一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法技术

本发明专利技术公开了一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，包括步骤：一、土压检测孔开设：采用顶管机进行顶进施工前，对管土接触压力检测装置的土压检测孔进行开设；二、工作井与接收井施工：对工作井和接收井分别进行施工，出洞口的正前方设置有出洞口加固结构，进洞口的正后方设置有进洞口加固结构；三、顶进施工及管土接触压力检测。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理且施工方便、加固效果好，采用实测法对顶管施工过程中的管土接触压力进行及时、准确测试，并且采用土压力计能进行伸缩调整的可调式土压力检测装置进行土压检测管土接触压力，能有效避免出洞口洞门止水钢板、出洞口加固结构和进洞口加固结构对土压力计造成损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法
本专利技术属于顶管施工
，尤其是涉及一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法。
技术介绍
顶管施工是一种非开挖施工方法，顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道(即顶管)与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。实际进行顶管施工时，通常采用多个顶管管节进行顶进，一个顶管管节完成顶入土层之后，再进行下一节管子继续顶进，其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑(也称为工作井或始发井)内穿过土层(即出洞)一直推进到接收坑(也称为接收井)内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。综合管廊就是地下城市管道综合走廊。采用顶管法对综合管廊进行施工过程中，当顶管管节采用横截面为矩形的矩形顶管管节时，顶进过程中矩形顶管管节的受力监测至关重要，受施工工艺等因素的影响，矩形顶管管节受力往往复杂多变，尤其是对于矩形顶管管节的横截面宽度(即横向宽度)大于6m且其横截面高度(即竖向高度)大于3m的大断面矩形顶管施工时，矩形顶管管节受力监测难度大。目前，受限于工程应用的缺乏和测量手段的不完善，针对矩形顶管施工中管土接触压力的分布研究尚处于理论分析阶段，缺乏工程实际的证明。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，其方法步骤简单、设计合理且施工方便、加固效果好，采用实测法对顶管施工过程中的管土接触压力进行及时、准确测试，并且采用土压力计能进行伸缩调整的可调式土压力检测装置进行土压检测管土接触压力，能有效避免出洞口洞门止水钢板、出洞口加固结构和进洞口加固结构对土压力计造成损坏。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、土压检测孔开设：采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工前，对管土接触压力检测装置的土压检测孔进行开设；所施工综合管廊呈水平布设且其为由M个管道拼装节从前至后拼接而成的地下管廊，M个所述管道拼装节的横截面结构和尺寸均相同；所述管道拼装节为横截面为矩形的矩形顶管管节，矩形顶管管节为预先加工成型的钢筋混凝土预制件，所述矩形顶管管节的横向宽度大于6m且其竖向高度大于3m；其中，M为正整数且M为拼接组成所施工综合管廊的所述管道拼装节的总数量；所述管土接触压力检测装置包括上位处理器和与上位处理器连接的N个管土接触压力检测单元，其中N为正整数且2≤N＜M；N个所述管土接触压力检测单元分别安装在N个所述矩形顶管管节上，安装所述管土接触压力检测单元的矩形顶管管节为土压检测管节；每个所述管土接触压力检测单元均包括多个布设于所述土压检测管节同一个横断面上的可调式土压力检测装置，所述土压检测管节上开有多个供可调式土压力检测装置安装的安装孔，所述安装孔为土压检测孔；所述可调式土压力检测装置包括土压力计和能沿所述安装孔的中心轴线将土压力计进行直线移动的安装基座，所述土压力计安装在所述安装基座内且二者呈同轴布设，所述安装基座安装于所述土压检测孔内且其与所安装的土压检测孔呈同轴布设；所述土压力计与土压监测器连接；所述管土接触压力检测单元中的多个所述可调式土压力检测装置均布设于同一竖直面上，每个所述土压检测管节上所开设的土压检测孔均位于同一竖直面上，每个所述土压检测管节上多个所述土压检测孔所处的竖直面均为一个所述土压检测断面；所述土压检测管节的上管壁和下管壁上所开设土压检测孔均呈竖直向布设，所述土压检测管节的左侧管壁和右侧管壁上所开设土压检测孔均呈水平布设；所述土压检测管节的上管壁中部、下管壁中部、左侧管壁中部和右侧管壁中部均开设有一个所述土压检测孔；本步骤中，对所述土压检测孔进行开设时，在N个所述土压检测管节上分别开设多个供可调式土压力检测装置安装的安装孔；步骤二、工作井与接收井施工：对用于顶进所施工综合管廊的工作井和接收井分别进行施工，所述接收井和工作井分别位于所施工综合管廊的前后两侧，所施工综合管廊位于工作井和接收井之间；所述工作井的前侧壁上开有出洞口，所述出洞口的正前方设置有出洞口加固结构；所述接收井的后侧壁上开有进洞口，所述进洞口的正后方设置有进洞口加固结构；所述出洞口和进洞口均与所施工综合管廊呈同轴布设，所述出洞口和进洞口均为矩形且其横截面结构和尺寸均与所施工综合管廊的横截面结构和尺寸相同；所述出洞口、出洞口加固结构和进洞口加固结构所处区域均为土压检测调节区域，所施工综合管廊所处施工区域中位于出洞口加固结构和进洞口加固结构之间的区域均为土压正常检测区域；步骤三、顶进施工及管土接触压力检测：采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工，直至将所施工综合管廊中所有矩形顶管管节均顶推到位，获得施工成型的综合管廊；采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工时，在步骤二中所述工作井内沿所施工综合管廊的设计中心轴线由后向前对M个所述矩形顶管管节逐一进行顶进，直至将M个所述矩形顶管管节均顶推到位；对任一个所述土压检测管节进行顶进之前，在该土压检测管节上所开设的各土压检测孔内分别安装一个可调式土压力检测装置，并将所安装可调式土压力检测装置的土压力计与上位处理器连接，获得安装完成的所述管土接触压力检测单元；本步骤中，对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，位于出洞口内和位于出洞口前侧的所述土压检测管节均为已顶进检测管节，每个所述已顶进检测管节上均安装有所述管土接触压力检测单元；对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，每个所述已顶进检测管节上的所述管土接触压力检测单元均按照预先设定的采样频率对所处位置处的管土接触压力数据进行检测，并将所检测的管土接触压力数据同步传送至上位处理器；所述管土接触压力数据包括同一时刻所述管土接触压力检测单元中所有可调式土压力检测装置的土压力计所检测的土压力值；并且，对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，需对所有已顶进检测管节分别进行基座调节判断；对任一个所述已顶进检测管节进行基座调节判断时，根据该已顶进检测管节中所述土压检测断面所处位置进行判断：当该已顶进检测管节中所述土压检测断面位于所述土压检测调节区域内时，将该已顶进检测管节上所有可调式土压力检测装置的所述安装基座均向内调整，使该已顶进检测管节上各可调式土压力检测装置的土压力计外表面均位于其所处位置处所述已顶进检测管节的外侧壁内侧；当该已顶进检测管节中所述土压检测断面位于所述土压正常检测区域内时，将该已顶进检测管节上所有可调式土压力检测装置的所述安装基座均向外调整，使该已顶进检测管节上各可调式土压力检测装置的土压力计外表面均与其所处位置处所述已顶进检测管节的外表面相平齐；所述土压力计的外表面为其检测面。上述一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，其特征是：步骤三中将该已顶进检测管节上所有可调式土压力检测装置的所述安装基座均向内调整时，对任一个可调式土压力检测装置的所述安装基座向内调整时，沿该安装基座的中心轴线将所述安装基座与其上所安装的土压力计同步向该已本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、土压检测孔开设：采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工前，对管土接触压力检测装置的土压检测孔进行开设；所施工综合管廊呈水平布设且其为由M个管道拼装节从前至后拼接而成的地下管廊(23)，M个所述管道拼装节的横截面结构和尺寸均相同；所述管道拼装节为横截面为矩形的矩形顶管管节(6)，矩形顶管管节(6)为预先加工成型的钢筋混凝土预制件，所述矩形顶管管节(6)的横向宽度大于6m且其竖向高度大于3m；其中，M为正整数且M为拼接组成所施工综合管廊的所述管道拼装节的总数量；所述管土接触压力检测装置包括上位处理器(8)和与上位处理器(8)连接的N个管土接触压力检测单元，其中N为正整数且2≤N＜M；N个所述管土接触压力检测单元分别安装在N个所述矩形顶管管节(6)上，安装所述管土接触压力检测单元的矩形顶管管节(6)为土压检测管节；每个所述管土接触压力检测单元均包括多个布设于所述土压检测管节同一个横断面上的可调式土压力检测装置(7)，所述土压检测管节上开有多个供可调式土压力检测装置(7)安装的安装孔，所述安装孔为土压检测孔；所述可调式土压力检测装置(7)包括土压力计(3)和能沿所述安装孔的中心轴线将土压力计(3)进行直线移动的安装基座，所述土压力计(3)安装在所述安装基座内且二者呈同轴布设，所述安装基座安装于所述土压检测孔内且其与所安装的土压检测孔呈同轴布设；所述土压力计(3)与土压监测器(8)连接；所述管土接触压力检测单元中的多个所述可调式土压力检测装置(7)均布设于同一竖直面上，每个所述土压检测管节上所开设的土压检测孔均位于同一竖直面上，每个所述土压检测管节上多个所述土压检测孔所处的竖直面均为一个所述土压检测断面；所述土压检测管节的上管壁和下管壁上所开设土压检测孔均呈竖直向布设，所述土压检测管节的左侧管壁和右侧管壁上所开设土压检测孔均呈水平布设；所述土压检测管节的上管壁中部、下管壁中部、左侧管壁中部和右侧管壁中部均开设有一个所述土压检测孔；本步骤中，对所述土压检测孔进行开设时，在N个所述土压检测管节上分别开设多个供可调式土压力检测装置(7)安装的安装孔；步骤二、工作井与接收井施工：对用于顶进所施工综合管廊的工作井(14)和接收井(15)分别进行施工，所述接收井(15)和工作井(14)分别位于所施工综合管廊的前后两侧，所施工综合管廊位于工作井(14)和接收井(15)之间；所述工作井(1)的前侧壁上开有出洞口(17)，所述出洞口(17)的正前方设置有出洞口加固结构(18)；所述接收井(15)的后侧壁上开有进洞口(19)，所述进洞口(19)的正后方设置有进洞口加固结构(20)；所述出洞口(17)和进洞口(19)均与所施工综合管廊呈同轴布设，所述出洞口(17)和进洞口(19)均为矩形且其横截面结构和尺寸均与所施工综合管廊的横截面结构和尺寸相同；所述出洞口(17)、出洞口加固结构(18)和进洞口加固结构(20)所处区域均为土压检测调节区域，所施工综合管廊所处施工区域中位于出洞口加固结构(18)和进洞口加固结构(20)之间的区域均为土压正常检测区域；步骤三、顶进施工及管土接触压力检测：采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工，直至将所施工综合管廊中所有矩形顶管管节(6)均顶推到位，获得施工成型的综合管廊；采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工时，在步骤二中所述工作井内沿所施工综合管廊的设计中心轴线由后向前对M个所述矩形顶管管节(6)逐一进行顶进，直至将M个所述矩形顶管管节(6)均顶推到位；对任一个所述土压检测管节进行顶进之前，在该土压检测管节上所开设的各土压检测孔内分别安装一个可调式土压力检测装置(7)，并将所安装可调式土压力检测装置(7)的土压力计(3)与上位处理器(8)连接，获得安装完成的所述管土接触压力检测单元；本步骤中，对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，位于出洞口(17)内和位于出洞口(17)前侧的所述土压检测管节均为已顶进检测管节，每个所述已顶进检测管节上均安装有所述管土接触压力检测单元；对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，每个所述已顶进检测管节上的所述管土接触压力检测单元均按照预先设定的采样频率对所处位置处的管土接触压力数据进行检测，并将所检测的管土接触压力数据同步传送至上位处理器(8)；所述管土接触压力数据包括同一时刻所述管土接触压力检测单元中所有可调式土压力检测装置(7)的土压力计(3)所检测的土压力值；并且，对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，需对所有已顶进检测管节分别进行基座调节判断；对任一个所述已顶进检测管节进行基座调节判断时，根据该已顶进检测管节中所述土压检测断面所处位置进行判断：当该已顶进检测管节中所述土压检测断面位于所述土压检测调节区域...

【技术特征摘要】
1.一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、土压检测孔开设：采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工前，对管土接触压力检测装置的土压检测孔进行开设；所施工综合管廊呈水平布设且其为由M个管道拼装节从前至后拼接而成的地下管廊(23)，M个所述管道拼装节的横截面结构和尺寸均相同；所述管道拼装节为横截面为矩形的矩形顶管管节(6)，矩形顶管管节(6)为预先加工成型的钢筋混凝土预制件，所述矩形顶管管节(6)的横向宽度大于6m且其竖向高度大于3m；其中，M为正整数且M为拼接组成所施工综合管廊的所述管道拼装节的总数量；所述管土接触压力检测装置包括上位处理器(8)和与上位处理器(8)连接的N个管土接触压力检测单元，其中N为正整数且2≤N＜M；N个所述管土接触压力检测单元分别安装在N个所述矩形顶管管节(6)上，安装所述管土接触压力检测单元的矩形顶管管节(6)为土压检测管节；每个所述管土接触压力检测单元均包括多个布设于所述土压检测管节同一个横断面上的可调式土压力检测装置(7)，所述土压检测管节上开有多个供可调式土压力检测装置(7)安装的安装孔，所述安装孔为土压检测孔；所述可调式土压力检测装置(7)包括土压力计(3)和能沿所述安装孔的中心轴线将土压力计(3)进行直线移动的安装基座，所述土压力计(3)安装在所述安装基座内且二者呈同轴布设，所述安装基座安装于所述土压检测孔内且其与所安装的土压检测孔呈同轴布设；所述土压力计(3)与土压监测器(8)连接；所述管土接触压力检测单元中的多个所述可调式土压力检测装置(7)均布设于同一竖直面上，每个所述土压检测管节上所开设的土压检测孔均位于同一竖直面上，每个所述土压检测管节上多个所述土压检测孔所处的竖直面均为一个所述土压检测断面；所述土压检测管节的上管壁和下管壁上所开设土压检测孔均呈竖直向布设，所述土压检测管节的左侧管壁和右侧管壁上所开设土压检测孔均呈水平布设；所述土压检测管节的上管壁中部、下管壁中部、左侧管壁中部和右侧管壁中部均开设有一个所述土压检测孔；本步骤中，对所述土压检测孔进行开设时，在N个所述土压检测管节上分别开设多个供可调式土压力检测装置(7)安装的安装孔；步骤二、工作井与接收井施工：对用于顶进所施工综合管廊的工作井(14)和接收井(15)分别进行施工，所述接收井(15)和工作井(14)分别位于所施工综合管廊的前后两侧，所施工综合管廊位于工作井(14)和接收井(15)之间；所述工作井(1)的前侧壁上开有出洞口(17)，所述出洞口(17)的正前方设置有出洞口加固结构(18)；所述接收井(15)的后侧壁上开有进洞口(19)，所述进洞口(19)的正后方设置有进洞口加固结构(20)；所述出洞口(17)和进洞口(19)均与所施工综合管廊呈同轴布设，所述出洞口(17)和进洞口(19)均为矩形且其横截面结构和尺寸均与所施工综合管廊的横截面结构和尺寸相同；所述出洞口(17)、出洞口加固结构(18)和进洞口加固结构(20)所处区域均为土压检测调节区域，所施工综合管廊所处施工区域中位于出洞口加固结构(18)和进洞口加固结构(20)之间的区域均为土压正常检测区域；步骤三、顶进施工及管土接触压力检测：采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工，直至将所施工综合管廊中所有矩形顶管管节(6)均顶推到位，获得施工成型的综合管廊；采用顶管机对所施工综合管廊进行顶进施工时，在步骤二中所述工作井内沿所施工综合管廊的设计中心轴线由后向前对M个所述矩形顶管管节(6)逐一进行顶进，直至将M个所述矩形顶管管节(6)均顶推到位；对任一个所述土压检测管节进行顶进之前，在该土压检测管节上所开设的各土压检测孔内分别安装一个可调式土压力检测装置(7)，并将所安装可调式土压力检测装置(7)的土压力计(3)与上位处理器(8)连接，获得安装完成的所述管土接触压力检测单元；本步骤中，对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，位于出洞口(17)内和位于出洞口(17)前侧的所述土压检测管节均为已顶进检测管节，每个所述已顶进检测管节上均安装有所述管土接触压力检测单元；对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，每个所述已顶进检测管节上的所述管土接触压力检测单元均按照预先设定的采样频率对所处位置处的管土接触压力数据进行检测，并将所检测的管土接触压力数据同步传送至上位处理器(8)；所述管土接触压力数据包括同一时刻所述管土接触压力检测单元中所有可调式土压力检测装置(7)的土压力计(3)所检测的土压力值；并且，对所施工综合管廊进行顶进施工过程中，需对所有已顶进检测管节分别进行基座调节判断；对任一个所述已顶进检测管节进行基座调节判断时，根据该已顶进检测管节中所述土压检测断面所处位置进行判断：当该已顶进检测管节中所述土压检测断面位于所述土压检测调节区域内时，将该已顶进检测管节上所有可调式土压力检测装置(7)的所述安装基座均向内调整，使该已顶进检测管节上各可调式土压力检测装置(7)的土压力计(3)外表面均位于其所处位置处所述已顶进检测管节的外侧壁内侧；当该已顶进检测管节中所述土压检测断面位于所述土压正常检测区域内时，将该已顶进检测管节上所有可调式土压力检测装置(7)的所述安装基座均向外调整，使该已顶进检测管节上各可调式土压力检测装置(7)的土压力计(3)外表面均与其所处位置处所述已顶进检测管节的外表面相平齐；所述土压力计(3)的外表面为其检测面。2.按照权利要求1所述的一种综合管廊大断面矩形顶管施工管土接触压力测试方法，其特征在于：步骤三中将该已顶进检测管节上所有可调式土压力检测装置(7)的所述安装基座均向内调整时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐培文，薛青松，谭明海，魏宗华，卫凯，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32