地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910051807.7

申请日:

2009.05.22

公开号:

CN101571045A

公开日:

2009.11.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):E21D 9/00变更事项:专利权人变更前:上海广联建设发展有限公司变更后:上海广联环境岩土工程股份有限公司变更事项:地址变更前:201700 上海市青浦区新业路599号1幢869室变更后:201700 上海市青浦区新业路599号1幢869室|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21D 9/00申请日:20090522|||公开

IPC分类号:

E21D9/00

主分类号:

E21D9/00

申请人:

上海广联建设发展有限公司

发明人:

方兆昌; 李淑海; 顾荣森; 张志勇; 周海松; 项向荣; 顾迪鸣

地址:

201700上海市青浦区新业路599号1幢869室

优先权:

专利代理机构:

上海申汇专利代理有限公司

代理人:

林 炜

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内容摘要

一种地下暗埋箱涵管道的施工方法,涉及地下施工技术领域,所解决的是提高对施工场地的适应性、掘进导向精度及施工工效的技术问题。该方法先在管涵设计轴线两端建造一个出发井和一个接收井;再在接收井中安装水平拉力装置;然后采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间铺设多根同轴向拉索,各拉索的一端由接收井的水平拉力装置锁固,另一端对应固定于机头前端;施工时主要利用接收井中水平拉力装置对拉索组同步连续施加拉力,同时利用顶推装置对箱涵末端稍微施加顶推力,使掘进机头在拉力及顶推力双重作用下掘进前行,紧连机头尾部的箱涵被同步拖进涵洞。本发明提供的方法,适用于各种材质结构及断面尺寸的箱涵、管道和类同断面形态的地下通道。

权利要求书

1、  一种地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)在管涵设计轴线两端建造两个工作井,其中一个为出发井,另一个为接收井;
2)在出发井的机头出洞位置安装机头出洞装置,并对出洞装置进行防渗漏处理;在接收井的机头进洞位置安装机头进洞装置,并对进洞装置进行防渗漏处理;
3)在接收井中设置拉索反力墙,并在拉索反力墙上安装水平拉力装置;
4)采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间沿平行于暗埋箱涵管道轴线方向钻设多个水平定向孔,并在每个水平定向孔中铺设一根拉索,各拉索的一端由接收井中的水平拉力装置锁固,另一端经由水平定向孔分别拖引到出发井;
5)在出发井中的顶推装置工作位置后侧加固后靠土体,并留出顶推后背和顶推装置的工作位置;
6)在出发井中安装顶推装置,并在顶推装置后侧设置顶推后背;
7)将掘进机头吊放入出发井中,并将各拉索轴对称固定于掘进机头前端;
8)将掘进机头推进到掘进初始位,并拉紧全部拉索;
9)将第一节箱涵管节吊入出发井中,并将该箱涵管节与掘进机头尾部拼接;
10)利用接收井中的水平拉力装置对拉索组同步连续施加拉力,同时利用顶推装置对未端的箱涵管节尾部施加顶推力,使掘进机头在拉索组的拉力及顶推装置的顶推力的双重作用下掘进前行,同时使未端的箱涵管节进入所掘出的涵洞中;
11)将后一节箱涵管节吊入出发井中,并将该箱涵管节与前一节箱涵管节的尾部拼接,然后重复步骤10,直至第一节箱涵管节的前端进入接收井中的设定位置。

2、
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述顶推装置是千斤顶组,所述水平拉力装置由安装于拉索反力墙上的多个空心千斤顶组合而成,每根拉索对应一个空心千斤顶。

3、
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于:通过调节部分拉索的拉力及时纠正掘进机头的轻微偏移,以保证掘进机头的轴向行进精度。

4、
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在掘进期间向已进入所掘出的涵洞中的各箱涵管节外壁压注泥浆,使所压注的泥浆在各箱涵管节外壁形成泥浆套,以减小侧壁的行进阻力。

5、
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在掘进完成后向所掘出的涵洞中的各箱涵管节外壁压注水泥浆液,形成水泥浆固化包裹体。

说明书

地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法
技术领域
本发明涉及地下施工的技术,特别是涉及一种地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法的技术。
背景技术
顶管法施工具有对地面干扰小的优点,因此在目前的地下暗埋箱涵管道施工时被普遍采用。但是这种施工方法具有以下缺陷:1)由于顶管法施工中顶推装置所占出发井的空间较大,而且还要留出管节吊装位置,因此工作井的设计直径都较大,较大直径的顶管工作井经常受场地条件和周边建(构)筑物的限制而难以设置,对狭小施工场地的适应性较差,会遇到在城区局限的施工场地不能满足工作井断面和“后靠”加固空间的需求,或者需要投入较大措施费对邻近建构筑物采取非常手段的改造或保护措施;2)由于顶管掘进机的机头较重,因此顶管法施工在软土地区掘进过程中易出现机头偏离行进轴线的现象,特别是机头出、入洞时下倾尤为明显,使得掘进过程中的机头纠偏及出、入洞口位置的土体加固成为施工过程中的必要措施和工序,从而增加了附设纠偏油缸的投入和土体加固的工作量及相应费用,还降低了推进工效,而且因纠偏所致涵洞断面空间的扩大和原状土的扰动,易引起地面沉降量的增加,从而带来诸多环境安全性麻烦;3)由于顶管法施工只适用于顶进钢筋混凝土箱涵和较小断面的钢箱涵,而钢箱涵的抗弯强度往往随其断面的增大而降低,在顶推力和前方机头阻力作用下易产生变形,因此对箱涵材质结构及断面尺寸的适宜性有一定限制。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法,该方法对狭小施工场地的适应性强,无需额外纠偏措施即可随机控制掘进机头的轴向偏移,从而能节省费用、提高掘进工效,并能防止土体扰动,控制地面沉降,而且能适用于各种材质结构及断面尺寸的箱涵。
为了解决上述技术问题,本发明所提供的一种地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)在管涵设计轴线两端建造两个工作井,其中一个为出发井,另一个为接收井;
2)在出发井的机头出洞位置安装机头出洞装置,并对出洞装置进行防渗漏处理;在接收井的机头进洞位置安装机头进洞装置,并对进洞装置进行防渗漏处理;
3)在接收井中设置拉索反力墙,并在拉索反力墙上安装水平拉力装置;
4)采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间沿平行于暗埋箱涵管道轴线方向钻设多个水平定向孔,并在每个水平定向孔中铺设一根拉索,各拉索的一端由接收井中的水平拉力装置锁固,另一端经由水平定向孔分别拖引到出发井;
5)在出发井中的顶推装置工作位置后侧加固后靠土体,并留出顶推后背和顶推装置的工作位置;
6)在出发井中安装顶推装置,并在顶推装置后侧设置顶推后背;
7)将掘进机头吊放入出发井中,并将各拉索轴对称固定于掘进机头前端设定连接点位;
8)将掘进机头推进到掘进初始位,并拉紧全部拉索;
9)将第一节箱涵管节吊入出发井中,并将该箱涵管节与掘进机头尾部拼接;
10)利用接收井中的水平拉力装置对拉索组同步连续施加拉力,同时利用顶推装置对未端的箱涵管节尾部施加顶推力,使掘进机头在拉索组的拉力及顶推装置的顶推力的双重作用下掘进前行,同时使未端的箱涵管节进入所掘出的涵洞中;
11)将后一节箱涵管节吊入出发井中,并将该箱涵管节与前一节箱涵管节的尾部拼接,然后重复步骤10,直至第一节箱涵管节的前端进入接收井中的设定位置。
进一步的,所述顶推装置是千斤顶组,所述水平拉力装置由安装于拉索反力墙上的多个空心千斤顶组合而成,每根拉索对应一个空心千斤顶。
进一步的,通过调节部分拉索的拉力及时纠正掘进机头的轻微偏移,以保证掘进机头的轴向行进精度。
进一步的,在掘进期间向已进入所掘出的涵洞中的各箱涵管节外壁压注泥浆,使所压注的泥浆在各箱涵管节外壁形成泥浆套,以减小侧壁的行进阻力。
进一步的,在掘进完成后向所掘出的涵洞中的各箱涵管节外壁压注水泥浆液,形成水泥浆固化包裹体。
本发明提供的地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法,具有以下有益效果:
1)由于掘进机头掘进前行的合力由拉索组和顶推装置同时施加,且以拉力为主,因此顶推力设计值较小,因而顶推装置占用出发井内的空间也较小,使出发井直径在满足单个箱涵管节吊装前提下可适当缩小,对狭小施工场地的适应性较强。
2)由于拉索组兼有提供拉力与掘进机头掘进导向功用,因此无需额外纠偏措施即可随机控制掘进机头的轴向偏移,从而能节省费用、提高掘进工效,而且不存在纠偏引起的涵洞断面的增加问题,因此能防止土体扰动,控制地面沉降。
3)由于拉顶结合法以拉力为主,顶推力很小,箱涵行进过程处于受拉状态,而非挤压状态,对于轴向抗压变形弯矩较小的大断面钢质箱涵不会产生变形,因此能适用于各种材质结构及断面尺寸的箱涵、管道或类同断面形态的地下通道。
附图说明
图1是本发明实施例的地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法在施工前的俯视示意图;
图2是本发明实施例的地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法在施工前的竖向剖面示意图;
图3是本发明实施例的地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法在施工中的俯视示意图;
图4是本发明实施例的地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法在施工中的竖向剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述,但本实施例并不用于限制本发明,凡是采用本发明的相似方法及其相似变化,均应列入本发明的保护范围。
如图1-图4所示,本发明实施例所提供的一种地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)在管涵设计轴线两端建造两个工作井,其中一个为出发井4,另一个为接收井5;
2)在出发井4的机头出洞位置安装机头出洞装置,并对出洞装置进行防渗漏处理;在接收井5的机头进洞位置安装机头进洞装置,并对进洞装置进行防渗漏处理;
3)在接收井5中设置拉索反力墙,并在拉索反力墙上安装水平拉力装置8;
4)采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间沿平行于暗埋箱涵管道轴线方向钻设多个水平定向孔,并在每个水平定向孔中铺设一根拉索7,各拉索7(钢筋棒或钢索)的一端由接收井5中的水平拉力装置8锁固,另一端经由水平定向孔分别拖引到出发井4;
5)在出发井4中的顶推装置工作位置后侧加固后靠土体1,并留出顶推后背2(垫背)和顶推装置3的工作位置;
6)在出发井4中安装顶推装置3,并在顶推装置3后侧设置顶推后背2(垫背);
7)将掘进机头6吊放入出发井4中,并将各拉索7轴对称固定于掘进机头6前端;
8)将掘进机头6推进到掘进初始位,并拉紧全部拉索7;
9)将第一节箱涵管节吊入出发井4中,并将该箱涵管节与掘进机头6尾部拼接;
10)利用接收井5中的水平拉力装置8对拉索组同步连续施加拉力,同时利用顶推装置3对未端的箱涵管节尾部施加顶推力,使得掘进机头6在拉索组的拉力及顶推装置3的顶推力的双重作用下掘进前行,同时使未端的箱涵管节进入所掘出的涵洞中;
11)将后一节箱涵管节吊入出发井4中,并将该箱涵管节与前一节箱涵管节的尾部拼接,然后重复步骤10,直至第一节箱涵管节的前端进入接收井5中的设定位置。
本发明实施例中,各箱涵管节的内壁设有多个拼接装置,在掘进机头6上设有轴对称的钢索,并通过钢索与末节箱涵管节内壁的各拼接装置连接,通过同步均匀拉紧钢索,使各管节的拼接端面所受拉紧压力大于管节外壁侧阻力(该侧阻力使管节连接结构处于受拉状态),以保证掘进机头6与管节之间、各管节之间的可靠连接,防止管节连接结构发生拉伸损坏。
本发明实施例中,所述顶推装置3是千斤顶组,所述水平拉力装置8由安装于拉索反力墙上的多个空心千斤顶组合而成,每个拉索7对应一个空心千斤顶。
本发明实施例中,由出发井4负责掘进期间的出土,并控制出土量,以确保施工安全。
本发明实施例中,通过调节部分拉索7的拉力及时纠正掘进机头6的轻微偏移,以保证掘进机头6的轴向行进精度。
本发明实施例中,在掘进期间向已进入所掘出的涵洞中的各箱涵管节外壁压注泥浆,使所压注的泥浆在各箱涵管节外壁形成泥浆套,以减小侧壁的行进阻力。
本发明实施例中,在掘进完成后向所掘出的涵洞中的各箱涵管节外壁压注水泥浆液,形成水泥浆固化包裹体。
本发明实施例中所述的水平定向钻进成孔技术为现有技术。
本发明实施例的地下暗埋箱涵管道的拉顶式施工方法,适用于各种断面尺寸的钢筋混凝土或钢质结构的地下暗埋箱涵、管道和类同断面形态的地下通道。

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一种地下暗埋箱涵管道的施工方法,涉及地下施工技术领域,所解决的是提高对施工场地的适应性、掘进导向精度及施工工效的技术问题。该方法先在管涵设计轴线两端建造一个出发井和一个接收井;再在接收井中安装水平拉力装置;然后采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间铺设多根同轴向拉索,各拉索的一端由接收井的水平拉力装置锁固,另一端对应固定于机头前端;施工时主要利用接收井中水平拉力装置对拉索组同步连续施加拉力,同时。

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