[发明专利]土石组合地质条件下人工顶管施工方法

说明书

技术领域

    本发明属于建筑工程领域，涉及一种土石组合地质条件下人工顶管施工方法。

背景技术

城市建设的快速发展，促使城市基础配套设施必须进行完善，各类管线都要进行敷设，为节约地上空间，目前各种管线多采用地下埋设的方式，但在人口密集的市区或主干道开挖埋设管道对于周边居民及交通影响较大，因此顶管施工在城市管道建设中的应用越来越广泛。

济南市地质条件特殊，地下岩层分布广，且岩层以上多为杂填土。顶管施工时作业面狭小，特别是在土石组合地质条件下进行顶管，将面临石方拆除难度大、塌方等困难，若采用爆破施工拆除石方，对周边建筑设施影响较大，且超挖值不宜控制，操作人员人身安全难以保障。

发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种对周边建筑、地下管线、地基影响小的土石组合地质条件下人工顶管施工方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的土石组合地质条件下人工顶管施工方法，其特征在于：包括以下步骤：施工准备→工作井制作→设备安装、工具管制作→土、石方拆除→管道顶进→管内注浆→检查井砌筑及回填。

具体步骤如下：

（1）工作井制作

   工作井制作可根据现场条件，在确保施工安全的前提下选用沉井、锚喷支护、现浇钢筋砼护壁、倒挂井壁法等方式；

（2）工具管制作

  在传统工具管制作的基础上加设钢板防护罩，钢板防护罩锚固在第一节管道外侧上部，钢板防护罩下面与管道上面之间形成作业空间；将防护罩分解为若干片运至井内进行拼装；

（3）土、石方拆除

A土方拆除

土石组合地质条件下的土石方拆除采取斜面掘进法，自上而下进行；条件允许情况下进行预顶，将钢板防护罩切入土层内部，先将管道拱顶前端土方挖除，挖掘深度小于允许超挖值及钢板防护罩切入深度；

B石方拆除：

液压岩石劈裂机配合风钻、风镐拆除石方；严格控制超挖量，随挖随顶进；超挖量控制主要针对石方部位，通过优化钻孔位置布设达到减小超挖值的目的；工作井内通风畅通；工作井内配备有害气体检测仪，防止有害气体渗入；

（4）管道顶进

管道顶进时密切注意顶力变化，如发现顶力骤增立即停止顶进，进洞检查是否有石块棱角阻碍顶进，若洞内无障碍物，则考虑钢板防护罩进入土层后遇到障碍物，应继续挖掘直至障碍物清除；若岩层分布发生变化，管顶以上部位位于岩层时需遵循随挖随顶进的原则；

（5）管内注浆

注浆前先将工作井及接收井内的管道外壁与拱洞之间空隙封堵，防止浆体外流，注浆时分层注入，待注入浆体沉淀凝固后再次注入。

步骤（2）工具管制作中，

为减小超挖量，钢板防护罩与管道外壁弧度一致；管内作业空间不足时，在管道外壁与钢板防护罩之间加设型钢，最大限度加大作业空间，型钢厚度小于允许超挖值；为防止塌落土方损坏防护罩，钢板防护罩锚固长度与管前长度比例宜为1：2；管顶以上为杂填土时，为防止塌方需进行预顶，为减小顶进阻力，选用钢板较厚时，将前端制作成刃脚。

步骤（3）土、石方拆除中，步骤B石方拆除时，

钻孔：为防止钻孔时产生粉尘，将风钻加设注水管；孔距根据石质情况及液压劈裂机功率确定；

劈裂：利用上部土方挖除后形成的空间作为临空面，使用液压岩石劈裂机将整体岩层分解成块状，劈裂顺序自上而下进行，再利用风镐将不易于搬运的石块破碎；

边角整修：利用风镐将拆除不到位部位进行整修，拱洞底部按照设计高程使用碎石进行整平，确保管道顺利通过。

步骤（5）管内注浆中，注浆包括以下重量百分比的原料：水泥30%，细粘土60%，生石灰10%，再加入占原料总重量50%的水，搅拌均匀即成。

本发明的土石组合地质条件下人工顶管施工方法所用的防护罩，其特征在于：防护罩锚固在第一节管道外侧上部，防护罩由若干块钢板固定在一起制成，防护罩呈向下弯曲的圆弧形，钢板防护罩下面与管道上面之间形成作业空间；管道外壁与钢板防护罩之间设有用于加强支撑的型钢支撑杆。

钢板防护罩的锚固长度与管道前长度比例宜为1：2，即防罩有三分之一的长度锚固在第一节管道上，有三分之二的长度位于第一节管道前面。

本发明的有益效果是，对周边建筑设施无影响，确保施工安全，超挖量小，降低施工成本，保证施工进度，对地下管线、地基等影响小。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。图2为防护罩与第一节管道示意图。