一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法技术

本发明专利技术提供了一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，属于岩土及地质工程技术领域，包括以下步骤：在预先挖掘好的基坑内依次设置底座、压裂机构、掘进机构、顶进机构、切换机构和控制系统，使压裂机构用于致裂岩层，使掘进机构用于掘进经压裂机构致裂后的岩层，使顶进机构用于推顶压裂机构或掘进机构沿底座长度方向移动，使切换机构用于推顶或拉动压裂机构或掘进机构沿底座宽度方向移动，使控制系统用于控制压裂机构、掘进机构、顶进机构和切换机构的动作。本发明专利技术提供的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，具有对岩层先致裂后掘进，掘进施工容易，顶管作业速度快，有利于提高顶管施工工期的技术效果。

A pipe jacking construction method of mud water balance in urban rock stratum

【技术实现步骤摘要】
一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法
本专利技术属于岩土及地质工程
，更具体地说，是涉及一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法。
技术介绍
顶管工程技术是指一种非开挖或少开挖的施工方法，利用顶进设备产生的作用力将管道按照实际的设计坡度顶入土中，克服管道与土的摩擦力，将土方运走，实现最终的管道施工。顶管施工工艺中有一种为泥水平衡式施工工艺，是指顶管机的切削具腔室内泥水保持一定的压力来进行的顶管工作的方法。在一些城市岩石地层中，由于岩石较多，当进行岩石地层顶管工程施工时，主要是利用现有的顶管机刀盘进行工作，通过滚刀对岩石进行施工，利用产生的荷载促使岩石破碎，其工作原理是在岩石表面施加超过岩石承受能力的载荷，破碎后进行顶管施工。现有的顶管施工方法当遇到岩石较多的地层时，会造成施工困难，如刀盘磨损较严重，刀盘的使用寿命短，需要经常更换，岩石地层顶进施工进度慢，现有的施工方法不能满足顶管施工需要，往往会延误顶管施工工期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，旨在解决对城市岩石地层顶管施工中施工进度慢，不能满足顶管施工需求的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，包括以下步骤：在预进行顶管施工的地点开挖基坑，在基坑内设置底座，使所述底座的高度和所述底座长度方向上的倾角可调；在所述底座上设置用于致裂岩层的压裂机构，使所述压裂机构与所述底座滑动连接；在所述底座的一侧设置用于掘进经所述压裂机构致裂后的岩层的掘进机构，使所述掘进机构与所述压裂机构交替作业；在基坑内设置高度可调的顶进机构，使所述顶进机构能推顶或拉动所述压裂机构或所述掘进机构靠近或远离岩层壁，使所述压裂机构或所述掘进机构能沿所述底座长度方向移动；在基坑内设置切换机构，使所述切换机构能推顶或拉动所述压裂机构或所述掘进机构靠近或远离所述底座，使所述压裂机构或所述掘进机构能沿所述底座宽度方向移动，当所述压裂机构或所述掘进机构置于所述底座上后，所述压裂机构或所述掘进机构对岩层进行作业；在基坑的外侧设置控制系统，使所述控制系统能控制所述压裂机构、所述掘进机构、所述顶进机构和所述切换机构的动作。作为本申请另一实施例，在所述压裂机构致裂岩层后，使所述压裂机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的拉力远离所述底座，使所述掘进机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的推力置于所述底座上；使所述掘进机构对已致裂的岩层掘进后，使所述掘进机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的拉力远离所述底座，使所述压裂机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的推力置于所述底座上，使所述压裂机构和所述掘进机构交替作业。作为本申请另一实施例，所述压裂机构包括压裂壳体、钻机、泵组和封隔器，钻机设于所述压裂壳体内，用于向岩层内钻进钻孔，所述钻机受控于所述控制系统；泵组设于所述压裂壳体内，用于向已钻的钻孔内泵入压裂液，并在所述钻孔内形成高压，所述泵组受控于所述控制系统；封隔器用于封堵已钻的钻孔端口，所述泵组将压裂液泵入至所述封隔器内侧的所述钻孔中，通过所述压裂液的压力对所述钻孔围岩致裂。作为本申请另一实施例，压裂机构还包括设于所述压裂壳体前端面上的钻盘，所述钻机为多个，且周向均匀布置在所述钻盘上，所述钻盘竖直设置并朝向岩层，多个所述钻机同时用于钻进岩层。作为本申请另一实施例，城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法还包括在设置完所述切换机构以后，在基坑外侧设置用于起吊所述压裂机构和所述掘进机构的起吊机构，所述起吊机构能够调整所述压裂机构或所述掘进机构的作业位置。作为本申请另一实施例，所述切换机构包括第一组切换器、第二组切换器和连接器，第一组切换器用于推顶或拉动所述压裂机构沿所述底座宽度方向移动，所述第一组切换器受控于所述控制系统；第二组切换器与所述第一组切换器相对设置，且分别位于所述压裂机构或所述掘进机构的两侧，用于推顶或拉动所述掘进机构沿所述底座宽度方向移动，所述第二组切换器受控于所述控制系统；连接器为多个，分别设于所述第一组切换器和所述第二组切换器的推顶端上，用于连接所述压裂机构或所述掘进机构。作为本申请另一实施例，所述顶进机构包括第一组顶进器、第二组顶进器、第一顶铁和第二顶铁，第一组顶进器用于向岩层内推顶所述压裂机构或所述掘进机构，所述第一组顶进器受控于所述控制系统；第二组顶进器与所述第一组顶进器首尾相接，用于推顶所述第一组顶进器移动，所述第二组顶进器受控于所述控制系统；第一顶铁设于所述第一组顶进器的推顶端上；第二顶铁设于所述第二组顶进器的推顶端上。作为本申请另一实施例，所述掘进机构包括切削壳体、切削端面、泥水总成、排屑总成和动力总成，切削端面设于所述切削壳体端面上，设有用于切削岩层的刀架总成，所述切削端面上设于排泥端口；泥水总成设于所述切削壳体内，设有用于连接外界水源的进水管道和用于排出泥水的排泥管道，所述排泥管道的一端与所述排泥端口连接，用于维持所述切削壳体内的泥水压力平衡；排屑总成设于所述切削壳体内，用于向所述切削壳体外排出经所述刀架总成切削后的碎岩石；动力总成用于驱动所述刀架总成对岩层进行切削和驱动所述排屑总成排出碎岩石，所述动力总成受控于所述控制系统。作为本申请另一实施例，在设置完所述切换机构以后，在所述顶进机构与所述压裂机构或所述掘进机构之间设置砼管，使所述砼管的一端与所述顶进机构套接、另一端与所述压裂机构或所述掘进机构套接。作为本申请另一实施例，在设置完所述切换机构以后，沿所述底座的长度方向上设置滑轨，使所述砼管、所述压裂机构和所述掘进机构分别设于所述滑轨上，并可沿所述滑轨滑行。本专利技术提供的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，通过在基坑内设置压裂机构，可将岩层预先致裂，经致裂后的岩层出现松动，有利于掘进机构进行切削掘进作业，借助于顶进机构的推顶力和切换机构的切换作业，使压裂机构和掘进机构交替作业，经过致裂后的岩层对掘进机构的刀盘磨损小，解决了对城市岩石地层顶管施工中施工进度慢，不能满足顶管施工需求的技术问题，具有对岩层先致裂后掘进，掘进施工容易，顶管作业速度快，有利于提高顶管施工工期的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法的设置结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法的设置结构俯视图；图3为图1中的A-A处截面图；图4为图2中的B-B处截面图；图5为本专利技术实施例提供的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法的设置结构的压裂壳体侧视图；图6为本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在预进行顶管施工的地点开挖基坑，在基坑内设置底座，使所述底座的高度和所述底座长度方向上的倾角可调；/n在所述底座上设置用于致裂岩层的压裂机构，使所述压裂机构与所述底座滑动连接；/n在所述底座的一侧设置用于掘进经所述压裂机构致裂后的岩层的掘进机构，使所述掘进机构与所述压裂机构交替作业；/n在基坑内设置高度可调的顶进机构，使所述顶进机构能推顶或拉动所述压裂机构或所述掘进机构靠近或远离岩层壁，使所述压裂机构或所述掘进机构能沿所述底座长度方向移动；/n在基坑内设置切换机构，使所述切换机构能推顶或拉动所述压裂机构或所述掘进机构靠近或远离所述底座，使所述压裂机构或所述掘进机构能沿所述底座宽度方向移动，当所述压裂机构或所述掘进机构置于所述底座上后，所述压裂机构或所述掘进机构对岩层进行作业；/n在基坑的外侧设置控制系统，使所述控制系统能控制所述压裂机构、所述掘进机构、所述顶进机构和所述切换机构的动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
在预进行顶管施工的地点开挖基坑，在基坑内设置底座，使所述底座的高度和所述底座长度方向上的倾角可调；
在所述底座上设置用于致裂岩层的压裂机构，使所述压裂机构与所述底座滑动连接；
在所述底座的一侧设置用于掘进经所述压裂机构致裂后的岩层的掘进机构，使所述掘进机构与所述压裂机构交替作业；
在基坑内设置高度可调的顶进机构，使所述顶进机构能推顶或拉动所述压裂机构或所述掘进机构靠近或远离岩层壁，使所述压裂机构或所述掘进机构能沿所述底座长度方向移动；
在基坑内设置切换机构，使所述切换机构能推顶或拉动所述压裂机构或所述掘进机构靠近或远离所述底座，使所述压裂机构或所述掘进机构能沿所述底座宽度方向移动，当所述压裂机构或所述掘进机构置于所述底座上后，所述压裂机构或所述掘进机构对岩层进行作业；
在基坑的外侧设置控制系统，使所述控制系统能控制所述压裂机构、所述掘进机构、所述顶进机构和所述切换机构的动作。


2.如权利要求1所述的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，在所述压裂机构致裂岩层后，使所述压裂机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的拉力远离所述底座，使所述掘进机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的推力置于所述底座上；使所述掘进机构对已致裂的岩层掘进后，使所述掘进机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的拉力远离所述底座，使所述压裂机构借助于所述顶进机构和所述切换机构的推力置于所述底座上，使所述压裂机构和所述掘进机构交替作业。


3.如权利要求1所述的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，所述压裂机构包括：
压裂壳体；
钻机，设于所述压裂壳体内，用于向岩层内钻进钻孔，所述钻机受控于所述控制系统；
泵组，设于所述压裂壳体内，用于向已钻的钻孔内泵入压裂液，并在所述钻孔内形成高压，所述泵组受控于所述控制系统；以及
封隔器，用于封堵已钻的钻孔端口，所述泵组将压裂液泵入至所述封隔器内侧的所述钻孔中，通过所述压裂液的压力对所述钻孔围岩致裂。


4.如权利要求3所述的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，还包括设于所述压裂壳体前端面上的钻盘，所述钻机为多个，且周向均匀布置在所述钻盘上，所述钻盘竖直设置并朝向岩层，多个所述钻机同时用于钻进岩层。


5.如权利要求1所述的一种城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法，其特征在于，城市岩石地层泥水平衡顶管施工方法还包括在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟锋，尹越，李彬，吴懋懿，邹小林，任晓彬，
申请(专利权)人：中电建生态环境集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44