本发明专利技术公开了一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法，属于地质工程技术领域，该工法步骤包括圆形顶管装置采用顶进直径为1.75m或2.15m涵管装置，顶进施工前准备，顶进工作坑设计，圆形管机穿墙管施工方案，顶管测量控制方案及检查记录，管道材料及管道防腐、接口的验收，顶管机推进施工方案及姿态控制纠偏措施，顶管进洞施工方案，废弃土及泥浆的处理方案和顶管机遇地下障碍物的措施等。本发明专利技术通过对穿越铁路泥水平衡圆形顶管施工工艺进行改进和优化，最终解决了泥水平衡圆形顶管施工在穿越铁路工程中存在的问题，且成本低，可操作性强。可操作性强。可操作性强。
【技术实现步骤摘要】
一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法
[0001]本专利技术属于建筑施工
，具体地涉及一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法
技术背景
[0002]顶管施工技术作为非开挖技术的一种，可以在不开挖路面的情况下跨越各种路障来铺设地下管道，顶管施工是利用圆形、矩形或仿矩形截面顶管机在土体中掘进，随后逐步将相应管节顶进的一种施工工法。具有地面交通影响小，施工不扰动上方管线，施工速度较快、占地面积小等优点。当下基于圆形顶管施工技术已经发展的较为成熟，而随着地下综合管廊的建设推进，矩形顶管因其管面断面利用率更高而受青睐，其施工技术也随之取得了相应发展。同时当下不论是矩形还是圆形顶管，其施工工艺多为泥水平衡式和土压式两种。
[0003]泥水平衡式施工法包括始发系统、顶进系统、渣土运送装置、注浆系统、管道顶进纠偏设备、监测系统、辅助设施，所不同的是增加了泥水仓和泥水分离装置。施工流程通常包括掘土顶进、注浆排泥、设备纠偏以及中继间接力四部分，顶进力的合理控制贯穿始终。
[0004]目前针对国铁隧道、公路隧道、地铁区间常采用的是矿山法，也有用无爆破的施工方法。选择隧道工程施工方法的原则是：除了考虑隧道工程的地质条件外，还要强调施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。
[0005]铁路圆形顶管施工是一种不开挖或者少开挖的施工技术。泥水平衡圆形顶管机是在盾构机研发基础上根据管道特性小型化设计的，增加了管节的推动，将操作控制房移至地面工作坑旁，工作原理基本相同。由于铁路隧道、公路隧道、地铁区间一般较长，地层非单一，更易出现轴线偏差的情况，因此顶管机施工不适用于铁路隧道、公路隧道、地铁区间的施工。因此，亟需解决圆形顶管在铁路隧道施工中存在的问题。
技术实现思路
[0006]针对圆形顶管在下穿铁路路基地层施工中，现有的顶管直径不能满足要求，而大口径超长距离曲线顶管穿越地面和地下构筑物的安全问题突出、顶力不足和造成地表变形等技术问题，且现有文献和专利未见有报道一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法的技术现状。本专利技术旨在于提供一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法，该工法具体包括顶进施工前准备，顶进工作坑施工，圆形顶管装置采用顶进直径为1.75m或2.15m涵管装置，圆形管机穿墙管施工方案，顶管测量控制方案及检查记录，管道材料及管道防腐、接口的验收，顶管机推进施工方案及姿态控制纠偏措施，顶管进洞施工方案，废弃土及泥浆的处理方案和顶管机遇地下障碍物的措施等。本专利技术通过对穿越铁路泥水平衡圆形顶管施工工艺进行改进和优化，最终解决了泥水平衡圆形顶管施工在穿越铁路工程中存在的问题，且成本低，可操作性强。
[0007]本专利技术提供一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法，包括如下步骤：
[0008](1)工作坑开挖至距设计坑底标高200mm处停止，清底找平至坑底标高，开挖后，工作下部浇筑砼地板，四周支模绑钢筋浇筑混凝土墙，工作坑下部设集水井；在工作坑两侧钉基桩，桩距槽边应不小于1.5米。
[0009](2)圆形顶管装置采用顶进直径为1.75m或2.15m涵管装置，顶进施工前，对套管内、外侧做防腐处理，使用环氧树脂沥青防腐涂料，涂刷均匀，不得有漏刷，白点等现象。
[0010](3)顶进工作坑按设计要求浇筑成型后，为方便圆套管顶进，工作坑底板安装导轨，导轨采用钢轨，下部固定，导轨的轨前、轨中、轨尾左右在试顶前必须复合管道中线、标高、坡度，并在放稳圆套管后，测量负载有无变动，在顶进过程中也要经常监测导轨，加以修正，钢制后靠背用吊车吊装在工作坑后背墙处，调整就位固定。
[0011](4)圆形管机穿墙管施工方案，工作坑及接收坑采用开挖法施工，在浇筑完砼后对坑壁外侧土体进行回填处理，若有地下水，需对顶管进出洞口采取井下降水措施，将工作坑外侧地下水位控制于顶管管底以下；顶管掘进穿墙方案和顶管机出洞防磕头方案。
[0012](5)顶管测量控制方案及检查记录，平面控制网的建立，砼套管轴向测量方案，顶管水准测量，顶管允许偏差。
[0013](6)管道材料及管道防腐、接口的验收，穿越铁路工程顶管采用铁路专用圆形砼套管，按设计及有关规范对管材作现场检查验收，接管前再次检查管子接头的槽口尺寸确认合格后可安装密封圈、钢套环等相关工序，检查合格后方可继续顶进施工。
[0014](7)顶管机推进施工方案及姿态控制纠偏措施，完成顶管出洞以后，即开始正常的顶管掘进；从机头挖出的土方通过泥浆输送管提升至地面泥浆收集地中临时堆放；随时出土套管随时跟进，不得出现超挖土而套管不跟进，也不得出现不出土套管向前闷顶管现象；在初始顶进的砼套管外侧埋设预埋钢板，在主推千斤顶退回前将砼套管与工作坑壁相连，直至砼套管外壁摩阻力大于顶管机正面水土压力为止；砼套管抗扭转措施，顶进时在顶管机处设有套管扭转指示针；顶管轴线控制措施，顶管机头部测量与纠偏相互配合；顶管施工时地面隆起、沉降及周边影响的控制；顶管注浆施工方案。
[0015](8)顶管进洞施工方案，在顶管接收坑内，事先要安装好导轨，机头抵拢接收坑外壁时破除接受坑洞口封堵墙体，并迅速将机头推进接收坑，接收坑洞口与套管外壁之间的缝隙采用油麻双组份聚氨酯嵌缝各1/3；机头进入接收坑后采用汽车吊将机头从接收坑中吊出，进行保养维修；接收坑洞口封堵完成后，高处端留置一定数量排浆孔，对坑壁外侧进行水泥浆置换施工，水泥浆置换采用PO42.5水泥拌制水泥浆，水灰比为0.8，水泥浆置换注浆应从套管较低端开始，直至套管较高端涌出水泥浆后，将套管与坑壁缝隙完全封堵。
[0016](9)废弃土及泥浆的处理方案，顶管施工时，采用渣浆泵及水力机械泥浆输送管道将泥浆输送至泵站原地面；利用泥水分离器及泥浆箱、渣土车做为顶管泥浆地面贮存池；经泥水分离器进行泥水分离后，根据泥浆情况分别采用自卸汽车或泥浆罐车装车外运至永久弃土点，不得污染沿途道路及周边环境。
[0017](10)顶管机遇地下障碍物的措施，机头刀盘为滚刀型岩石刀盘，刀盘上焊有硬质合金滚刀及硬质合金刀具，并有硬质合金堆焊耐磨保护层，断面小于30CM的木桩，可以在切削成碎片后从管道中排出、其他如混凝土可以按岩石正常切削，如遇一般的钢筋混凝土块也可以正常施工，如遇到刀具磨损，可以在地下进行刀具更换，不影响正常施工，特殊土层除外，如大型钢筋混凝土块、桥墩之类的特殊情况。
[0018]所述步骤(4)中顶管掘进穿墙方案为拆除闷板前，先开观察孔，确保出洞安全后，才能拆除闷板；闷板拆除后，安装穿墙止水装置，以防止在顶管过程中，坑外水土从洞口与顶进管外壁的缝隙中渗入工作坑中。
[0019]所述所述步骤(4)中顶管机出洞防磕头方案为顶管机就位后，将机头垫高5mm，保持出洞时顶管机有向上的趋势；调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时观察顶管机的状态，一旦发现下磕趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏；洞中外侧进行压密加固措施；导轨是固定在工作坑底板上，用以支托和安装待顶的钢筋混凝土套管，钢筋混凝土套管吊放在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法，其特征在于，该施工工法包括如下步骤：(1)工作坑开挖至距设计坑底标高200mm处停止，清底找平至坑底标高，开挖后，工作下部浇筑砼地板，四周支模绑钢筋浇筑混凝土墙，工作坑下部设集水井；在工作坑两侧钉基桩，桩距槽边应不小于1.5米；(2)圆形顶管装置采用顶进直径为1.75m或2.15m涵管装置，顶进施工前，对套管内、外侧做防腐处理，使用环氧树脂沥青防腐涂料，涂刷均匀，不得有漏刷，白点等现象；(3)顶进工作坑按设计要求浇筑成型后，为方便圆套管顶进，工作坑底板安装导轨，导轨采用钢轨，下部固定，导轨的轨前、轨中、轨尾左右在试顶前必须复合管道中线、标高、坡度，并在放稳圆套管后，测量负载有无变动，在顶进过程中也要经常监测导轨，加以修正，钢制后靠背用吊车吊装在工作坑后背墙处，调整就位固定；(4)圆形管机穿墙管施工方案，工作坑及接收坑采用开挖法施工，在浇筑完砼后对坑壁外侧土体进行回填处理，若有地下水，需对顶管进出洞口采取井下降水措施，将工作坑外侧地下水位控制于顶管管底以下；顶管掘进穿墙方案和顶管机出洞防磕头方案；(5)顶管测量控制方案及检查记录，平面控制网的建立，砼套管轴向测量方案，顶管水准测量，顶管允许偏差；(6)管道材料及管道防腐、接口的验收，穿越铁路工程顶管采用铁路专用圆形砼套管，按设计及有关规范对管材作现场检查验收，接管前再次检查管子接头的槽口尺寸确认合格后可安装密封圈、钢套环等相关工序，检查合格后方可继续顶进施工；(7)顶管机推进施工方案及姿态控制纠偏措施，完成顶管出洞以后，即开始正常的顶管掘进；从机头挖出的土方通过泥浆输送管提升至地面泥浆收集地中临时堆放；随时出土套管随时跟进，不得出现超挖土而套管不跟进，也不得出现不出土套管向前闷顶管现象；在初始顶进的砼套管外侧埋设预埋钢板，在主推千斤顶退回前将砼套管与工作坑壁相连，直至砼套管外壁摩阻力大于顶管机正面水土压力为止；砼套管抗扭转措施，顶进时在顶管机处设有套管扭转指示针；顶管轴线控制措施，顶管机头部测量与纠偏相互配合；顶管施工时地面隆起、沉降及周边影响的控制；顶管注浆施工方案；(8)顶管进洞施工方案，在顶管接收坑内，事先要安装好导轨，机头抵拢接收坑外壁时破除接受坑洞口封堵墙体，并迅速将机头推进接收坑，接收坑洞口与套管外壁之间的缝隙采用油麻双组份聚氨酯嵌缝各1/3；机头进入接收坑后采用汽车吊将机头从接收坑中吊出，进行保养维修；接收坑洞口封堵完成后，高处端留置一定数量排浆孔，对坑壁外侧进行水泥浆置换施工，水泥浆置换采用PO42.5水泥拌制水泥浆，水灰比为0.8，水泥浆置换注浆应从套管较低端开始，直至套管较高端涌出水泥浆后，将套管与坑壁缝隙完全封堵；(9)废弃土及泥浆的处理方案，顶管施工时，采用渣浆泵及水力机械泥浆输送管道将泥浆输送至泵站原地面；利用泥水分离器及泥浆箱、渣土车做为顶管泥浆地面贮存池；经泥水分离器进行泥水分离后，根据泥浆情况分别采用自卸汽车或泥浆罐车装车外运至永久弃土点，不得污染沿途道路及周边环境；(10)顶管机遇地下障碍物的措施，机头刀盘为滚刀型岩石刀盘，刀盘上焊有硬质合金滚刀及硬质合金刀具，并有硬质合金堆焊耐磨保护层，断面小于30CM的木桩，可以在切削成碎片后从管道中排出、其他如混凝土可...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈方林，
申请(专利权)人：陈方林，
类型：发明
国别省市：
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