提高施工精度的矩形顶管机的施工方法技术

本发明专利技术涉及隧道施工技术领域，公开了一种提高施工精度的矩形顶管机的施工方法。旨在解决现有技术中的始发井与接收井洞门漏水，管节顶进后跟随顶管机后退造成地层塌陷，顶管机易偏转，顶管机刀盘易结泥饼造成顶管机顶进困难的技术问题。本发明专利技术包括如下步骤：顶管机顶进前施工准备：始发井洞口安装止水装置，始发装置，吊装顶管机；顶管机始发段顶进施工：破除始发井围护结构，顶管机顶进并填仓，切削土体；顶管机正常段顶进施工：顶管机向前推进；顶管接收段施工，本发明专利技术中还设有清除结泥饼的工步，结泥饼清除装置连接有压力监控机构。本发明专利技术提高了施工安全及施工效率，从源头消除掌子面偏移，调试迅速，便捷。便捷。便捷。

【技术实现步骤摘要】
提高施工精度的矩形顶管机的施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，尤其涉及一种提高施工精度的矩形顶管机的施工方法。

技术介绍

[0002]随着城市建设的飞速发展，对城市地下空间开发的需求越来越大，相应地，对地层 的施工需求和施工目的也越来越多样化。不仅城市地下空间如此，近年来矿山开发、煤矿开 采等诸多地下施工领域安全化、绿色化开发的趋势也越来越急切。基于这样的实际需求，对施工方法提出了较高的要求。如何有效实施地层处理施工或地质改善施工，如何使施工操作延伸到地层中的预定位置，并在掘进开发后能够更好的保护地层，仅就目前现有的地下施工方式，尚不能进行方便有效的施工和处理。
[0003]现有技术中的中国专利文献：202210217795 .中公开了一种盾构机进洞口拱顶顶管施工方法。进行盾构机始发井反力装置安装，反力装置设计高度要以顶管设计深度至基坑底部距离+500mm
±ꢀ
50mm进行安装；根据盾构机钻进洞口高度进行测量定位；安装顶管施工机具；进行顶管施工作业； 施工完毕后，及时进行顶管注浆；注浆完毕后布设测量监控点；进行盾构机等机械吊装、钻进工作；及时监测盾构机钻进过程中顶管稳定性。
[0004]但上述方案在实施过程中，至少存在如下技术问题：始发井与接收井洞门易发生漏水现象，管节顶进后跟随顶管机后退造成地层塌陷，顶管机易偏转，顶管机刀盘易结泥饼造成顶管机顶进困难等问题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上技术问题，本公开提供了一种提高施工精度的矩形顶管机的施工方法，解决了现有技术中始发井与接收井洞门漏水，管节顶进后跟随顶管机后退造成地层塌陷，顶管机易偏转，顶管机刀盘易结泥饼造成顶管机顶进困难的技术问题。
[0006]根据本公开的一个方面，提供一种提高施工精度的矩形顶管机的施工方法，包括如下步骤：S1：准备工作及初环施工始发井洞口安装止水装置，始发井内安装始发装置，吊装顶管机，自下而上分层破除始发井围护结构并清理施工现场，破除尺寸不小于洞门钢环尺寸；施工现场清理后，吊装顶管机并向前顶进，顶进0.5
‑
1环管片宽度距离后，停止顶进，输送触变泥浆至机头土仓内，填仓高度不低于设备高度的一半；S2：顶管机正常段顶进施工顶管机向前掘进：填仓后继续沿顶进轴线向前顶进顶管机切削土体，并通过调节螺旋输送机的转速以控制顶管机土仓压力P，以达到主动土压力Pa＜P＜被动土压力Pp，掘进过程中，还包括清除结泥饼的工步，所述清除结泥饼的工步包括：结泥饼检测：掌子面上安装泥浆出口，通过泥浆管道连接触变泥浆/低密度泥浆，
所述泥浆管道经由液压回路带动，液压回路的各个支路上连接压力检测装置，当其中某个或多个压力值上升时，判定出现结泥饼现象，当数值上升呈等差数列时，判定出现掌子面受力不均衡现象；泥浆管路转换，变流速清理：顶管机停止掘进，开启泥浆管道，实现刀盘结泥饼冲洗，至各压力值回落；盾构掌子面受力均衡调节：所述压力检测装置连接总控制器，总控制器的输出端连接显示屏，总控制器控制液压回路流量阀门，对各液压回路的油压进行调压处理，实现掌子面压力反向均衡；掘进过程中，还包括顶进轴线纠偏，所述总控制器还电连接有观测台，所述观测台设于顶管机始发井内，所述观测台上安装自动调平水平仪，所述自动调平水平仪上安装激光经纬仪，所述激光经纬仪的望远镜上安装激光器，顶管机壳体内测量台上设置激光检测仪；所述顶进轴线纠偏的工步包括：将激光经纬仪置中、整平架设于所述自动调平水平仪上，此时激光束即顶进轴线的基准导向线，施工初始时，激光检测仪的接收靶中心与激光器发射的激光光斑重合，激光检测仪指示为零，顶管机开始掘进后，机头发生偏差，激光器发射的激光光斑偏离激光检测仪的接收靶中心，总控制器给出偏差控制信号，进而校正顶管机机头方位，使顶管机机头沿着激光束方向前进；安装管节：每节管节安装前，预先安装止水条/止水环，使用履带吊吊装管节，管节安装时与顶管机同心同轴，每环管节推压后，顶管机停止推进，顶管机的油缸缩回，留出吊装下一环管节的空间，吊装下一环管节到油缸的顶铁前方，沿顶进轴线安装管节；安装止退装置：顶进结束后，在基座的两侧分别安装止退装置；S3：顶管接收段施工安装接收基座、止水装置：测量洞门位置，根据顶管机标高，在接收井内安装顶管机接收基座，并在接收井洞门安装止水装置；破除接收井围护结构、接收井接收顶管机：当顶管机刀盘距接收井围护结构0.5
‑
1环管片宽度距离时，停止顶进，破除接收井洞门防护结构并清理施工现场；施工现场清理后，顶管机推进接收井接收，焊接管节与洞圈，并采用水硬性浆液填充管节和洞圈之间的间隙，以固定管节减少水土流失；分离顶管机与管节，并封堵洞门：管节固定后，顶管机脱离管节，采用洞门板封堵接收井洞门。
[0007]所述S1中止水装置安装始发井洞口，所述S4中止水装置安装接收井洞口，所述始发井洞口与所述接收井洞口均预留有法兰，所述止水装置通过法兰分别连接始发井与接收井，所述止水装置包括通过螺栓连接的橡胶止水圈（1）和若干帘布橡胶板（2），所述橡胶止水圈（1）与所述帘布橡胶板（2）上预留有若干相对应的螺孔。
[0008]所述S1中始发装置包括始发基座（7），所述始发基座（7）上安装与顶进轴线平行的等高轨道（8），轨道上连接发射架（9）和钢后靠（10），浇筑混凝土/安装始发反力架于钢后靠（10）与始发井内衬墙间的空隙处。
[0009]所述S1中吊装顶管机包括如下步骤：（1）依次吊装前筒下部组件、前筒上部组件，并将前筒下部组件与轨道固定牢固；前筒下部组件、前筒上部组件均设有承口；
（2）依次吊装后筒下部组件、螺栓输送机、后筒上部组件，所述后筒下部组件、后筒上部组件均设有对应承口的密封胶圈；（3）在承口和密封胶圈处均匀涂抹锂基润滑脂，使用主顶油缸或辅助油缸，将后筒下部组件推入前筒下部组件，将后筒上部组件推入前筒上部组件，控制推入速度以实现密封胶圈进入承口；其中前筒下部组件、前筒上部组件、后筒下部组件、后筒上部组件均与顶进轴线平行。
[0010]所述S2中顶管机向前推进过程中，还设有防偏转措施；所述防偏转措施包括：在顶管机一侧吊攀/在井壁间连接大吨位的手拉葫芦，在顶管机推进的同时收紧链条/在顶管机外壳上焊上挡块，配合基坑导轨防止顶管机偏转；并将顶管机与前两节管材联成一体，以防止顶管机机头偏转。
[0011]所述S2中止退装置包括若干支柱（3）、若干销子（4）、与销子（4）相配合的若干销座（5），所述支柱（3）焊接在基座上，所述销子（4）插入管节（6）的吊装孔内，配合销座（5）固定安装，管节（6）产生的后退力依次通过销子（4）、销座（5）传递到止退装置的支柱（3）上。
[0012]所述S2中安装管节之前还包括管节减摩的工步 ，所述管节减摩的工步包括对管道内侧管节外侧压注触变泥浆，以在管道四周形成一圈减摩泥浆套，减少土体与管道间摩阻力；所述触变泥浆包括膨润土、水、纯碱、CMC（PAM）、乳化油。
[0013]所述S3之后还包括接收井顶管机拆解的工步，所述接收井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高施工精度的矩形顶管机的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：准备工作及初环施工始发井洞口安装止水装置，始发井内安装始发装置，吊装顶管机，自下而上分层破除始发井围护结构并清理施工现场，破除尺寸不小于洞门钢环尺寸；施工现场清理后，吊装顶管机并向前顶进，顶进0.5
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1环管片宽度距离后，停止顶进，输送触变泥浆至机头土仓内，填仓高度不低于设备高度的一半；S2：顶管机正常段顶进施工顶管机向前掘进：填仓后继续沿顶进轴线向前顶进顶管机切削土体，并通过调节螺旋输送机的转速以控制顶管机土仓压力P，以达到主动土压力Pa＜P＜被动土压力Pp，掘进过程中，还包括清除结泥饼的工步，所述清除结泥饼的工步包括：结泥饼检测：掌子面上安装泥浆出口，通过泥浆管道连接触变泥浆/低密度泥浆，所述泥浆管道经由液压回路带动，液压回路的各个支路上连接压力检测装置，当其中某个或多个压力值上升时，判定出现结泥饼现象，当数值上升呈等差数列时，判定出现掌子面受力不均衡现象；泥浆管路转换，变流速清理：顶管机停止掘进，开启泥浆管道，实现刀盘结泥饼冲洗，至各压力值回落；盾构掌子面受力均衡调节：所述压力检测装置连接总控制器，总控制器的输出端连接显示屏，总控制器控制液压回路流量阀门，对各液压回路的油压进行调压处理，实现掌子面压力反向均衡；掘进过程中，还包括顶进轴线纠偏，所述总控制器还电连接有观测台，所述观测台设于顶管机始发井内，所述观测台上安装自动调平水平仪，所述自动调平水平仪上安装激光经纬仪，所述激光经纬仪的望远镜上安装激光器，顶管机壳体内测量台上设置激光检测仪；所述顶进轴线纠偏的工步包括：将激光经纬仪置中、整平架设于所述自动调平水平仪上，此时激光束即顶进轴线的基准导向线，施工初始时，激光检测仪的接收靶中心与激光器发射的激光光斑重合，激光检测仪指示为零，顶管机开始掘进后，机头发生偏差，激光器发射的激光光斑偏离激光检测仪的接收靶中心，总控制器给出偏差控制信号，进而校正顶管机机头方位，使顶管机机头沿着激光束方向前进；安装管节：每节管节安装前，预先安装止水条/止水环，使用履带吊吊装管节，管节安装时与顶管机同心同轴，每环管节推压后，顶管机停止推进，顶管机的油缸缩回，留出吊装下一环管节的空间，吊装下一环管节到油缸的顶铁前方，沿顶进轴线安装管节；安装止退装置：顶进结束后，在基座的两侧分别安装止退装置；S3：顶管接收段施工安装接收基座、止水装置：测量洞门位置，根据顶管机标高，在接收井内安装顶管机接收基座，并在接收井洞门安装止水装置；破除接收井围护结构、接收井接收顶管机：当顶管机刀盘距接收井围护结构0.5
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1环管片宽度距离时，停止顶进，破除接收井洞门防护结构并清理施工现场；施工现场清理后，顶管机推进接收井接收，焊接管节与洞圈，并采用水硬性浆液填充管节和洞圈之间的间隙，以固定管节减少水土流失；分离顶管机与管节，并封堵洞门：管节固定后，顶管机脱离管节，采用洞门板封堵接收
井洞门。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆军，曾垂刚，张世荣，吕乾乾，王炳华，周建军，杨振兴，徐文平，周洋，黄奕程，王发民，孙飞祥，翟乾智，
申请(专利权)人：盾构及掘进技术国家重点实验室中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：