[发明专利]浅埋深顶管控制地面结构变形的设备及施工方法

说明书

本发明涉及管线铺设施工技术领域，具体涉及浅埋深顶管控制地面结构变形的设备及施工方法。本发明提供的浅埋深顶管控制地面结构变形的设备及施工方法中，浅埋深顶管控制地面结构变形的设备，包括设置在沉井背景墙前侧的枕木，所述枕木上设有与若干组顶镐一端连接的枕铁，所述顶镐的另一端固接有顶铁，所述顶铁顶置在混凝土管的侧壁上，所述混凝土管上设有注浆孔。本发明中的设备和方法，能在浅埋深顶管施工中减少开挖量和回填量，获得可观的经济效益，在不影响正常交通的情况下，完成施工任务，获得一定的社会效益。

技术领域

本发明涉及管线铺设施工技术领域，具体涉及浅埋深顶管控制地面结构变形的设备及施工方法。

背景技术

现有技术中，中国专利CN103938703A公开了一种顶管施工方法，包括以下步骤：步骤一、根据设计管道中心线，在选定的施工位置放出开挖线位置，依据开挖线位置向下挖掘工作井和接收井；其中，所述工作井采用方形沉井结构，方形沉井结构净空尺寸为长L×宽B，净深度为3m～9m，且所述工作井四周侧墙浇注钢筋混凝土，工作井井底铺设混凝土封底并浇注钢筋混凝土底板；步骤二、工作井上设活动式工作平台，活动式工作平台上设起重架，起重架装电动卷扬机，所述活动式工作平台和起重架上架设工作棚；步骤三、在工作井底部铺设碎石，碎石内埋设枋木，枋木上水平安装顶管导轨，并沿顶管导轨方向安装顶管顶进设备，顶管顶进设备设置有千斤顶，所述工作井侧墙上设置用于支撑千斤顶的后背墙；步骤四、将首节混凝土管道放置在顶管导轨上，并通过顶管顶进设备顶进，在位于首节混凝土管道前端的工作井侧墙上挖掘一个深30～50厘米、断面形状与首节混凝土管道相同的坑道，通过顶管顶进设备将首节混凝土管道顶进坑道，如此重复挖掘和顶进，将首节混凝土管道完全顶进坑道；步骤五、首节混凝土管道顶进后再在顶管导轨上放置下一节混凝土管道，并重复边挖掘坑道边顶进管道，将所有混凝土管道顶进；步骤六、将所有混凝土管道通过混凝土承插管结构连接并顶紧，混凝土承插管结构的插口和承口之间设置O型橡胶圈，顶紧后任意相邻两个混凝土管道的管口内侧留10～20mm的空隙且两管间的孔隙为10～15mm；步骤七、混凝土管道顶紧后通过混凝土管道预留的压浆孔进行管道注浆。该专利不能解决在施工时地面结构变形进行控制，导致地面结构变形量大的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供浅埋深顶管控制地面结构变形的设备及施工方法，在浅埋深顶管施工基本没有纵向土体变形及深层土体水平位移的计算公式，在顶管工程现场主要集中在对地面变形的监测，对于在顶管施工过程中深层土体移动、土压力、孔隙水压力、地下水位变化的现场监测以及判断扰动区土体性质变化的标准贯入度试验和静力触探。

本发明是通过如下技术方案实现的：浅埋深顶管控制地面结构变形的设备，包括设置在沉井背景墙前侧的枕木，所述枕木上设有与若干组顶镐一端连接的枕铁，所述顶镐的另一端固接有顶铁，所述顶铁顶置在混凝土管的侧壁上，所述混凝土管上设有注浆孔。

进一步地，所述背景墙的厚度为50cm，外径尺寸为5m，深度为3.5m。

进一步地，所述顶镐为3套，规格为200T。

进一步地，所述混凝土管设置的位置为距地面1.5～3m。

进一步地，所述混凝土管直径为1.4～3.6m。

本发明还提供了一种使用浅埋深顶管控制地面结构变形的设备施工方法，包括以下步骤：

步骤1，按照设计在原始地貌布设开挖线，按照所述开挖线设定位置和设定深度向下挖掘沉井和接收坑；

步骤2，利用总顶力计算公式(1)进行设备选择，

P＝n×G×L……(1)；

步骤3，对沉井背景墙的截面积公式(2)计算，

F≥P/[σ]……(2)，

根据截面积公式(2)确定和选取钢筋混凝土沉井背墙尺寸；