一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法技术

本发明专利技术提供砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，本发明专利技术的主要操作步骤是先进行轴线放样，然后放样的轴线进行井内顶管设备的安装，再配制并注入触变泥浆，最后进行管道的顶进，在管道进行顶进的过程中，本发明专利技术采用双排近距顶管泥水平衡施工方法对管道进行顶进，双排管道分别为左线管道和右线管道，右线管道推进时左线管道同步安装焊接，左线管道推进时右线管道同步安装焊接，左线管道和右线管道交叉施工，左线管道和右线管道均进洞后施工结束。本发明专利技术采用近距双排的顶管交替施工的方法对含砂姜黏土的地质进行施工，不仅克服了含砂姜黏土的黏性大，摩擦系数较大的特点，而且还减少了双排管施工时管道之间的相互的影响。

A Pipe Jacking Method for Close-Distance Mud-Water Balance in Shajiang Clay Layer

The present invention provides a pipe jacking construction method of close-distance mud-water balance in sand-ginger clay layer. The main operation steps of the present invention are first to set out the axes, then to install the pipe jacking equipment in the well, then to prepare and inject thixotropic mud, and finally to Jack the pipeline. In the process of jacking the pipeline, the present invention adopts the double-row close-distance pipe jacking mud water balance construction method to pipe jacking. The two rows of pipelines are respectively left and right pipelines. When the right pipeline advances, the left pipeline is synchronously installed and welded. When the left pipeline advances, the right pipeline is synchronously installed and welded. When the left pipeline and the right pipeline cross-construct, the construction of the left pipeline and the right pipeline is completed after the left pipeline and the right pipeline enter the tunnel. The invention adopts the close double row pipe jacking alternating construction method to construct the geology of the sand-ginger clay, which not only overcomes the characteristics of the sand-ginger clay with large cohesion and large friction coefficient, but also reduces the mutual influence between the pipelines during the construction of the double row pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法
本专利技术属于地下管道施工
，具体涉及一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法。
技术介绍
随着城市对供水要求的日益剧增，水源地及输水管道的建设近年也得到了大力的发展，主要表现为管道口径越来越大，一次性顶进长度越来越长及施工技术越来越先进等方面，但在含砂姜黏土地质条件下近距双排钢管顶管施工暂无成功应用实例。一般输水管道在建设时施工区域地层自上而下划分为五层，第一层：粉土夹粉砂；第二层：淤泥质粉质黏土；第三层：粉土夹粉砂；第四层：黏土；第五层：含砂姜黏土，近距双排钢管顶管所处地层为第五层含砂姜黏土层。砂姜黏土具有粘性大、塑性高、压缩模量大的特点，含砂姜黏土层主要成分为黏土，但是由于其中含有姜石使其具备粘性大，塑性高等特点，对于顶管施工而言，在该种地质条件下，极易造成刀盘进土口堵塞、刀盘扭矩增大，从而造成顶管困难。含砂姜黏土层摩阻系数较大，含砂姜黏土的黏性较大，强度较高，因此在顶管施工中将会对周边土体产生较大的扰动，尤其是在双排管道顶管施工时，由于土体扰动的影响，将会使邻近管道的轴线方向难以控制。在近距双排顶管施工过程中，注浆减阻能够减小管道外壁与土体间的摩阻力，从而减小对周边土体的扰动，减小相邻管道间的相互影响，而传统的触变泥浆和注浆系统不能满足要求。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中双排管顶管分开施工时相邻双排管之间的扰动过大，相互之间的影响荷载较大，同时针对含砂姜黏土层施工时效率不高，施工难度较大的技术问题。本专利技术应用近距双排管同步顶进的顶管技术，合理确定两掘进机头的横向间距及错位纵距，对刀盘进行重新改进，大幅提高了本专利技术中在施工过程中对含砂姜黏土地层地质条件的适应性，提升了施工效率，节省了施工成本。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，所述施工方法包括如下步骤：S1，轴线放样：进行轴线测量放样并对顶管的轴线进行复测，复测合格后的轴线用于管道顶进方向控制的依据；S2，工作井设备的安装：按照步骤S1中测放的轴线进行井内顶管设备的安装；S3，对刀盘进行优化：待步骤S2中的设备安装完成后先进行调试和试顶，试顶后对刀盘进行优化；S4，配制并注入触变泥浆：根据待施工地质数据配置触变泥浆，然后采用双液注浆系统对顶管外壁的空隙和顶管的后续管节因浆液流失而出现的空隙进行补液；S5，管道的顶进：采用双排近距顶管泥水平衡施工方法对管道进行顶进，双排管道分别为左线管道和右线管道，右线管道推进时左线管道同步安装焊接，左线管道推进时右线管道同步安装焊接，左线管道和右线管道交叉施工，左线管道和右线管道均进洞后施工结束。如上所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，优选地，所述步骤S2的具体操作方法为：S201，进行地面设备的安装；S202，进行工作井设备安装；S203，出洞的准备：安装洞口止水装置，准备注浆材料，对机头进行改良；S204，左线出洞，进行注浆减阻，然后向前顶进，最后右线出洞。如上所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，优选地，所述步骤S4的具体操作方法为：S401，根据施工现场的含砂姜黏土的地质数据进行配制触变泥浆；S402，在机头前设置同步注浆系统，在顶管后续管节上设置跟进补浆系统；S403，确定注浆压力，然后进行注浆。如上所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，优选地，所述步骤S401中配制的触变泥浆的配比为：钠基膨润土：水：烧碱：CMC＝125kg：1000kg：3kg：0.25kg；所述步骤403中注浆压力P的确定方法为：PA＝(2～3)γh式1；式中：PA-注浆压力；h-管道的覆土深度；γ-土的重度，KN；注浆压力P＝PA；再优选地，所述步骤S403中使用的注浆泵为螺杆泵。如上所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，优选地，所述步骤S5中双排近距管道之间的横向间距遵循如下的计算模型：Be≤L式3；式中：Be-管顶土体扰动宽度；D0-顶管机的外径；-土的内摩擦角；L-两条管道之间轴线的距离。如上所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，优选地，所述步骤S5中双排近距管道之间的纵向间距遵循如下的计算模型：式中：H-前方顶管机长；-由土质性质决定的系数，取1.5-2.0；D-顶管机外径；Lmin-双排管前后纵距的最小值。如上所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，优选地，所述步骤S5中具体做法如下：S501，左线顶管先顶进50m，并同时进行右线顶管的安装焊接；S502，再进行右线顶管的顶进，并同时进行顶管的焊接；再优选地，步骤S501和步骤S502交替进行。如上所述一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法用刀盘，优选地，所述刀盘包括：刀盘面板，所述刀盘面板为圆饼状；切削区，所述刀盘面板上设置有多个切削区，每个所述切削区内包括四个切削带，四个切削带分别为第一切削带、第二切削带、第三切削带和第四切削带，四个切削带以刀盘面板的圆心为中心呈放射状分布。如上所述刀盘，优选地，所述刀盘面板上设置有三个切削区，每个切削带之间以30°均匀分布在刀盘面板上。如上所述刀盘，优选地，每个所述切削区内均设置有主切削头、合金滚刀、辅助切削头与改进后的进泥口，所述主切削头、合金滚刀与改进后的进泥口均为矩形结构，所述辅助切削头为梯形结构；再优选地，梯形结构的所述辅助切削头的上底边靠近刀盘面板的圆心一侧。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：本专利技术是采用近距双排的顶管交替施工的方法对含砂姜黏土的地质进行施工，不仅克服了含砂姜黏土黏性大，强度高，摩擦系数较大的特点，而且还减少了双排管施工时管道之间的相互的影响。本专利技术相比现有技术至少具有如下的技术效果：1)本专利技术解决了含砂姜黏土地质下近距双排钢管同步顶进的技术难题；2)本专利技术高效快捷，安全可控，能够有效缩短工期，降低施工成本，为日后同类工程提供了技术参数，具有良好的应用前景；3)本专利技术中的刀盘增加了含金滚刀，主切削头与辅助切削头之间的分布也重新设计，使得刀盘的开口率增大到11.1％，以更好地适应含砂姜黏土的地质条件。附图说明图1为本专利技术实施例中优化后的刀盘的结构示意图；图2为现行刀盘的结构示意图；图3为本专利技术实施例中双排管道横向间距计算简化模型示意图；图4为本专利技术实施例中双排管道纵向间距计算简化模型；图5为本专利技术实施例中顶管施工纵向扰动分区图；图6为图5的A-A剖面图；图7为本专利技术实施例中的左侧管道顶力变化曲线图；图8为本专利技术实施例中的右侧管道顶力变化曲线图。图中：1、刀盘面板；2、主切削头；3、新进泥口；4、辅助切削头；5、合金滚刀；6、原进泥口。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。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。实施例1如图所示，本专利技术提供了一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，施工方法包括如下步骤：S1，轴线放样：进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：S1，轴线放样：进行轴线测量放样并对顶管的轴线进行复测，复测合格后的轴线用于管道顶进方向控制的依据；S2，工作井设备的安装：按照步骤S1中测放的轴线进行井内顶管设备的安装；S3，对刀盘进行优化：待步骤S2中的设备安装完成后先进行调试和试顶，试顶后对刀盘进行优化；S4，配制并注入触变泥浆：根据待施工地质数据配置触变泥浆，然后采用双液注浆系统对顶管外壁的空隙和顶管的后续管节因浆液流失而出现的空隙进行补液；S5，管道的顶进：采用双排近距顶管泥水平衡施工方法对管道进行顶进，双排管道分别为左线管道和右线管道，右线管道推进时左线管道同步安装焊接，左线管道推进时右线管道同步安装焊接，左线管道和右线管道交叉施工，左线管道和右线管道均进洞后施工结束。

【技术特征摘要】
1.一种砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：S1，轴线放样：进行轴线测量放样并对顶管的轴线进行复测，复测合格后的轴线用于管道顶进方向控制的依据；S2，工作井设备的安装：按照步骤S1中测放的轴线进行井内顶管设备的安装；S3，对刀盘进行优化：待步骤S2中的设备安装完成后先进行调试和试顶，试顶后对刀盘进行优化；S4，配制并注入触变泥浆：根据待施工地质数据配置触变泥浆，然后采用双液注浆系统对顶管外壁的空隙和顶管的后续管节因浆液流失而出现的空隙进行补液；S5，管道的顶进：采用双排近距顶管泥水平衡施工方法对管道进行顶进，双排管道分别为左线管道和右线管道，右线管道推进时左线管道同步安装焊接，左线管道推进时右线管道同步安装焊接，左线管道和右线管道交叉施工，左线管道和右线管道均进洞后施工结束。2.如权利要求1所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，所述步骤S2的具体操作方法为：S201，进行地面设备的安装；S202，进行工作井设备安装；S203，出洞的准备：安装洞口止水装置，准备注浆材料，对机头进行改良；S204，左线出洞，进行注浆减阻，然后向前顶进，最后右线出洞。3.如权利要求1所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，所述步骤S4的具体操作方法为：S401，根据施工现场的含砂姜黏土的地质数据进行配制触变泥浆；S402，在机头前设置同步注浆系统，在顶管后续管节上设置跟进补浆系统；S403，确定注浆压力，然后进行注浆。4.如权利要求3所述砂姜黏土地层近距泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，所述步骤S401中配制的触变泥浆的配比为：钠基膨润土：水：烧碱：CMC＝125kg：1000kg：3kg：0.25kg；所述步骤403中注浆压力P的确定方法为：PA＝(2～3)γh式1；式中：PA-注浆压力；h-管...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广勇，陈军，李灿，查显卫，柳军修，廖云，李秉坤，陈晨，邓文杰，花伟，马海军，董聪，任怡东，李永彪，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，中铁四局集团市政工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34