[发明专利]一种顶管施工方法

权利要求书

1.一种顶管施工方法，其特征是施工步骤包括：

(1)测量放线

布设临时水准点和管道轴线控制桩，施工放线时，每隔20m设中心桩，在检查井处设置中心桩；

(2)工作井施工

在工作井上口预留槽口内安装钢筋砼预制板，槽口内要座浆饱满；在预制板预留口处砌砖墙，所有砖要浸透水，砌筑时应满铺、满挤，上下搭砌，水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度应均匀，不得有竖向通缝；在砌筑检查井时，应同步安装踏步，位置要准确，踏步安装后在砌筑砂浆未达到规定抗压强度前不得踩踏；

(3)装配式后背墙安装

装配式后背墙后背土体必须均匀密实，壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；后背土体壁面应与后背墙紧贴，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；装配式后背墙的底端在工作坑底以下500mm，从而使后千斤顶着力中心高度不小于后背方木高度的1/3，使着力点与墙后被动土的合力点保持一致；装配式后背墙垂直度允许偏差为0.1％装配式后背墙高度，水平扭转度允许偏差为0.1％装配式后背墙长度；

(4)导轨安装

导轨安装时和工作井底板预埋钢板焊牢，并用型钢支撑围牢；导轨安装前要先复核管道中心位置，确保导轨的高程、轴线位置准确；导轨轴线位置偏差不超过3mm，顶面高程偏差不超过3mm，两轨内距偏差不超过2mm；导轨端不能距工作壁太远，应控制在500mm左右，导轨安装时预留缝高度为100～150mm；

(5)主顶千斤顶安装

千斤顶要以管道中心线为轴对称布置；主顶油缸架安装要定位准确，保证油缸受力点的位置正确，其高程和平面安装误差应控制在3mm以内；安装在油缸架上的油缸中心误差控制在3mm以内；千斤顶固定在支架上，其合力的中心点在管道中心线上；千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统；千斤顶的位置位于管道垂直直径的1/3～1/4处，使千斤顶合力位置和顶进抗力的位置在同一轴线上，避免产生顶力偶，使管道发生高程误差；

(6)油泵安装

油泵设置在千斤顶附近，油管顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并有备用油泵；油泵安装完毕，进行试运转；顶进开始时缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油压突然增高，立即停止顶进，检查原因并经处理后继续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快；

(7)顶铁安装

顶铁采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；单行纵向顶铁中心线与管道轴线一致；双行纵向顶铁的两条中心线要平行，并与管轴线距离相等，且要垂直于管端平面；

(8)进出洞施工及密封

设备安装完毕后应对全套顶进设备做一次系统调试，在确定顶进设备运转情况良好后，开始顶进工作；长距离顶进时，在洞门处制作密封圈以使灌入的触变泥浆发挥减阻效果；

(9)管道顶进

在拆除封门后，应立即开始顶进机头，顶进300mm以后，开启加泥系统注入泥浆，以便调节渣土的塑流性和保持土压平衡；机头初入土时，因机头在轨道上没有足够抵抗力矩，使刀盘转动时机头易产生旋转，故在入土的初始2m时，顶进速度控制在5mm/min以下，并不间断地观测机头倾角和旋转角，倾角发生变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±50度，刀盘开反转调正；在顶进2m后机头不旋转的情况下，逐渐加大顶进速度；机头尚未完全入土时，土仓压力控制在0.1～0.15MPa；机头全部入土后，下第一节管做后封闭；后封闭完后，向机头壳体注浆孔注1∶2水泥砂浆充填机头外超挖的空间，注浆压力控制在0.4MPa；在洞口处内置刚性涨圈；后封闭采用环形橡胶板紧贴土体，洞口侧墙用环形钢板覆压；顶进时按照预定参数控制土仓压力，遇有砂砾石层、距离建筑物较近时，土压设定适当加大；在机头尾部设有触变泥浆注浆孔，每节钢筋混凝土管设注浆孔，顶进时随时注浆；顶进速度控制在30～50mm/min，前30m和纠偏时用低速，之后视出土搅拌、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度；下管时，在机头停止顶进状态下，刀盘空转3～5min，在停机时关闭螺旋输送机排泥液压门，并断电以保证土压仓土压；

若中心、高程偏差大于±20mm，则要立即停止顶进，纠偏校正应缓慢进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调；其中纠偏高程时，轨道上的管子要加配重；纠偏中心时，轨道上的管子要加两侧支撑；当机头全部入洞后，且高程、中心偏差大于10mm时，要及时采用机头纠偏设备进行纠偏，中心控制在5mm以内，高程控制在±10mm以内，校正方法采用工具头自身纠偏法；这种纠偏方法有效控制工具头上下左右四个方向的状态，每次纠偏幅度以5mm为一个单元，根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位判断，如果趋势没有减少时，增大纠偏力度；如果趋势稳定或减少时，应保持该纠偏力度，继续顶进；当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度逐渐减少；在管道顶进过程中，如果在粉细砂土层中顶进速度偏低，调低进泥的泥浆浓度，减小顶进速度；当遇到软硬程度不同的土层时，通过刀盘的转矩判断地质条件；若突然变硬，则应向土仓内加入水或泥浆；

(10)出土

顶管机工作过程中所挖掘的土，先经螺旋输送机输送到皮带运输机上，再经皮带运输机输送到电瓶车中，电瓶车运送至工作井，最后垂直吊运至地面存土场，定期外运。