一种矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法技术

本发明专利技术公开了一种矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，属于地下工程纠偏技术领域，包括以下步骤：确定待纠偏顶管管节的数量及各管节所需纠偏量值，在管节内部布置沉降监测点，纠偏施工全过程对管节群进行沉降监测；在待纠矩形管节群的各管节靠近沉降小一侧管底施工管底竖向扰动孔，在管节沉降较小一侧的外侧面施工管侧竖向扰动孔，通过对管节底面及侧面外土体的竖向扰动孔内进行数次射水扰动，将被扰动土体软化，在管节自重及土压力作用下，使管节小沉降侧迫降下沉。待各管节纠偏达到目标值后，通过注浆方式固定纠倾完毕管节并封堵各竖向扰动孔，对管节开孔位置进行防渗漏处理。处理。处理。

【技术实现步骤摘要】
一种矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法


[0001]本专利技术属于地下工程纠偏
，具体涉及一种矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法。

技术介绍

[0002]顶管法作为一种非开挖施工方法，因其开挖量小，施工速度快，对城市交通影响小等优点，在复杂环境下地下市政各类管线、管廊、城市地下交通建设等方面发挥了积极作用。其中，相对于圆形顶管，矩形顶管有着更大的空间利用率，从而在电力隧道、市政管廊、地下通道等工程领域得到大量的推广应用。
[0003]但应注意到，矩形管节在顶进施工中由于地层软硬不均、机械故障、监控量测误差较大等因素可能出现管节不均匀沉降与横断面偏转，偏转管节群可达数十米甚至上百米，当局部管节偏转严重时，扭转作用可能导致管节内产生附加应力，甚至造成管节连接部位破坏，严重影响矩形顶管结构安全与正常使用。当前，现行标准中对矩形顶管的管位偏差限值具有明确规定，标准《矩形顶管工程技术规程》T/CECS 716中规定的矩形顶管的隧道轴线允许偏差中，管节旋转的允许值(截面底板顶面中线高程与单侧角点底板顶面高程差值)为
±
80mm。现行行业标准《热力机械顶管技术标准》CJJ 284中规定，钢筋混凝土顶管相邻管间错口允许偏差为壁厚的15％且小于20mm。目前，由于地层差异、施工操作不当及其他不确定因素导致部分矩形顶管工程在施工完成后出现管节偏转超限问题，亟需对不满足施工验收标准的管节进行纠正处理。
[0004]现有地上建筑物纠偏技术主要分为迫降法、顶升法或迫降顶升联合使用方法，其中迫降法在建筑工程中应用较多，其技术原理为在确保沉降大的一侧不继续沉降的前提下，采取措施使原来沉降较小的一侧增大沉降量，以此消除或减少既有沉降差。然而目前迫降纠偏工作多针对地上结构，对于各类管廊等地下结构的原位迫降纠偏目前较为少见。
[0005]矩形顶管结构位于地下，结构四周被土体包围约束，无自由面，发生偏转管节受到土体的约束限制，其纠偏工作相对于地上建筑物难度更大。目前矩形顶管偏转后所采取的补救措施主要有：管节内部直接加固、管节开挖后调整管位、废除已顶部分重新施工等方式，其中内部加固法由于需要补做加强结构，会减少管节内部的使用空间，且管节由于偏转导致的构造应力无法消除。通过明挖方式进行管位纠正处理，需首先进行基坑支护(必要时进行基坑降水施工)，管线埋置深度较大时，支护难度大、风险高，工期较长，对施工环境要求高，且造价较高。
[0006]因此，一种对周边环境影响小、地层适应性好、纠偏风险较小、效率较高的管节群纠偏施工方法是目前矩形管节偏转超限后纠偏工作所需要的。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种矩形顶管等预制装配式地下工程的偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，该方法可以解决管节由于地层差异、施工操作
不当及其他不确定因素导致的过大不均匀沉降、偏转超限等问题，采用高压射水扰动技术，通过对底面、侧面土体的射水扰动，使沉降较小侧的土体流失或软化，降低了土体约束作用，在土压力及管节自重、甚至在管内增加配重的作用下，实现管节在沉降小或偏转反方向一侧发生沉降，以达到纠偏的目的。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，包括以下步骤：
[0010]确定待纠偏顶管管节的范围及各管节所需纠偏目标值，并在管节内部布置沉降监测点，纠偏施工全过程对管节群进行沉降监测，根据纠偏目标值初步确定管节群扰动遍数；在待纠矩形管节群的各管节靠近沉降小一侧管底施工管底竖向扰动孔，在管节沉降较小一侧的外侧面施工管侧竖向扰动孔，从待纠管节群一端开始，先对待纠管节群逐个管节进行管底土体扰动，管底扰动完成后从起始端开始再逐个管节进行管侧土体扰动，管节在土压力及结构自重的作用下沉降。待纠管节群第一次管底及管侧扰动完毕后，根据扰动效果确定是否需要调整扰动施工参数并开始后续扰动施工。当监测结果显示待纠管节群纠偏达到目标值后，通过注浆方式固定纠倾完毕管节并封堵各竖向扰动孔，对管节开孔位置进行防渗漏处理。
[0011]作为进一步的技术方案，将各待纠管节依次进行编号，确定各待纠管节的现状底板顶面中线高程及管节内边缘四角点的高程值，根据相关工程标准(《矩形顶管工程技术规程》T/CECS 716)对管位允许偏差的要求设定纠偏目标，得出各管节沉降较小侧所需的待纠沉降量h
i
，及各管节待纠总转角值θ
i
。
[0012]作为进一步的技术方案，当待纠管节群位于富水砂层、或承压水地层中时，为防止底板竖向扰动孔开孔后出现涌水、涌砂现象，采用下述方法处理：在纠偏管节旁施工降水井，进行降水处理，降水稳定后水位线宜降至管节底部设定距离；在地下水位降低后，再施工管底竖向扰动孔。
[0013]作为进一步的技术方案，管底竖向扰动孔的孔底标高位于管底标高以下设定距离，管底竖向扰动孔直径应满足扰动施工，优选地，可为90mm～110mm。施工侧向扰动孔时，侧向扰动孔宜距离管体0.3～0.6m，侧向扰动孔间距可与竖向扰动孔的间距相同，也可根据所需沉降效果酌情调整。
[0014]作为进一步的技术方案，管底竖向扰动孔在管节沉降较小一侧均匀布置，管底竖向扰动孔成孔数量应按下式进行计算，数量按计算值向上取整：
[0015]式中，m
i
为第i节矩形管节的管底竖向扰动孔成孔数量；h
i,min
为矩形管节群中待纠沉降量最小管节的待纠沉降量(mm)；h
i,max
为矩形管节群中待纠沉降量最大管节的待纠沉降量(mm)；L为矩形管节每节长度(m)；h
i
为待纠沉降量。
[0016]作为进一步的技术方案，射水扰动纠偏的过程如下：
[0017]将本次顶进过程中的管节的沉降与偏转情况进行逐节统计，找出其中沉降超限的区段，将其确定为待纠管节群，根据相关工程标准的管位允许偏差的要求确定管节群中每节段的待纠沉降量h
i
，绘制管节群的偏转情况图。
[0018]纠偏过程根据所需的待纠沉降量h
i
进行分阶段的纠偏施工，确定每阶段的纠偏目
标值，每一待纠管节应分数次扰动促沉后达到预期的纠偏目标。
[0019]作为进一步的技术方案，在进行首步纠偏时，从待纠管节群端部的管节开始，对管底竖向扰动孔进行射水扰动，软化管底土体，促使管节下沉，当端部待纠管节第一次扰动完毕后，依次对其余管节进行首次底部射水扰动，再从端部待纠管节开始，对待纠管节群逐节进行首次管侧扰动，管侧扰动孔的扰动范围应从管节顶面位置直至该管侧竖向扰动孔孔底，同样逐节管节进行扰动，直至待纠管节群完成所有首次管侧扰动。至此，首次待纠管节群扰动完成。
[0020]完成首次待纠管节群扰动后，再从管节群端部待纠管节开始，重复首次待纠管节群扰动的工作步骤，完成后续计划次数的逐节射水扰动，直至待纠管节群沉降达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，其特征是，包括以下步骤：确定待纠偏顶管管节的范围及各管节所需纠偏目标值，并在管节内部布置沉降监测点，纠偏施工全过程对管节群进行沉降监测，根据纠偏目标值初步确定管节群扰动遍数；在待纠矩形管节群的各管节靠近沉降小一侧管底施工管底竖向扰动孔，在管节沉降较小一侧的外侧面施工管侧竖向扰动孔，从待纠管节群一端开始，先对待纠管节群逐个管节进行管底土体扰动，管底扰动完成后从起始端开始再逐个管节进行管侧土体扰动，管节在土压力及结构自重的作用下沉降；待纠管节群第一次管底及管侧扰动完毕后，根据扰动效果确定是否需要调整扰动施工参数并开始后续扰动施工；当监测结果显示待纠管节群纠偏达到目标值后，通过注浆方式固定纠倾完毕管节并封堵各竖向扰动孔，对管节开孔位置进行防渗漏处理。2.如权利要求1所述的矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，其特征是，将各待纠管节依次进行编号，确定各待纠管节的现状底板顶面中线高程及管节内边缘四角点的高程值，根据相关工程标准对管位允许偏差的要求设定纠偏目标，得出各管节沉降较小侧所需的待纠沉降量h
i
，及各管节待纠总转角值θ
i
。3.如权利要求1所述的矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，其特征是，当待纠管节群位于富水砂层、或承压水地层中时，为防止底板竖向扰动孔开孔后出现涌水、涌砂现象，采用下述方法处理：在纠偏管节旁施工降水井，进行降水处理，降水稳定后水位线宜降至管节底部设定距离；在地下水位降低后，再施工管底竖向扰动孔，根据需要施工管侧竖向扰动孔。4.如权利要求1所述的矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，其特征是，管侧竖向扰动孔的孔底标高位于管节群管底标高以下设定距离，管侧竖向扰动孔直径应满足扰动施工。5.如权利要求1所述的矩形顶管偏转管节群高压射水扰动纠偏方法，其特征是，管底竖向扰动孔在管节沉降较小一侧均匀布置，管底竖向扰动孔的直径d1应满足扰动施工，其成孔数量应按下式进行计...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵广彪，田昭铎，尚洪涛，董兴鹏，翟庆振，聂众，韩健勇，
申请(专利权)人：山东建筑大学工程鉴定加固研究院有限公司济南能源工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：