地铁浅埋暗挖隧道下穿主要交通道路管幕施工工法的制作方法

本发明涉及一种施工方法，特别是一种地铁浅埋暗挖隧道下穿主要交通道路管幕施工工法，属于地铁管路施工领域。

背景技术：

随着城市化建设加快，地铁已广泛用于各大城市，地铁线路多沿交通道路铺设，分为区间和车站两大部分，其中车站分为主体和附属两部分施工，附属分为出入口、风亭及外挂房等，在一般情况下，出入口设置在交通道路两侧，需要进行暗挖施工，与车站站厅相接，受到车站站厅层标高限制，出入口暗挖段需采用浅埋暗挖方法下穿交通道路，由于出入口暗挖段埋深浅，围岩一般为杂填土、粉质黏土、砂层、少部分有强风化岩层，同时道路下方埋设多条市政有压及无压管线，管线底距拱顶距离小，采用管棚超前小导管得施工方式风险太大，极易出现围岩塌方冒顶和管线变形等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种地铁浅埋暗挖隧道下穿主要交通道路管幕施工工法，管幕采用螺旋出土导向顶管施工工法，通过全站仪及由信号器、数据线及终端组成的钻头方向控制系统进行管幕施工方向精密控制，同时利用锁扣将钢管连接形成整体，管幕钻孔完成后，管内及锁扣部位使用水泥浆液填充固结。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种地铁浅埋暗挖隧道下穿主要交通道路管幕施工工法，步骤如下：1）管材安装：空腔钢管外侧焊接锁扣结构，若干个钢管根据锁扣结构走向进行依次安装，钢管采用φ299×10mm的无缝钢管，每节长度6m；2）场地平整；3）测量放样；4）钻孔顶管：钢管中间贯穿有同轴螺旋钻杆，螺旋钻杆中心设有导向测量孔，螺旋钻杆带动钻头旋转，切削渣通过螺旋钻杆将碎屑从钢管内排出，钢管顶进与螺旋出土同时进行，直至钢管顶进到位为止，依次施工各根钢管；5）注浆：采用双液浆注浆泵进行注浆，采用水泥浆，注浆压力控制在0.5-1mpa。

所述的锁扣结构分母锁口和公锁口组成，母锁口：由两个角钢两直角相对设置焊接在钢管外圆周，公锁口：由两个角钢两直角相背设置焊接在钢管外圆周。

所述的母锁口的两个角钢与钢管外圆周连接的直角边与钢管外圆周之间焊接有母锁口加强肋板。

所述的公锁口的两个角钢相对直角边之间焊接有公锁口加强肋板。

所述的公锁口和母锁口关于钢管中心线对称分布。

所述的步骤4）中的钻头结构为：后背通过丝杠连接有支撑台，支撑台上设有顶块和顶推油缸，顶块与后背焊接连接，顶块与顶推油缸通过螺栓连接，顶推油缸与顶推盘连接，支撑台上垂直连接有顶推盘，轴向贯穿连接有钻杆，钻杆一侧焊接连接有钻头，另一侧焊接连接有钻杆连接法兰，钻杆为空心结构，内部设有有线探棒，有线探棒通过线路连接有显示屏，显示屏位于钻杆一侧。

所述的钻头为带有楔面结构。

本发明带来的有益效果为：采用本工法后，可以有效减小道路地表沉降、管线变形等风险，控制浅埋暗挖隧道塌方、涌水等安全隐患，平稳度过地铁项目最大的安全风险源。

无需进行道路调流、管线迁改等施工前准备工作，在不影响地面正常交通的情况下施工，节约工期。

管幕采用大直径钢管，通过注浆及角钢锁扣连接，形成整体性、刚度大的超前预支护体系，有效控制隧道变形、围岩塌方冒顶、管线变形等风险。

管幕角钢锁扣连接后，通过大直径钢管及锁扣部位注浆固结，形成整体性超前支护，可有效控制地下水渗漏。

附图说明

图1为锁扣结构与钢管连接示意图。

图2为锁扣结构断面示意图。

图3为钻头结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种地铁浅埋暗挖隧道下穿主要交通道路管幕施工工法，步骤如下：1）管材安装：空腔钢管外侧焊接锁扣结构，若干个钢管根据锁扣结构走向进行依次安装；2）场地平整；3）测量放样；4）钻孔顶管：钢管中间贯穿有同轴螺旋钻杆2，螺旋钻杆2中心设有导向测量孔，螺旋钻杆2带动钻头1旋转，切削渣通过螺旋钻杆2将碎屑从钢管内排出，钢管顶进与螺旋出土同时进行，直至钢管顶进到位为止，依次施工各根钢管；5）注浆：采用双液浆注浆泵进行注浆，采用水泥浆，注浆压力控制在0.5-1mpa。在铺设管幕钢管时，首先确定钻机、管幕钢管与隧道轴线、坡度的参数，然后根据设计要求，用全站仪调整好钻机、管幕钢管的入孔位置。管幕钢管顶进2米后，用全站仪测量管幕钢管的方位，如果管幕钢管出现了偏移，则通过钻机前端的夹拾器修正管幕钢管的方位，第一根钢管打设完成后，用全站仪再次测量管幕钢管的方位，如果管幕钢管出现了偏移，则通过钻机前端的夹拾器修正管幕钢管的方位，以后每顶进10米用有线导向仪、激光视频测量仪或全站仪测量一次，通过钻杆2前端的导向系统及时修正管幕钢管的走向。

所述的锁扣结构分母锁口和公锁口组成，母锁口：由两个角钢11两直角相对设置焊接在钢管外圆周，公锁口：由两个角钢11两直角相背设置焊接在钢管外圆周。

所述的母锁口的两个角钢11与钢管外圆周连接的直角边与钢管外圆周之间焊接有母锁口加强肋板12。

所述的公锁口的两个角钢11相对直角边之间焊接有公锁口加强肋板13。

所述的公锁口和母锁口关于钢管中心线对称分布。

所述的步骤4）中的钻头1结构为：后背9通过丝杠8连接有支撑台，支撑台上设有顶块7和顶推油缸6，顶块7与后背9焊接连接，顶块7与顶推油缸6通过螺栓连接，顶推油缸6与顶推盘3连接，支撑台上垂直连接有顶推盘3，轴向贯穿连接有钻杆2，钻杆2一侧焊接连接有钻头1，另一侧焊接连接有钻杆2连接法兰，钻杆2为空心结构，内部设有有线探棒5，有线探棒5通过线路连接有显示屏10，显示屏10位于钻杆2一侧。在螺旋钻杆2最前端的中心安装了有线探棒5，信号通过导线与动力头后面的显示屏10连接；

钻头1采用与管幕钢管稍小的楔型钻头1，楔板回转直径略小于管幕内径，当钻头1正常回转钻进时管幕钢管沿直线前进。当钻头1由于某种原因偏离预定轨迹偏向某一方向时，就需要纠偏了。方法是把钻头1楔面调至已经偏斜的方向，钻机停止回转同时加力顶进，钻头1由于斜面的作用就会向相反的方向偏斜，以此调整钻进的方向。面向角的朝向和钻头1的偏斜方位都是由装在钻头1后部的导向探头监测的，通过穿过钻管的导线连接到位于钻机操作台的显示屏10，机手可以方便的调整钻进方向。这样终孔偏差可以控制在5‰以内。

所述的钻头1为带有楔面结构。钻头1内装有有线传感器，传感器直接由15v直流供电。显示屏10显示钻头1的倾角(水平角度)、面向角(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如果偏下，可以把钻头1调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大。受到一个向上的力，钻头1轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头1轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆2轨迹一般是平直的，导向钻头1是上下纠偏的关键。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“垂直”、“上”、“下”、“一侧端”、“一端”、“上端”、“水平”、“上方”、“下方”、“竖直”、“中部”、“下端”、“另一端”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。