[发明专利]一种防涌沙顶管作业方法及系统

说明书

本发明提供了一种防涌沙顶管作业方法及系统，该方法包括在所述管道的预设方向上设置有一护壁；在逐节顶进所述管道管节的同时，同步顶进所述护壁，所述护壁的头部与所述机头的头部的距离小于所述机头的长度；或在每一节所述管道管节顶进后，将所述护壁顶进第一预设距离，所述护壁在顶进第一预设距离后，所述护壁的头部与所述机头的头部的距离小于所述机头的长度；所述护壁与所述管道之间设置有注浆间隙，在所述管道通过预设区域时，在所述注浆间隙中进行注浆作业；通过护壁与管道的同步顶进或交替顶进的方式对顶管机头开挖的通道进行及时的结构加固和保持，以减少涌沙等事故的发生，具有良好的实践意义。

技术领域

本发明涉及到工程施工领域，具体涉及到一种防涌沙顶管作业方法及系统。

背景技术

图1示出现有顶管施工的工程结构示意图。顶管法施工是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在出发井中借助于顶管机产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管道管节完成顶入作业后，再下第二节管道管节管子继续顶进，持续进行作业直至机头穿过土层到达接收井内被吊起，若干节管道管节组合形成所需的管道。

一般的，机头的最大线径会略大于管道的外径，从而使通过机头顶出的通道的线径略大于管道的外径，降低管道的顶入阻力；在机头后方所顶出的通道的土质由于受力失去平衡产生运动；在地下水较为丰富的南方，由于地下水的原因，管道穿越在沙层下方，由于沙透水性比较强，在这种情况下，随着土质的运动，沙与水会在压力作用下一起大量涌出，并沿着管道壁反灌至出发井，淹没顶管机等相关设备。

一方面，由于涌沙涌水(沙浆)对土质受力平衡的影响较大，需要长时间才能恢复，同时顶管设备淹水后需要修理才能再次工作，工期耽误时间较大；另一方面，顶管作业在意外终止后，再次启动的顶管压力要求较大，原有顶管设备可能无法支持作业，需要重新架设设备，成本花费较大。

因此，在顶管作业中，应尽可能的避免涌沙等情况的发生。

发明内容

为了克服现有顶管作业的缺陷，本发明提供了一种防涌沙顶管作业方法及系统，通过护壁与管道的同步顶进或交替顶进的方式对顶管机头开挖的通道进行及时的结构加固和保持，以减少涌沙等事故的发生，具有良好的实践意义。

相应的，本发明提供了一种防涌沙顶管作业方法，管道由若干个节管道管节组成，在顶管机头的尾部逐节接驳所述管道管节并逐节顶进所述管道管节，直至所有管道管节接驳并顶进完毕，管道敷设完成；

其特征在于，在所述管道的预设方向上设置有一护壁；

在逐节顶进所述管道管节的同时，同步顶进所述护壁，所述护壁的头部与所述机头的头部的距离小于所述机头的长度；

或在每一节所述管道管节顶进后，将所述护壁顶进第一预设距离，所述护壁在顶进第一预设距离后，所述护壁的头部与所述机头的头部的距离小于所述机头的长度；

所述护壁与所述管道之间设置有注浆间隙，在所述管道通过预设区域时，在所述注浆间隙中进行注浆作业。

可选的实施方式，所述护壁由若干节护壁管节逐节接驳形成；

在所述护壁的顶进作业前，当所述护壁的当前剩余顶进长度小于所述护壁的顶进作业的顶进距离时，在当前的护壁的末端接驳一节所述护壁管节。

可选的实施方式，所述管道管节的轴向长度为所述护壁管节的轴向长度的整数倍。

可选的实施方式，所述护壁为圆筒状，所述护壁包围在所述管道外。

可选的实施方式，所述注浆作业的位置为所述机头的尾部和所述护壁的头部。

可选的实施方式，所述注浆作业中的浆液的组分重量比为，水泥：砂：触变剂：水＝180:1000:5:400。