专利名称：一种地下连续墙锁口管顶拔的施工方法
技术领域：
本发明涉及的是一种在地下连续墙施工中进行锁口管顶拔的方法，特别是在采用锁 口管接头方式或使用锁口管作为后靠进行十字钢板清理的大深度大厚度地下连续墙施工 中，对大体积、大重量锁口管进行顶拔，然后进行后续施工的方法，属于建筑工程领域。
背景技术：
地下连续墙于1950年始创于意大利，首先用于水利水电基础工程中，而后推广到建 筑、市政、交通、矿山、铁道和环境等工程中。地下连续墙的厚度和深度是其技术水平 的重要标志，最初的地下连续墙厚度不超过60cm，深度不超过20m， 1980年以后，先后 出现了墙厚超过1.2m、深度超过100m的超深超厚地下连续墙。我国于上世纪50年代引入 地下连续墙施工技术，和其他国家一样，也是首先从水利水电工程中开始应用该技术的， 而后推广到其他领域。
锁口管接头形式是国内地下连续墙较常见的形式，其应用在我国也有近30年历史 了。在地下连续墙施工中需将己插入槽段中的锁口管顶拔，对现在文献资料检索表明 由丛蔼森编著的《地下连续墙设计施工与应用》在第854页 855页介绍了相关内容，包 括锁口管顶拔的基本原理、方法，国内目前主要采用锁口管顶升架配合吊车进行锁口管 顶拔。此方法施工中存在以下缺点
1、 顶升架顶拔时将一根钢扁担穿过锁口管，然后用两个千斤顶配合相应垫块进行 顶拔，由于两根千斤顶顶拔力有限，如果顶力过大，钢扁担和千斤顶基础承受力较大， 可能发生地基沉陷或钢扁担弯曲、断裂，锁口管就不能正常起拔。
2、 顶拔力较小，采用顶升架顶拔时两只千斤顶同时顶升，倘若一只千斤顶顶拔力 为1500KN，整个顶拔机顶拔力不会超过3000KN.
3、 依靠对穿锁口管的钢扁担进行顶拔，当液压千斤顶顶拔的形程用完后，需重新下移钢扁担后再顶拔，移动时间长，耽误了顶拔锁口管的时间，当设置在锁口管中顶拔 孔用完后，锁口管还不能被吊车正常拎出，则还要在锁口管上烧焊钢牛腿，然后再顶拔， 时间长了，锁口管和混凝土凝结牢固，更难起拔。
4、垫块及钢扁担在长期使用过程中发生变形，在顶拔过程中垫块可能因受力不均失 稳弹出，施工中存在一定的不安全因素。
随着大深度、大厚度地下连续墙的不断涌现，对施工中锁口管顶拔设备能力的要求
越来越高，近年顶升架式设备虽有所提高，起拔力达360t，但仅能满足约1.2m直径， 深50m的锁口管起拔需要。目前在地下连续墙施工中，锁口管起拔能力制约了地下连续 墙向更深、更厚方向发展。迫切需要一种安全、可行的锁口管顶拔施工方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服常规的顶升架顶拔锁口管时顶拔力较小、顶拔效率 低、安全性低的缺点，避免锁口管顶升时扁担断裂、垫块弹出，提供一种具有水平抱箍 的液压顶拔机进行锁口管顶拔的施工方法，其所产生的顶拔功能具有顶拔力大、顶拔效 率高、安全性高的优点，可以满足大深度、大厚度地下连续墙施工时对锁口管顶拔的需 要。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下
一种在地下连续墙施工时对锁口管进行顶拔的施工方法，采用抱箍式液压拔管机，
其组成构件有垂直顶拔系统、抱箍系统、液压动力系统、底盘。垂直顶拔系统由4只垂 直千斤顶组成，最大顶拔力为四只垂直千斤顶顶升力之和， 一次最大顶拔行程取决于千 斤顶一次最大顶升距离；抱箍系统由水平千斤顶和抱箍臂环组成，水平千斤顶收縮时抱 箍环臂抱紧锁口管，产生正压力N，抱箍环臂与锁口管摩擦系数为U ，满足F《NU，其 中F为千斤顶最大顶拔力，抱箍臂环由锁口管尺寸而定， 一般地下连续墙施工中用到 800mm、 1000mm、 1200mm抱箍机构，液压动力系统包括抱箍油缸、顶升油缸、高压油 管、溢流阀等。
顶拔前首先将顶拔机吊至锁口管上方，将其套住锁口管放置在导墙上(也可在导墙上垫放钢板)。通过水平千斤顶施加抱箍力给抱箍臂环，抱箍臂环把锁口管抱紧，再利用 垂直顶拔装置进行顶拔，顶拔过程中4只垂直千斤顶同步上升，反复顶拔直到完成最大顶 拔距离。然后水平千斤顶卸压，松开抱箍臂环，由吊车将锁口管吊住以使其不下落，垂 直顶拔装置收縮，抱箍系统恢复到初始位置。反复上述过程，直到锁口管顶拔力小于吊 车工作起吊能力时，由吊车将锁口管全部吊出。
本发明所述的使用抱箍式液压顶拔机一次顶拔行程的具体工艺操作步骤如下
1、 顶拔机、吊车就位
顶拔前由吊车将顶拔机吊至工作位置，让其套住锁口管，放置在导墙上。 吊车吊钩、缆绳、锁口管吊配连接安装就位。 液压动力系统管路连接
首先检查液压油箱内油位是否正常，而后开启电源，油泵正常待命。
2、 抱箍装置水平锁紧
将4只垂直千斤顶调整到合适位置，抱箍环臂与锁口管抱合服贴后启动抱箍油缸，水 平千斤顶收縮，使抱箍环臂抱紧锁口管。
3、 顶拔装置垂直顶拔
为了减小锁口管开始顶拔时的阻力，在混凝土开浇底部混凝土初凝时进行缓慢顶升， 启动液压顶管机顶升系统，操作顶升油缸，垂直千斤顶顶升，每次顶升距离越少越好，不 可使管脚脱离插入的槽底土体，以防管脚处尚未达到初凝状态的混凝土坍塌。
4、 水平紧锁装置松开，吊车工作 '
完成顶升距离后，吊车缆绳收紧，减小抱箍油缸压力，水平千斤顶张开，抱箍臂环 松开。
5、 垂直顶拔装置复原位
操作顶升油缸，垂直千斤顶收縮，抱箍系统恢复原位，反复上述顶拔过程直到由吊 车将锁口管吊出。
本发明具有突出的实质性特点与显著的进步，与现有技术相比，该施工方法具有顶 拔力大、顶拔效率高、安全性高的优点，可以满足大深度、大厚度地下连续墙施工时对 锁口管顶拔的需要。
图l为液压式抱箍机平面图 图2为液压式抱箍机立面图 图3为本发明施工设备体系图
图中l为垂直千斤顶，2为抱箍式液压顶拔机，3为顶拔机底座，4为抱箍臂环，5 为水平千斤顶，6为锁口管，7为锁口管吊环，8为吊车，9为顶升油缸，IO为抱紧油缸， ll为高压油管，12为钢板，13为钢砼导墙。
具体实施例方式
某隧道主体结构施工完成后，在进行旁通道施工时发生了施工险情，导致隧道上方 地区塌陷，隧道附近的土体流失。事后经反复的方案论证，采取了对整个塌陷地区隧道 明挖修复的方案。工程共分东、中、西三个基坑，全部采用1200mm厚地下连续墙维护 形式，基坑开挖在38m以上(端头井达到41.2m)，地下连续墙施工也达到创纪录的65m。 地下连续墙采用十字钢板接头，施工中使用铲刀对十字钢板进行清淤，为保证清淤过程 中铲刀与十字钢板紧贴，使用了锁口管作为后靠。每套锁口管长69米，由7段组合而成， 包括12米长的5段和6米长、3米长各一段，由于锁口管长度和与混凝土、 土体接触的 长度均比此前施工的锁口管同类参数大三分之一以上，锁口管自重和混凝土、 土体摩擦 力也增加相同比例，常规顶拔机难以满足本工程施工需要。故采用了抱箍式液压顶拔机， 其最大顶拔力达480T，取得了良好的施工效果。
该工程运用了本发明所述的方法进行锁口管顶拔，其设备体系包括抱箍式液压顶拔 机、吊车、油缸等，抱箍式液压拔管机组成构件有垂直顶拔系统、抱箍系统、液压动 力系统、底盘。1为垂直千斤顶，共四只，构成顶拔系统，最大顶拔力为四只垂直千斤 顶顶升力之和，为4800KN， 一次最大顶拔行程取决于千斤顶一次最大顶升距离，为 600m，最高顶拔速度300mm/min; 3为引拔机底座，顶拔力通过其传递到钢板和槽段 导墙上；4为抱箍臂环，其直径大小取决于锁口管的直径，本工程采用了 1200mm直径 抱箍臂环，5为水平千斤顶，本工程选用的水平千斤顶收縮时产生最大2500KN的顶升力；抱箍环臂抱紧锁口管，产生正压力N，抱箍环臂与锁口管摩擦系数为U ，产生顶拔 力F= 4800KN《Ny。 6为锁口管，其直径为地下连续墙的厚度，本工程采用了直径 1200mm锁口管，7为锁口管吊环，8为吊车，其工作起吊能力应大于锁口管的自重， 本工程选用的是L旧HEER280T履带式吊车，吊车吊钩通过锁口管吊环与锁口管连接， 配合顶拔机工作；9为顶升油缸，10为抱箍油缸，11为高压油管，共同为顶拔机提供液 压动力；12为钢板，用于垫放在顶拔机底部，13为槽段钢筋混凝土导墙。
(1) 顶拔机、吊车就位
本工程采用30cm厚钢筋混凝土现浇翻边深导墙，浇筑时与周边混凝土道路浇筑成整 体，配筋为双层O16②200cm，保证拔管机2顶拔过程中地基基础的稳定性。如果周边土 质条件较差，可在顶拔机底座下垫置20mm 50mm钢板12，以减小导墙13所受压强，防止 导墙13對塌。根据锁口管6的尺寸及重量选用L旧HEER履带式吊车8，最大起拔力280T， 顶拔前由吊车8将顶拔机吊至工作位置，让其套住锁口管，放置在导墙13上，吊车吊钩、 缆绳、锁口管吊配连接安装就位。
(2) 液压动力系统管路连接
首先检查液压油箱内油位是否正常，而后开启电源，油泵正常待命。
(3) 抱箍装置水平锁紧
收縮垂直千斤顶l，调节水平千斤顶5，使得抱箍环臂4与锁口管6抱合紧密后启动抱 箍油缸，启动抱箍油缸IO，操纵开关阀杆和相应提升油缸的阀杆，水平千斤顶5收縮，使 抱箍环臂4抱紧锁口管6。
(4) 顶拔装置垂直顶拔
本工程地下连续墙深度为65m,在混凝土开浇以后应该在底部混凝土初凝后即启动 顶升油缸，操纵开关阀杆和顶升油缸ll的阀杆，垂直千斤顶1同步缓慢顶升。开始起拔 后，每次顶升距离越少越好，不可使管脚脱离插入的槽底土体，以防管脚处尚未达到初 凝状态的混凝土坍塌。由于在整个混凝土浇灌期间，锁口管6始终保持松动，在不影响 混凝土凝固的前提下，可避免产生混凝土将锁口管6锁死的情况。 一次顶拔行程最大为 千斤顶一次最大顶升距离。(5) 水平紧锁装置松开，吊车工作
完成顶升距离后，吊车8缆绳收紧，锁口管6保持在固定高度避免下落，减小抱箍油 缸10压力，水平千斤顶5伸长，抱箍环臂4松开。
(6) 垂直顶拔装置复位
操作顶升油缸9，逐渐减小油缸压力，垂直千斤顶l收縮，抱箍环臂4及水平千斤顶5 下落，顶拔机恢复初始位置，再进行下一个行程顶升，反复上述过程，直到锁口管顶拔 力小于吊车工作起吊能力时，由吊车8将锁口管6全部吊出。
在本工程中共采用该方法进行了157副地下连续墙锁口管的顶拔施工。在顶拔过程 中，锁口管均能在控制时间内顶拔完成，抱箍式顶拔机取得了良好的施工效果。其顶拔 力大、顶拔效率高、安全性高的优点在工程中得到了验证。
权利要求
1、一种地下连续墙锁口管顶拔的施工方法，其特征在于1)首先将顶拔机(2)吊至锁口管(6)上方，将其套住锁口管(6)放置在导墙上，也可在导墙上垫放钢板(12)，顶拔机(2)、吊车(8)就位，吊车(8)吊钩、缆绳、锁口管吊环(7)连接安装就位，液压动力系统管路连接完毕。2)抱紧油缸(10)工作，通过高压油管(11)水平千斤顶(5)施加抱箍力给抱箍臂环(4)，抱箍臂环(4)把锁口管(6)抱紧。3)顶升油缸(9)工作，垂直顶拔装置进行顶拔，顶拔过程中四只垂直千斤(1)顶同步上升，反复顶拔直到完成最大顶拔距离。4)然后水平千斤顶(5)卸压，松开抱箍臂环(4)，由吊车(8)将锁口管(6)吊住以使其不下落，垂直顶拔装置收缩，抱箍系统恢复到初始位置。5)反复上述过程，直到锁口管(6)顶拔力小于吊车(8)工作起吊能力时，由吊车(8)将锁口管(6)全部吊出。
2、 根据权利要求书1所述的地下连续墙锁口管顶拔的施工方法，其特征在于开 始起拔后，每次顶升距离越少越好，不可使管脚脱离插入的槽底土体，以防管脚处尚未 达到初凝状态的混凝土坍塌。由于在整个混凝土浇灌期间，锁口管(6)始终保持松动， 在不影响混凝土凝固的前提下，可避免产生混凝土将锁口管(6)锁死的情况。 一次最大 顶拔行程为千斤顶一次最大顶升距离。
3、 根据权利要求书l所述的地下连续墙锁口管顶拔的施工方法，其特征在于在顶 拔施工前，施工具有一定强度的钢筋混凝土导墙(13)，导墙(13)上布设一定厚度的钢板 (12)，避免了两侧土体由于土质疏松或土体受力不均发生塌陷。
全文摘要
本发明是一种在地下连续墙施工中进行锁口管顶拔的方法，属于建筑工程领域。具体工艺步骤为首先将顶拔机吊至锁口管上方，将其套住锁口管放置在导墙上。通过水平千斤顶施加抱箍力给抱箍臂环，抱箍臂环把锁口管抱紧，再利用垂直顶拔装置进行顶拔，顶拔过程中4只垂直千斤顶同步上升，反复顶拔直到完成最大顶拔距离。然后水平千斤顶卸压，松开抱箍臂环，由吊车将锁口管吊住以使其不下落，垂直顶拔装置收缩，抱箍系统恢复到初始位置。反复上述过程，直到锁口管所需顶拔力小于吊车起拔力，由吊车将锁口管拔出。本发明方法顶拔锁口管具有顶拔力大、顶拔效率高、安全性高的优点。满足大深度、大厚度地下连续墙施工的需要，可广泛应用于地下工程施工之中。
文档编号E02D29/02GK101418568SQ200710047299
公开日2009年4月29日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者军 付, 吴永年, 张瑞昌, 朱卫杰, 强 祝, 蔡兴华, 享 郭, 亮 郭, 晔 钱, 马传锁 申请人:上海隧道工程股份有限公司