【技术实现步骤摘要】
本申请涉及顶管施工的领域，尤其是涉及一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法。
技术介绍
1、在既有铁路下方修建地下隧道时，为减少隧道施工时对地面铁路正常运行正常运行以及周围环境的影响，通常采用顶管施工进行地下隧道的修建。
2、顶管施工过程中，顶管机头的破碎仓容易因为被大型障碍物卡住而无法进一步掘进，需要清理破碎仓内的障碍物后，方可恢复顶管设备的正常掘进。而在清理顶管机头的破碎仓前，需要对顶管机头进行后退操作（减少顶管机头阻力），以使顶管机头具备常压清仓条件后，再对顶管机头的破碎仓进行清理。
3、由于部分施工区域的地质由中粗砂层与粗砂砾层组成，土质整体渗透系数大且物理力学性质差，同时土体中含有地下水，地质条件极差；顶管机头后退时造成的扰动极易引发顶管机头前方土体发生垮塌，严重时甚至会引发地质沉降，导致施工事故的发生，因此，存在改进空间。
技术实现思路
1、为了减少顶管设备清理破碎仓时，顶管机头前方土体发生垮塌沉降，本申请提供了一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法。
2、本申请提供的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，采用如下的技术方案：
3、一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，包括以下步骤：
4、s1：钻孔作业：在顶管接收井朝向顶管机头的一侧钻设若干冻结孔与测温孔；并使冻结孔与测温孔延伸至顶管机头的外侧；
5、s2：冻结设备安装：在冻结孔内插入冻结管，再在冻结管内插入液氮供液管与排气管，将液氮供液管与液
6、s3：土体冻结作业：通过液氮冻结器往液氮供液管持续注入液氮，以冻结顶管机头掘进方向前方的土体；
7、s4：顶管机头排障作业：将顶管机头后退，清理顶管机头破碎仓内的杂物；
8、s5：土体解冻作业：拆除冻结管内的液氮供液管与排气管；
9、s6：顶管机头恢复掘进直至完成顶管施工。
10、通过采用上述技术方案，利用液氮对顶管机头掘进方向前端的土体进行冻结，使得土体形成冻结加固体，有利于提升顶管机头掘进方向前端的土体的稳定性，同时冻结过程中将地下水一同冻结，起到封水的作用；有利于减少后续顶管机头后退以清理破碎仓时，顶端机头前端的土体发生塌陷以及涌水涌沙的情况，满足了顶管机头的清障要求，便于后续顶管机头破碎仓的清理作业。
11、优选的，在步骤s1中，钻设冻结孔与测温孔前，先在冻结孔与测温孔两者的孔位上钻设限位孔，并在限位孔内插打孔口管。
12、通过采用上述技术方案，通过孔口管对提前对后续冻结孔与测温孔两者孔口处的土体结构进行加固，以减少后续冻结孔与测温孔钻设过程中，孔口结构出现塌陷的情况。
13、优选的，在步骤s5中，具体步骤如下：
14、s5.1：拆除冻结孔内液氮供液管与排气管；
15、s5.2：冻结管封孔注浆。
16、通过采用上述技术方案，实现对冻结管的填充封堵，限制后续土体中的地下水通过冻结管涌入至接收井内影响后续施工的情况，同时还可提升冻结管的整体强度，便于冻结管更好地对土体进行支撑，有利于进一步提升冻结区域土体的稳定性。
17、优选的，在步骤s5.2中，具体步骤如下：
18、s5.2.1：孔口管与冻结管切割：将冻结管处的孔口管端部切割至位于限位孔内，将冻结管端部切割至位于孔口管内；
19、s5.2.2：盖板安装：在孔口管内焊接用于封堵冻结管管口的盖板，所述盖板上开设有灌浆口；
20、s5.2.3：冻结管填充作业：通过灌浆口往冻结管内注入混凝土浆液以填充冻结管；
21、s5.2.4：封堵盖板的灌浆口；
22、s5.2.5：限位孔孔口填充作业：往限位孔孔口填充微膨胀混凝土。
23、通过采用上述技术方案，通过在孔口管内周焊接用于封堵冻结管的盖板，便于通过盖板实现对冻结管管口处封堵，限制后续注入冻结管内的混凝土浆液更好地凝结成型，同时通过盖板封堵可孔口管与冻结管之间的间隙，限制后地下水通过冻结管与孔口管之间的间隙渗入至顶管施工的接收井内；通过往限位孔填充微膨混凝土，实现对限位孔与孔口管之间间隙的封堵，限制后续地下水通过该处间隙涌入接收井。
24、优选的，所述灌浆口连通有灌浆管；
25、在步骤s5.2中，安装盖板时，将灌浆管插入至冻结管内。
26、通过采用上述技术方案，后续往冻结管内注浆时，可通过灌浆管使混凝土浆液从冻结管底端开始填充，便于混凝土浆液更加充分彻底地填充冻结管。
27、优选的，在步骤5.2.3中，往冻结管内注浆时，提前往限位孔孔口处塞入气囊；
28、在步骤5.2.4中，通过往气囊内充气使气囊膨胀以封堵盖板上的灌浆口。
29、通过采用上述技术方案，便于通过气囊实现对灌浆口的快速封堵，同时，后续冻结管混凝土浆液凝结后，只需将气囊放气，便可将气囊从限位孔孔口处拆除，便于后续往限位孔孔口处填充微膨胀混凝土。
30、优选的，在步骤s5.2.3中，安装气囊前，先在限位孔孔口处对称打入若干膨胀螺栓。
31、通过采用上述技术方案，后续往气囊内充气使气囊膨胀以封堵盖板上的灌浆口时，可通过限位孔孔口处的膨胀螺栓对气囊进行限位，便于气囊可以更加紧密地贴合盖板。
32、优选的，在步骤s1中，在待冻结区域的土体上方提前预埋若干注浆管；
33、在步骤s5中，冻结区域土体解冻过程中，检测观察冻结区域土体的沉降变形量，并通过注浆管进行跟踪注浆，直到冻结区域土体融化完成。
34、通过采用上述技术方案，通过注浆管对土体进行跟踪注浆，有利于通过混凝土浆液封堵土体解冻后的缝隙和空洞等，进而有利于提升土体的完整性与稳定性。
35、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
36、1.通过对顶管机头前端的土体进行冻结施工，有利于提升该区域土体的强度与稳定性，同时将该区域土体中的地下水冻结，实现封水，便于后续顶管机头后退以清理破碎仓。
37、2.通过将液氮供液管与排气管从冻结管内拆除后，往冻结管内注入混凝土浆液，有利于通过注入的混凝土浆液实现对冻结管的封堵，限制后续土体中的地下水通过冻结管渗入至接收井内，同时通过冻结管配合注入混凝土形成对土体进行支撑的支撑件，有利于提升冻结区域土体的整体强度与稳定性。
38、3.通过将冻结管端部向内切割至位于孔口管内，并在孔口管内焊接用于封堵冻结管的盖板，盖板上开设有灌浆口，一方面便于通过盖板封堵冻结管的管口端，便于后续注入冻结管内的混凝土更好地成型，另一方面有利于通过盖板封堵冻结管与孔口管之间的间隙，限制后续土体中的地下水通过冻结管与孔口管之间的间隙渗入至接收井内。
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1.一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤S1中，钻设冻结孔(1)与测温孔(2)前，先在冻结孔(1)与测温孔(2)两者的孔位上钻设限位孔(10)，并在限位孔(10)内插打孔口管(12)。
3.根据权利要求2所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤S5中，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤S5.2中，具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：所述灌浆口(30)连通有灌浆管(31)；
6.根据权利要求5所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤5.2.3中，往冻结管(11)内注浆时，提前往限位孔(10)孔口处塞入气囊(4)；
7.根据权利要求6所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤S5.2.3中，安装气囊(4)前，先在限
8.根据权利要求1所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤S1中，在待冻结区域的土体上方提前预埋若干注浆管；
...【技术特征摘要】
1.一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤s1中，钻设冻结孔(1)与测温孔(2)前，先在冻结孔(1)与测温孔(2)两者的孔位上钻设限位孔(10)，并在限位孔(10)内插打孔口管(12)。
3.根据权利要求2所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤s5中，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种下穿既有铁路的冷冻固结顶管施工方法，其特征在于：在步骤s5.2中，具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑芝鑫，黎寿，杨立平，吴晓青，
申请(专利权)人：广东宏茂建设管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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