大口径顶管对接工艺.pdf

本发明涉及一种大口径顶管对接工艺，通过改良对接区土体改造大口径顶管工具管、对接区气压封堵施工，完成大口径顶管对接。本发明不仅可以满足在交通要道、区域枢纽瓶颈部位或地下存在不可避让管线的区域等受限制地区进行大口径顶管施工的要求，而且可以满足缩短长距离顶管施工工期的要求。在大口径顶管对接过程中，对道路交通、周边管线、人民生活几乎没有影响，具有良好的社会效益。本发明可以使地下管道施工过程中许多不可能变为现实，工程的造价和风险低，具有广阔的市场前景。

1.  一种大口径顶管对接工艺，其特征在于，具体步骤如下：
一.改良对接区域土体
采用深层搅拌装、高压旋喷桩、冷冻法中的一种方法对对接区域土体进行改良；其改良区域长度以工具管纠偏前段+刀盘宽度+对接间隙来确定；改良区域深度及宽度应以顶力扩散范围取值，以工具管前段长度作上下左右延伸；
二.改造顶管工具管
进行大口径顶管对接时，对两个工具管作适应顶管对接的需求的改造：
A.工具管的改造
1)增加注浆系统
在顶管工具管刀盘前部、土仓、土仓外封板处增设注浆孔，使浆液能通过注浆孔向顶管前方、周围喷射；
2)去除刀盘前锥体
3)刀具后增设钢板
在工具管头部设置多个长度为50cm的插板，当工具管到达对接位置时，两工具管所设置的插板伸出至与另一工具管接触，起到挡土作用，防止在对接时发生大面积塌方和渗漏；
B.对接前工具管内部的改造：
将一个工具管内设备全部拆除，并拆除工具管大轴承，如在拆除过程中有严重漏，立即封闭，对土仓土体进行注浆加固后再进行作业；切割胸板，清除土仓内土体，把刀盘外沿与工具管壳固结，用弧形圆钢封堵刀盘与外壳体之间的间隙，并用钢板把刀盘封闭；
三.对接区气压封堵施工
将两个对接顶管工具管内舱作为一个气压仓，在工具管尾设置封板，使两工具管内形成一个密闭的气压工作环境，进行全气压封堵施工；
1)气压施工流程：
A.封闭管道，安装一个全气压过渡舱；
B.对管道及过渡舱进行检测，满足要求后才能进行下一步施工；
C.在气压下把出土口盖板更换成带注浆孔的密封盖板，然后在常压下对工具头前部注入惰性浆液；
D.在气压下打开出土孔和人孔，用电锤、滑轮、高压水枪等设备清除土仓内障碍物；
E.从上到下土仓内土体开挖，并及时用钢板焊接封堵；
2)气压封堵施工
在浆液凝固后，割除工具管胸板进行观察，如无渗水，继续切割作业，否则用δ＝20筋板加固，从工具管内向外进行注浆，在确定没有渗漏情况下，清出作业面，用δ6钢板封闭二工具管间隙后，再将2#工具管内胸板及刀盘条幅割除，最后用δ＝25钢板8块按圆周等分固结二工具管；
四.顶管对接处管节制作
两工具管撑板、挡板处理完毕后，两工具管用δ＝6mm钢板连接成一整体，然后在工具管内壁浇筑钢筋砼，或采用喷射砼，使工具管内径与污水砼管道内径一致，保证管道顺直，同时起到防腐功效。

大口径顶管对接工艺
技术领域
本发明涉及了一种地下管道顶管施工工艺，尤其是一种用于大口径顶管工程中，可以解决复杂或受限制条件下顶管施工以及使用在长距离顶管工程中的顶管对接施工工艺。
背景技术
随着地下管道在交通、能源、环境治理、电力运输、城市排水等方面的广泛运用，使得地下形成了错综复杂的管道交通。因此在实施新的管道工程时，尤其在交通要道、区域枢纽等地区，地下管线复杂、埋深不一，给大口径顶管施工带来了困难，许多瓶颈部位甚至不具备施工条件，使管道施工面临了地下对接的问题。
另一方面，跨区域、城市甚至跨国的长距离管道工程不断涌现，而管道长度的增加，使工程风险、成倍也不断上升，工期增加等，这些因素也限制了长距离顶管的发展。
发明内容
本发明是要解决大口径顶管施工在交通要道、区域枢纽等地区，地下管线复杂、埋深不一需要对接的技术问题，而提供一种大口径顶管对接工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
大口径顶管对接工艺，其步骤如下：
1、改良对接区域土体
采用深层搅拌装、高压旋喷桩、冷冻法中的一种方法对对接区域土体进行改良；其改良区域长度以工具管纠偏前段+刀盘宽度+对接间隙来确定；改良区域深度及宽度应以顶力扩散范围取值，以工具管前段长度作上下左右延伸；
2、改造顶管工具管
进行大口径顶管对接时，对两个工具管作适应顶管对接的需求的改造：
A.工具管的改造
1)增加注浆系统
在顶管工具管刀盘前部、土仓、土仓外封板处增设注浆孔，使浆液能通过注浆孔向顶管前方、周围喷射；
2)去除刀盘前锥体
3)刀具后增设钢板
在工具管头部设置多个长度为50cm的插板，当工具管到达对接位置时，两工具管所设置的插板伸出至与另一工具管接触，起到挡土作用，防止在对接时发生大面积塌方和渗漏；
B.对接前工具管内部的改造：
将一个工具管内设备全部拆除，并拆除工具管大轴承，如在拆除过程中有严重漏，立即封闭，对土仓土体进行注浆加固后再进行作业；切割胸板，清除土仓内土体，把刀盘外沿与工具管壳固结，用弧形圆钢封堵刀盘与外壳体之间的间隙，并用钢板把刀盘封闭；
3、对接区气压封堵施工
将两个对接顶管工具管内舱作为一个气压仓，在工具管尾设置封板，使两工具管内形成一个密闭的气压工作环境，进行全气压封堵施工；
(1)气压施工流程：
A.封闭管道，安装一个全气压过渡舱；
B.对管道及过渡舱进行检测，满足要求后才能进行下一步施工；
C.在气压下把出土口盖板更换成带注浆孔的密封盖板，然后在常压下对工具头前部注入惰性浆液；
D.在气压下打开出土孔和人孔，用电锤、滑轮、高压水枪等设备清除土仓内障碍物；
E.从上到下土仓内土体开挖，并及时用钢板焊接封堵；
(2)气压封堵施工
在浆液凝固后，割除工具管胸板进行观察，如无渗水，继续切割作业，否则用δ＝20筋板加固，从工具管内向外进行注浆，在确定没有渗漏情况下，清出作业面，用δ6钢板封闭二工具管间隙后，再将2#工具管内胸板及刀盘条幅割除，最后用δ＝25钢板8块按圆周等分固结二工具管；4、顶管对接处管节制作
两工具管撑板、挡板处理完毕后，两工具管用δ＝6mm钢板连接成一整体，然后在工具管内壁浇筑钢筋砼，或采用喷射砼，使工具管内径与污水砼管道内径一致，保证管道顺直，同时起到防腐功效。
本发明的有益效果是：通过改造大口径顶管工具管、改良对接区土体及对接区气压封堵施工，完成大口径顶管对接。本发明不仅可以满足在交通要道、区域枢纽瓶颈部位或地下存在不可避让管线的区域等受限制地区进行大口径顶管施工的要求，而且可以满足缩短长距离顶管施工工期的要求。在大口径顶管对接过程中，对道路交通、周边管线、人民生活几乎没有影响，具有良好的社会效益。本发明可以使地下管道施工过程中许多不可能变为现实，工程的造价和风险低，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1，2是对接区土体改良区域示意图；
图3是两工具管示意图；
图4是顶管工具管刀盘前部、土仓、土仓外封板处增设注浆孔示意图；
图5是工具管头部去除刀盘前锥体和刀具后增设钢板示意图；
图6是1#工具管处理后的状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明专利。应理解，这些实施例仅用于说明本本发明专利而不用于限制本发明专利的范围。此外应理解，在阅读了本发明专利讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的大口径顶管对接工艺，其步骤如下：
1、对接区域土体改良(图1，2)
为保证顶管顺利对接，对两个顶管工具管位置应有所限制，防止工具管在对接过程中产生不必要的侧向位移，同时为保证对接区域的止水效果，有必要对对接区域的土体进行改良。
改良的措施主要有深层搅拌装、高压旋喷桩、冷冻法等。
改良区域长度以工具管纠偏前段+刀盘宽度+对接间隙来确定。
改良区域深度及宽度应以顶力扩散范围取值，以工具管前段长度作上下左右延伸。
2、顶管工具管的改造(图3)
进行大口径顶管对接时，对两个工具备作相应的改造，以便适应顶管对接的需求。(1#工具管与2#工具管)
A.工具管的改造
工具管在原有的顶管设备上新增以下几个功能：
(1)注浆系统(图4)
在顶管工具管刀盘前部、土仓、土仓外封板处增设注浆孔9，使浆液能通过注浆孔向顶管前方、周围喷射，通过对周围土体的注浆，提高土的强度，增加对接施工的安全性，保护周边环境及管线等。
(2)去除刀盘前锥体(图5)
为减小对接时两个工具管的缝隙，提高对接施工中的安全性，故拆除工具管刀盘前方锥体刀盘10。
(3)刀具后增设钢板(图5)
在工具管头部设置一定数量插板11，长度约50cm，当工具管到达对接位置时，两工具管所设置的插板伸出至与另一工具管接触，起到挡土作用，防止在对接时发生大面积塌方和渗漏。
B.对接前工具管内部的改造(图6)：
将一个工具管内设备全部拆除(工具管纠偏千斤顶暂时不拆)，并拆除工具管大轴承，如在拆除过程中有严重漏，立即封闭，对土仓土体8进行注浆加固后再进行作业；切割胸板2，清除土仓3内土体，把刀盘外沿6与工具管外壳1固结，用弧形圆钢5封堵刀盘肢体7与外壳1之间的间隙，并用钢板把刀盘封闭。
3、对接区气压封堵施工
为保障封堵过程中能提供一个稳定的工作面，减小施工风险，决定利用两个对接顶管工具管内舱作为一个气压仓，在工具管尾设置封板，使两工具管内形成一个密闭的气压工作环境，进行全气压封堵施工。
(1)气压施工流程
A.封闭管道，安装一个全气压过渡舱。
B.对管道及过渡舱进行检测，满足要求后才能进行下一步施工。
C.在气压下把出土口盖板更换成带注浆孔的密封盖板，然后在常压下对工具头前部注入惰性浆液。
D.在气压下打开出土孔和人孔，用电锤、滑轮、高压水枪等设备清除土仓内障碍物。
E.从上到下土仓内土体开挖，并及时用钢板焊接封堵。
(2)气压封堵施工
在浆液凝固后，割除工具管胸板2进行观察，如无渗水，继续切割作业，否则用δ＝20筋板4加固，从工具管内向外进行注浆，在确定没有渗漏情况下，清出作业面，用δ6钢板封闭二工具管间隙后，再将2#工具管内胸板2及刀盘条幅割除，最后用δ＝25钢板8块按圆周等分固结二工具管。
4、顶管对接处管节制作
两工具管撑板、挡板处理完毕后，两工具管用δ＝6mm钢板连接成一整体，然后在工具管内壁浇筑钢筋砼，或采用喷射砼，使工具管内径与污水砼管道内径一致，保证管道顺直，同时起到防腐功效。