[发明专利]一种大管径分仓开挖人工顶管及应用顶管开挖的施工方法

说明书

一种大管径分仓开挖人工顶管及应用顶管开挖的施工方法，顶管包括工具管和混凝土管，工具管包括刃脚段和纠偏段，刃脚段的内部空间由隔板进行分隔，隔板一道水平中隔板和一道竖向中隔板组成，隔板将刃脚段的钢管内部空间分为三部分，分别为上部第一空间、上部第二空间和下部第三空间，顶管内固定连接有纠偏器。本发明通过对工具管的改造，有效的解决了砂卵地层传统顶管顶进难、沉降大、易坍塌等难题，规避了常规工具管在开挖掌子面较大，人工挖土过程中，二次扰动较频繁，加固的土体呈大块坍塌，同时连带未注浆土体一同掉落等问题，可以大幅度提高人工顶管过程中持续工作的效率，节省了施工工期和成本。

技术领域

本发明属于顶管施工领域，特别是一种分仓人工顶管及应用这种顶管开挖的施工方法。

背景技术

随着社会经济的迅猛发展，城市地下管线工程等也逐渐增多，经过多年的发展，施工方法由原先的开挖施工发展到少开挖或不开挖。其中顶管施工就是一种少开挖或不开挖的施工方法，它为城市道路交通的通行提供了巨大便利条件。

传统的人工顶管大多数应用在土质良好条件下，而对于在土质不良情况下，管前应加工具管。传统顶管工具管通常由刃脚和调整部分两部分组成。工具管在土质不良情况下扮演着重要的角色，对于工程地质条件为砂卵石地层，且管径大，掌子面暴露时间长，出土量较多，按照常规工具管进行人工挖土顶进，二次扰动较频繁，土体坍塌较为严重。

在土质不良情况下，对于顶管施工来说是非常不稳定的因素，其原因是在顶进过程中，人工挖土会造成土体的扰动，每顶进一步出土量较多，极易引起管前塌方，加固的土体呈大块坍塌，同时连带未注浆土体一同掉落，同时在顶进过程中，无法保证施工质量，时不时的塌方严重影响施工进度和施工安全；还有在穿越无地下水的砂卵石地层时，管道外壁减阻措施尤为重要，如果触变泥浆套形成不充分，存在孔眼，触变泥浆中水分极易流失，泥浆套外部细沙进入泥浆套内，造成管道外壁与土层抱死，增加阻力，顶力持续增加可能造成管口破坏及竖井整体稳定。同时配合原有工具管，在原有施工过程中，超前加固注浆量较大，土体板结非常严重，开挖过程中需要更多的配合电镐进行破碎，不但增加工作量，还不利于施工进度。

针对以上情况的分析，管径人工顶管在砂卵石层中顶进，必须对工具管进行优化，并在施工过程中通过试验段逐步调整至最佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种大管径分仓开挖人工顶管及应用顶管开挖的施工方法，为解决现有人工顶管对砂卵石地层二次扰动频繁，土体坍塌较为严重的技术问题，同时还要解决现有人工顶管顶入困难，容易造成后续混凝土管的外壁形成具有缺陷的触变泥浆套的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大管径分仓开挖人工顶管，包括由钢板制成的工具管以及与工具管连接的混凝土管，所述工具管包括刃脚段和纠偏段，所述刃脚段的内部空间由隔板进行分隔，所述隔板横断面为“丄”形，包括一道水平中隔板和一道竖向中隔板组成，所述水平中隔板位于刃脚段横截面水平直径位置处，水平中隔板的两侧端面固定连接在刃脚段的左右两侧内壁上，所述竖向中隔板立于水平中隔板的上侧中轴线位置处，竖向中隔板的底端面固定连接在水平中隔板的上侧，竖向中隔板的顶端面固定连接在刃脚段的顶部，所述隔板将刃脚段的钢管内部空间分为三部分，分别为上部第一空间、上部第二空间和下部第三空间，

所述顶管内固定连接有纠偏器。

所述刃脚段呈锥形，水平中隔板的上侧钢管为完整钢管，水平中隔板的下侧钢管为削切钢管，削切面为弧面，削切的深度小于刃脚段的管长。

所述水平中隔板和竖向中隔板的厚度相同。

所述完整钢管的管长最小值为2.0m，削切钢管的管长最小值为0.4m，纠偏段的管长为0.82m。

所述纠偏器设置在纠偏段和混凝土管连接位置处，沿该位置内侧环向间隔均匀设置一周。