[发明专利]超大型全断面矩形顶管掘进施工方法有效
申请号: | 201410382709.2 | 申请日: | 2014-08-06 |
公开(公告)号: | CN104265321A | 公开(公告)日: | 2015-01-07 |
发明(设计)人: | 黄德中;李刚;舒钢强;王旋东;徐连刚;张荣辉;黄俊;刘喜东;陈旭光;朱雁飞;赵峻;吴列成;李晓春 | 申请(专利权)人: | 上海隧道工程有限公司;上海隧道盾构工程有限公司 |
主分类号: | E21D9/11 | 分类号: | E21D9/11;E21D11/10 |
代理公司: | 上海唯源专利代理有限公司 31229 | 代理人: | 曾耀先 |
地址: | 200232 上海*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 超大型 断面 矩形 掘进 施工 方法 | ||
技术领域
本发明涉及隧道工程领域,尤指一种超大型全断面矩形顶管掘进施工方法,其掘进通道内净尺寸大于5m×8m,或掘进切削面积不小于60m2,且掘进超大断面尺寸满足人行、机动车行使用功能。
背景技术
矩形顶管机在隧道工程中应用越来越多,相对于圆形顶管机可以有效利用空间,减小地下掘进土方,用于人行、车辆等地下通道不需要再进行地面铺平工序,节省时间还能降低成本。目前,现有的土压平衡矩形顶管的截面为尺寸较小的矩形,主要应用于地铁人行通道、高压电缆等工程的非开挖施工。
随着城市地下空间的大规模开发,有效利用地下空间资源是目前大城市必须解决的主要问题。为满足城市建设的需求,矩形隧道将面临大断面、长距离、曲线掘进等新的挑战,针对大截面矩形掘进,中国在先专利CN203640741U公开了一种大形矩形截面组合式顶管掘进机设备,包括由若干台同一标准矩形截面的矩形顶管掘进机按不同矩形截面尺寸组合排列拼装组成的顶管掘进机总成和设置在顶管掘进机总成后端的矩形连接框架,通过采用多台同一标准矩形截面的矩形顶管掘进机按照不同的组合排列方式拼装组成不同尺寸的大形矩形顶管掘进机,接近施工隧道截面尺寸,以满足隧道使用要求。
上述采用小尺寸矩形掘进机拼装组成适配大尺寸隧道的方法,不属于全断面施工,在实际使用中,各个矩形掘进机受到的土体压力不同,产生施工不稳定因素,而且,如果遇到曲线隧道掘进施工,其控制难度大,施工质量及安全无法保证。
对大断面进行全断面施工,需要配备适合断面尺寸大小的矩形顶管机,大尺寸的矩形顶管机相应需配备大刀盘,通过大刀盘对断面土体进行切削,该矩形顶管机在掘进过程中,面临大断面、长距离、曲线掘进等挑战,是目前矩形隧道施工中极需解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种超大型全断面矩形顶管掘进施工方法,解决超大型全断面矩形顶管施工中面临大断面、长距离、以及曲线掘进的挑战难题,采用适配大断面的顶管机进行掘进施工,确保施工质量及安全,还提供了施工过程中所遇到的如转角控制、土体改良、以及止水保压等难题的解决方法。
实现上述目的的技术方案是:
本发明一种超大型全断面矩形顶管掘进施工方法,包括:
确定超大断面矩形隧道线路轴线,设置满足大断面顶管掘进的始发井和接收井;
顶管机沿隧道线路轴线掘进,于所述始发井内拼装管节;
顶管机达到所述接收井时,将管节与顶管机分离,隧道贯通;
通过管节上的注浆孔向管节外围注入固化浆液,加固隧道周边土体;
于所述始发井和所述接收井处的管节分别与结构内衬墙连接位置浇筑井接头。
本发明超大型全断面矩形顶管掘进施工方法,提供了一种适用超大型全断面的顶管机,通道内净尺寸大于5m×8m,或掘进切削面积不小于60m2,顶管机沿设计隧道线路掘进施工,通过设置始发井和接收井,实现顶管机的出入洞和非开挖的掘进施工,实现了超大型全断面矩形掘进施工。解决了现有超大型全断面矩形顶管施工中面临大断面、长距离、以及曲线掘进中所遇的难题。
本发明超大型全断面矩形顶管掘进施工方法的进一步改进在于,在顶管机沿隧道线路轴线掘进之前还包括将顶管机安装于所述始发井内的导轨上进行调试的步骤。
本发明超大型全断面矩形顶管掘进施工方法的进一步改进在于,所述顶管机分段吊装入所述始发井内,然后于所述始发井内组装调试,所述顶管机包括设于前端的大刀盘和设于所述大刀盘后方的偏心刀盘,掘进过程中,先启动大刀盘运转再启动偏心刀盘运转。分段吊装顶管机,减轻运输和吊装的重量,解决了顶管机体型大、吊装难的问题。采用大刀盘和偏心刀盘的组合实现先后切削土体,全断面覆盖,实现隧道的全断面施工。
本发明超大型全断面矩形顶管掘进施工方法的进一步改进在于,所述顶管机掘进过程中,对断面的土体进行分区循环压注式改良,包括:
对所述大刀盘处注入泡沫进行土体改良,所述泡沫的注入率适配于大刀盘的扭矩;
对所述小刀盘处注入聚合物泥浆进行土体改良,所述聚合物泥浆的注入率适配于对应的小刀盘的扭矩,所述聚合物泥浆包括高分子聚合物、钠基膨润土、以及水,以1∶4∶99的配比混合形成。
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