[发明专利]上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法

说明书

本发明公开了上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法，属于顶管施工技术领域。上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法，包括以下步骤：S01，硬岩预处理：对侵入顶管隧道的硬岩进行预破碎处理；S02，扩大开挖直径：调整刀盘，扩大顶管机底部的开挖直径；S03，压注泥浆和增稠剂：向刀盘前压注泥浆和增稠剂，增加土体和易性和平衡土体的压力，保持砂层开挖面稳定；S04，防沉降处理：向管片外围注入高稠度的膨润土填充；S05，姿态调整：顶进过程中，对顶管机进行轴线纠偏及姿态纠滚，保证顶进精准。本发明有效解决了上软下硬复杂地质大尺寸矩形顶管施工中，顶管机姿态上浮、左右滚动的技术难题。

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，尤其涉及上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法。

背景技术

在城市地铁出入口人行通道、地下停车场、过街通道、综合管廊等领域中，常用大尺寸矩形顶管施工。大尺寸矩形顶管施工避免了道路的开挖，方便了交通出行；同时，其施工安全、效率高，越来越受到重视。

但是，城市的地质情况复杂，现有的大尺寸矩形顶管施工一般适应于软土或者砂土地层。在上软下硬复杂地层的顶进过程中，因刀盘不能完全切屑底部的硬岩地层，导致未完全切屑的硬岩使矩形顶管机产生姿态上浮、左右滚动。

上软下硬复杂地层大尺寸矩形顶管施工一直没有解决的方法，相关技术中也没有类似的施工技术。因此，上软下硬复杂地层大尺寸矩形顶管施工方法研究意义重大。

发明内容

本发明的目的是，提出上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法，通过硬岩预处理、扩大开挖直径、平衡挖面、防沉降处理、姿态纠偏，实现在上软下硬地层中大尺寸矩形顶管的正常施工；以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法，包括以下步骤：

S01，硬岩预处理：对侵入顶管隧道的硬岩进行预破碎处理；

S02，扩大开挖直径：调整刀盘，扩大顶管机底部的开挖直径；

S03，压注泥浆和增稠剂：向刀盘前压注泥浆和增稠剂，增加土体和易性和平衡土体的压力，保持砂层开挖面稳定；

S04，防沉降处理：向管片外围注入高稠度的膨润土填充；

S05，姿态调整：顶进过程中，对顶管机进行轴线纠偏及姿态纠滚，保证顶进精准。

优选的，在步骤S01硬岩预处理中，采用水平钻机对侵入顶管隧道的硬岩进行钻透。

优选的，在钻透后，对钻孔填充膨润土浸泡。

优选的，在步骤S02扩大开挖直径中，加大刀盘电机减速比，增强切削能力。

优选的，在步骤S03压注泥浆和增稠剂中，从刀盘主轴孔向前压注泥浆和增稠剂。

优选的，在步骤S03压注泥浆和增稠剂中，减慢顶进速度，使砾石与泥浆充分搅拌均匀。

优选的，在步骤S05姿态纠偏中，轴线纠偏采用纠偏机构与多螺机协同纠偏模式；

各螺机转速独立调控，通过调整不同位置螺机的转速，控制对应的出土量；

前盾后设置若干个纠偏油缸，调整前盾姿态；

对盾体周向注浆打泥，实现盾体抬升与左右侧移；

结合搭配调整，控制主机轴线姿态稳定，实现姿态纠偏。

优选的，在步骤S05姿态纠偏中，通过前盾的倾角状态，对不同区域的刀盘转速与转向进行调整、控制；

通过调整前盾周向的注浆流向，对前盾滚动进行纠正；

结合搭配调整，实现姿态纠滚。

与现有技术相比，本发明提供了上软下硬地层大尺寸矩形顶管施工方法，具备以下有益效果：