大口径S形曲线顶管施工方法技术

本发明专利技术提供了一种大口径S形曲线顶管施工方法，包括如下步骤：施工准备；设置工作井基坑支护结构及防水施工结构；对工作井施工；后靠背施工；凿出盛放大口径S形曲线顶管设备机头的洞口、大口径S形曲线顶管设备安装；测量复核；管材进场；中继间设置；机头进洞、顶进；注浆；曲线测量控制；顶进纠偏；机头出洞；泥浆置换。本发明专利技术能够克服管壁摩阻力大、S形曲线测量导向困难、穿越路面交通障碍等技术难点，保证管道轴线、标高等符合设计要求及规范要求，且管道无渗漏，施工作业场地干净整洁，该工艺适用于淤泥质土层、黏土层及碎石层等地层直径1m以上的S形曲线顶管施工。

Construction Method of Large Diameter S-shaped Curve Pipe Jacking

The invention provides a construction method of large-caliber S-shaped curve pipe jacking, which includes the following steps: construction preparation; setting up foundation pit support structure and waterproof construction structure of working well; construction of working well; back-to-back construction; digging hole of head of S-shaped curve pipe jacking equipment with full and enlarged caliber and installation of large-caliber S-shaped curve pipe jacking equipment; Measurement review; Pipe entry; Relay setting; Head entry and jacking; Grouting; Curve measurement control; Head correction; Head exit; Mud replacement. The invention can overcome the technical difficulties such as high friction resistance of pipe wall, difficulty in measuring and guiding S-shaped curve, traffic obstacle crossing road surface, etc., ensure that the axis and elevation of pipeline meet the design requirements and specifications, and that the pipeline has no leakage, and the construction site is clean and tidy. The technology is suitable for muddy soil layer, clay layer and gravel layer, etc. S-shaped curve pipe jacking construction with layer diameter more than 1 m.

【技术实现步骤摘要】
大口径S形曲线顶管施工方法
本专利技术属于管道施工
，具体而言，涉及一种大口径S形曲线顶管施工方法。
技术介绍
在顶管的设计与施工过程中，由于地质条件的差异性、地面建筑物的环境保护要求以及原有地下构筑物的拥挤等原因，往往迫使地下管道走向定为曲线。从国内外曲线顶管技术的发展现状来看，目前曲线顶管的管径以中、大口径为主，曲线类型有平面的、垂直向的,还有S形的，基本上能按工程的要求而变换。对于大口径S形曲线顶管，由于不能通视，线形、标高控制较难。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种大口径S形曲线顶管施工方法，旨在解决现有技术中由于大口径S形曲线顶管不能通视，线形、标高控制较难的问题。大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，大口径S型曲线顶管设备为大刀盘泥水平衡顶管机，顶管设备至少包括导轨、主机及千斤顶，至少包括以下步骤：步骤一、工作井施工、后靠背施工；步骤二、确定中继间的个数；步骤三、顶管设备的顶进与注浆同步进行；步骤四、通过对曲线测量的控制来纠偏机头的顶进方向。进一步地，曲线测量控制的方法为：将测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，并在井中布设3个稳固的后视点，进行互相校核，可通视曲线段。进一步地，当曲线段不通视时，在曲线段中间设置中转站，架设全站仪测出顶管机头靶心、顶管机尾的平面坐标及高程，顶管机每顶进一节管测量一次，将实测数据与设计值比较，计算出偏差值，所述顶管机的下节管顶进时，利用机头纠偏油缸的方式进行姿态纠偏。进一步的，利用机头纠偏油缸的方式进行姿态纠偏的方法有：滚动纠偏、竖直方向纠偏、水平方向纠偏。进一步地，进行工作井施工与后靠背施工之前，设置工作井基坑支护结构及防水施工结构，工作井四周设置双轴水泥搅拌桩，述双轴水泥搅拌桩的桩内插H型钢，用以作为工作井基坑支护结构及止水帷幕。进一步地，工作井施工是按设计图纸要求，绑扎钢筋，支设模板，浇筑混凝土；后靠背是一个上端有开口的钢板箱，述钢板箱内浇筑C30砼，后靠背施工完成后对靠背的中心线、标高及垂直度进行复核，后靠背垂直度≤3㎜。进一步地，在确定中继间个数之前，凿除洞口，对顶管设备进行安装调试，对洞口及导轨进行测量复核；导轨高程≤3mm，严格控制主机的线形并且设备联动调试合格；复核，是用全站仪对洞口、导轨的中心线进行复核，并用水准仪复核标高。进一步地，按照F后顶＜F总阻作为是否设置中继间的判定条件，并按照F中阻＜F中顶的原则布置中继间个数；F后顶—设计后靠背容许顶力；F总阻—施工计算总阻力；F中阻—中继间承受的阻力；F中顶—中继间的顶力。进一步地，大口径S形曲线顶管机头正常顶进速度为每天不超15m，当顶管机在正前方凿出土体后，需立即开启刀盘切削系统进行土体切削，将机头往上抬高2cm，对顶管机姿态进行纠正。进一步地，启动顶管机，打开注浆泵，一边掘进一边注浆，浆液用以填充顶管机及中继间向前推进时管材背后的空隙；根据注浆泵提供的压力的大小及注浆输送距离，将注浆管节与普通管节按隔一、隔二、隔三、隔四的方式布置，当地面压浆泵的动力无法满足压浆所输送的距离时，在中继间处设置中继压浆站，顶管掘进与注浆同步进行。与现有技术相比，本专利技术的技术效果在于，通过对曲线测量的控制来纠偏机头的顶进方向,克服了管壁摩阻力大、S形曲线测量导向困难等技术难点；通过使顶管设备的顶进与注浆同步进行，保证了施工作业场地的干净整洁，提高了顶管机的作业效率；通过对洞口、导轨测量复核及标高，能保证管道轴线、标高等符合设计要求及规范要求，且避免了管道发生渗漏的问题；通过对工作井施工、后靠背施工，能解决穿越路面交通障碍等技术难点。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的大口径S形曲线顶管施工方法的工艺流程图；图2为本专利技术实施例提供的大口径S形曲线顶管施工方法的工作井内顶管设备平面布置图；图3为本专利技术实施例提供的大口径S形曲线顶管施工方法的S型曲线测站布置图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。参阅图1所示，其为本专利技术实施例的第一流程示意图。本实施例提供了一种大口径S形曲线顶管的施工方法，包括以下所有步骤：步骤S1、工作井施工、后靠背施工。具体而言，施工前首先进行准备工作，准备工作主要是测量放线及复核，将施工机械设备送入场内，将洞口加固，进出洞口采用Φ800mm高压旋喷桩加固土体1，土体搭接300mm，水泥掺入比为25％。准备工作完成以后，应该设置工作井基坑支护结构及防水施工结构，具体来说，参见图2，GYL-Y14是一个工作井，工作井四周设置φ700mm双轴水泥搅拌桩2，在上周水泥搅拌桩的桩内插H型钢3，用以作为工作井基坑支护结构及兼止水帷幕。设置工作井基坑支护结构及兼止水帷幕完成以后，应该对工作井和后靠背进行施工。对工作井施工的时候，按设计图纸的要求，来绑扎钢筋5，支设模板4，浇筑混凝土；在后靠背施工以前，首先得理解后靠背是什么，后靠背是一个高2.5m，宽3m,厚35㎝的钢板箱，钢板厚为3㎝，且钢板箱的上端有开口，后靠背施工就是在钢板箱内浇筑C30硂，在后靠背施工完成后对靠背的中心线、标高及垂直度进行复核，后靠背垂直度≤3㎜。步骤S2、确定中继间的个数。具体而言，在确定中继间个数以前，应该对大口径S形曲线顶管进行安装，而且必须凿出盛放大口径S形曲线顶管设备机头的洞口。第一步对顶管设备进行选型，此设备采用大刀盘泥水平衡顶管机，此顶管机的型号是DN2000，此顶管机的主要技术设计参数如下：主机长度为3800mm，总重量是28t，最大外径是2500mm，刀盘转速是1.4r/min，顶管机的输出扭矩：600KN*m，驱动机及数量是22KW*4个，机头顶进时的速度是V＝6～7cm/min，压力范围是0.1～0.15MP，α系数是1.83，顶管机的开口率是4.38。设备确定以后，要对顶管设备进行安装，依次安装导轨、主机及千斤顶，其中导轨高程≤3㎜，必须严格控制主机线形，设备联动调试合格。设备安装完成以后，应凿出盛放大口径S形曲线顶管设备机头的洞口，首先准确定位顶管中心线，凿出比顶管机头直径大2㎝的洞口，洞口用钢法兰加盘根，且洞口密封止水。凿除洞口以后，要用全站仪对洞口、导轨的中心线进行复核，并用水准仪复核标高；测量复核以后，将管材拉入场地，管材、橡胶止水圈进场且验收合格，期间须严格控制。以上的准备完成以后，再来确定中继间的个数。中继间的设置原则是，按照设计后靠背容许顶力F后顶小于F总阻时，才可以设置中继间，F后顶是设计后靠背容许顶力、F总阻是施工计算的总阻力；中继间的个数设置原则是，F中阻小于F中顶的原则布置中继间、F中阻是中继间承受的阻力、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，至少包括以下步骤：步骤一、工作井施工、后靠背施工；步骤二、确定中继间的个数；步骤三、顶管设备的顶进与注浆同步进行；步骤四、通过对曲线测量的控制来纠偏机头的顶进方向。

【技术特征摘要】
1.大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，至少包括以下步骤：步骤一、工作井施工、后靠背施工；步骤二、确定中继间的个数；步骤三、顶管设备的顶进与注浆同步进行；步骤四、通过对曲线测量的控制来纠偏机头的顶进方向。2.根据权利要求1所述的大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，所述步骤四中，曲线测量控制的方法为：将测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，并在井中布设3个稳固的后视点，进行互相校核，可通视曲线段。3.根据权利要求1所述的大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，所述步骤四中，当曲线段不通视时，在曲线段中间设置中转站，架设全站仪测出顶管机头靶心、顶管机尾的平面坐标及高程，顶管机每顶进一节管测量一次，将实测数据与设计值比较，计算出偏差值，在顶管机的下节管顶进时，利用机头纠偏油缸的方式进行姿态纠偏。4.根据权利要求3的大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，所述步骤四中，利用机头纠偏油缸的方式进行姿态纠偏的方法有：滚动纠偏、竖直方向纠偏、水平方向纠偏。5.根据权利要求1的大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，在执行所述步骤一之前，首先设置工作井基坑支护结构及防水施工结构，所述工作井四周设置双轴水泥搅拌桩，在所述双轴水泥搅拌桩的桩内插H型钢，用以作为工作井基坑支护结构及止水帷幕。6.根据权利要求5的大口径S形曲线顶管施工方法，其特征在于，所述工作井的施工过程包括：绑扎钢筋、支设模板以及浇筑混凝土；所述后靠背施工过程包括，在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫青菠，刘凤军，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51