专利名称：顶管施工中的冲孔破岩清障法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种顶管施工中的冲孔破岩清障方法，尤其是一种顶管施工中破除侵入顶管路径范围的岩石等障碍物的方法。
背景技术：
顶管施工中遇到侵入顶管路径范围的岩石等障碍物无法继续顶进时，气压平衡式工具管可采取气压保护下人工管内清障，效率非常低，而且存在较大的安全风险；泥水平衡式和土压平衡式顶管则需采取管外清障的方法，一般采用爆破法，不足之处是爆破后需要大面积大深度的开挖清渣，然后再回填砂、土等物料至足够覆盖层厚度，回填物料还需要加固处理以确保密实，方可继续进行顶管作业，工作量非常大。如果顶管近距离范围内有结构脆弱的建(构)筑物，则爆破和开挖都无法实施。
发明内容
本发明是为了解决顶管工程中受场地条件限制，不能采用管内清除和爆破清除岩石等障碍物的技术问题，而提供一种顶管施工中的冲孔破岩清障法。本发明解决上述技术问题的方案是:一种顶管施工中的冲孔破岩清障法，具体步骤是:顶管遇到岩石等障碍物无法继续顶进时，首先采用冲孔灌注桩机，对侵入顶管顶进路径范围内的岩石进行冲孔破碎，再采用循环泥浆把破碎的石渣排出，然后向冲孔内回灌低强度砂浆密实，再由顶管切削砂浆填充体后继续顶进。采用冲孔灌注桩机，对侵入顶管顶进路径范围内的岩石进行冲孔破碎时，单桩冲孔破岩深度应低于顶管管底500mm，达到该深度后，再利用循环泥浆清孔排渣；
向冲孔内回灌砂浆的强度< 5MPa。当顶管为DN2600管，为确保顶管横断面范围内岩石全部被破碎清除掉，选用三排直径2.0m的冲孔桩，并呈梅花形布置，桩间距1.Sm,咬合0.2m,排距1.0m ;采用冲孔灌注桩机冲孔时，按跳桩顺序进行，先冲单数桩位，破岩完成并回填密实后，再冲偶数桩位。本发明的有益效果是:本发明可以使用极为常见的冲孔灌注桩施工设备破除阻碍顶管施工的地下岩石等障碍物，使用环境限制较少。本发明简单实用，实施方便，破岩成本低，可同时投入多台设备，清障工期短。本发明首次在顶管施工中利用冲孔破岩清障，其成功经验可以指导同类型工程施工。
图1是本发明采用的冲孔桩施工布置示意图。
具体实施例方式下面结合具体实例，进一步阐述本发明专利的实施方式。应理解，这些实例仅用于说明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。结合厦门集杏海堤原水管渠迁改工程冲孔破岩清障施工，说明本发明的具体实施方法。首先在需破岩地段填筑一块施工场地，冲孔灌注桩机就位开始冲孔破岩施工。单桩冲孔破岩深度应低于顶管管底500mm，达到该深度后，利用循环泥浆清孔排渣，采用导管法灌注低强度砂浆(不高于5MPa)充满桩孔。按照预先布置好的桩位和施工顺序，逐一将顶管范围内的岩石破除干净后，顶管可开始切削低强度砂浆，恢复顶进。本发明针对顶管施工中冲孔破岩清障遇到的技术难点，采取的措施是:
(I)桩径的选择、桩位的布置、施工顺序
该顶管为DN2600管1，为确保顶管横断面范围内岩石全部被破碎清除掉，选用三排直径2.0m的冲孔桩2，梅花形布置，桩间距L=L 8m，咬合0.2m，排距S=L Om(见图1)。合理布置桩位，既要控制数量，又要确保不留死角。冲孔必须按跳桩顺序进行，先冲单数桩位，破岩完成并回填密实后，再冲偶数桩位。(2)桩孔填充材料
冲孔破岩后，桩孔必须回填密实，一方面为偶数的咬合桩冲孔提供必备条件，防止串孔或偏斜，另一方面也要确保顶管由桩孔下端穿过时是处于均匀密实的回填料质中，安全顺利地穿过。由于冲孔结束后，桩孔内均为比重较大的泥浆，直接回填砂或土会产生悬浮现象，无法下沉到孔底，更难以密实。回填材料必须具备一定的密实度和强度，才能确保偶数桩冲孔时不发生偏斜和串孔，但其强度又不能太高，以免给将来顶管顶进增加困难。综合考虑后使用强度不高于5MPa的砂浆作为桩孔回填材料。(3)工具管保护
在紧邻工具管的桩位冲孔破岩之前，顶管工具管需往后退Im左右，以免冲孔破岩时冲锤损坏工具管。工具管后退时，关闭排泥管，由进水管内伸入I根注浆管，通过刀盘面板空隙伸出至工具管外，向前部空洞部位注浆填充触变泥浆，泥水仓内也注满触变泥浆，并保持泥浆压力高于上部水土压力，防止发生土体坍方。该桩在冲孔完毕回灌低强度水泥砂浆时，砂浆会通过空洞流到工具管。为防止砂浆包裹住工具管，在该桩灌注完低强度水泥砂浆并达到初凝时，转动并前后伸缩刀盘，使工具管与回填料分离开来。
权利要求
1.一种顶管施工中的冲孔破岩清障法，其特征在于，具体步骤是:顶管遇到岩石等障碍物无法继续顶进时，首先采用冲孔灌注桩机，对侵入顶管顶进路径范围内的岩石进行冲孔破碎，再采用循环泥浆把破碎的石渣排出，然后向冲孔内回灌低强度砂浆密实，再由顶管切削砂浆填充体后继续顶进。
2.根据权利要求1所述的顶管施工中的冲孔破岩清障法，其特征在于:所述采用冲孔灌注桩机，对侵入顶管顶进路径范围内的岩石进行冲孔破碎时，单桩冲孔破岩深度应低于顶管管底500mm，达到该深度后，再利用循环泥浆清孔排渣。
3.根据权利要求1所述的顶管施工中的冲孔破岩清障法，其特征在于:所述向冲孔内回灌砂浆的强度彡5MPa。
4.根据权利要求1所述的顶管施工中的冲孔破岩清障法，其特征在于:当顶管为DN2600管时，为确保顶管横断面范围内岩石全部被破碎清除掉，选用三排直径为2.0m的冲孔桩，并呈梅花形布置，冲孔桩间距为1.8m，排距为1.0m;采用冲孔灌注桩机冲孔时，按跳桩顺序进行，先冲单数桩位，破岩完`成并回填密实后，再冲偶数桩位。
全文摘要
本发明涉及一种顶管施工中的冲孔破岩清障法，具体步骤是顶管遇到岩石等障碍物无法继续顶进时，首先采用冲孔灌注桩机，对侵入顶管顶进路径范围内的岩石进行冲孔破碎，再采用循环泥浆把破碎的石渣排出，然后向冲孔内回灌低强度砂浆密实，再由顶管切削砂浆填充体后继续顶进。本发明可以使用极为常见的冲孔灌注桩施工设备破除阻碍顶管施工的地下岩石等障碍物，使用环境限制较少。本发明简单实用，实施方便，破岩成本低，可同时投入多台设备，清障工期短。本发明首次在顶管施工中利用冲孔破岩清障，其成功经验可以指导同类型工程施工。
文档编号F16L1/028GK103162011SQ20111040448
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者黄磊 申请人:上海市基础工程有限公司