[发明专利]一种用于复杂地质层的顶管施工方法

说明书

本发明公开了一种用于复杂地质层的顶管施工方法，采用泥水平衡复合刀盘破岩式顶管机；并包括以下流程：顶管井内设施安装、管道安装、顶管始发、顶管顶进、中继间施工以及顶管到达接收井；进行顶管井内设施安装流程时，包括以下步骤：后背墙加强、后靠背安装、顶管机下井就位、两根始发轨道安装、掘进机安装、测量仪器安装以及洞门密封止水装置安装；进行顶管始发流程时，掘进机出洞时，用U型铁压在掘进机的尾部，防止掘进机头叩头；在掘进机顶进时，向管道的外表面与地层之间的间隙压注一定量的润滑泥浆，使掘进机、管道与地层之间形成一层泥浆套；进行顶管顶进流程时，包括正常顶进和管道焊接。本发明的顶管施工方法可有效减少对地层的扰动。

技术领域

本发明涉及一种用于复杂地质层的顶管施工方法。

背景技术

污水海湾排放是污水排放出口设在海湾并向海水中排放的一种污水排放形式。由污水处理厂引出的排海管由陆域段和海域段连接而成。陆域段排海管要在陆地上进行埋设至海岸，再通过陆域过渡段与海域段排海管连接。考虑管道的埋深、开挖条件和经济性等因素，在埋深较大、无开挖条件的管道多采用顶管施工。顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。但是若顶管要穿越复杂地质层时，如顶管要穿越残积土、微风化花岗、强风化花岗、粉质粘土和砾质黏土等多种地层，地质变化频繁，岩石最高强度约115MPa。同时顶进轴线上有多块强度较高的孤石时，设备难以控制方向且破碎难，因此顶进速度慢，对地层扰动大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于复杂地质层的顶管施工方法，它根据管道所穿越地层地质特点，采用泥水平衡模式进行顶进施工，可减少顶进过程中对地层的扰动。

本发明的目的是这样实现的：一种用于复杂地质层的顶管施工方法，采用泥水平衡复合刀盘破岩式顶管机；所述顶管施工方法包括以下流程：顶管井内设施安装、管道安装、顶管始发、顶管顶进、中继间施工以及顶管到达接收井；

进行顶管井内设施安装流程时，包括以下步骤：后背墙加强、后靠背安装、顶管机的主顶油缸下井就位、两根始发轨道安装、顶管机的掘进机安装、测量仪器安装以及洞门密封止水装置安装；所述顶管井具有底板；后背墙形成于顶管井的后侧面；后靠背紧贴在后背墙的前侧面并且垂直地面；所述主顶油缸布置在两根始发轨道上且后端抵靠在后靠背的前侧面，主顶油缸的前端能够推送管道；两根始发轨道平行地铺设在主顶油缸前方的顶管井的底板上，用于限定管道的顶进方向；所述掘进机布置在两根始发轨道上，并位于所述管道的前方；

进行管道安装流程时，将管道缓慢吊至顶管井内的两根始发轨道上；第一节管道的前端与掘进机的尾端为承插式连接，第一节管道的前端的承口上安装两道止水密封圈，然后被主顶油缸推到掘进机的尾端插口中，并与掘进机的螺杆连接；第二节管道的前端与第一节管道的尾端也为承插式连接，第二节管道的尾端设有焊接坡口并与第三节管道焊接连接，第三节管道与后续的管道之间均为焊接连接；管道插接或焊接完成后再顶进；第一节管道顶进时采用U型铁压在第一节管道的尾部上；

进行顶管始发流程时，掘进机出洞时，用U型铁压在掘进机的尾部；

在掘进机带着管道向前顶进时，要向管道的外表面与地层之间的间隙压注一定量的润滑泥浆，使掘进机、管道与地层之间形成一层泥浆套；先计算出润滑泥浆的理论注浆量，再根据理论注浆量和地质状况计算润滑泥浆的实际注浆量；实际注浆量用如下公式计算：V＝2π×(R²-r²)×L×f

式中：V为实际注浆量，m³；

R为顶管机的开挖直径，m；

r为顶进的管道外径，m；