]在步驟S2中，所述弧形轉(zhuǎn)彎段120的直徑為d，所述弧形轉(zhuǎn)彎段包括起始端和終止端，所述加固層300的長度范圍為由所述弧形轉(zhuǎn)彎段120的起始端前O?2d處至所述弧形轉(zhuǎn)彎段120的終止端后O?2d處。其中，所述待加固區(qū)域200為覆蓋于頂進(jìn)管道上方一定面積的澆灌區(qū)域，將所