管幕顶进施工方法及装置与流程

本发明涉及隧道工程，尤其涉及一种管幕顶进施工方法及装置。

背景技术：

1、随着我国城市化的不断推进,大跨浅埋隧道日益增多，其中下穿铁路、道路、地铁车站等建构筑物的案例越来越多，对隧道施工沉降要求越来越高，针对这类复杂条件隧道的管幕结构法也日益进入工程实践。

2、相关技术中，管幕结构法隧道由于其在沿隧道轮廓先施工、并连接成环的钢管内部浇筑钢筋混凝土结构，在隧道开挖之前完成隧道支护结构的施工,并在支护结构的保护下开挖隧道范围内土体，因此可较好的解决大跨、暗挖、小施工沉降等隧道建设难题。

3、但是，由于隧道的长度限制，隧道外的管幕通常由诸多独立的单个管节即单个钢管拼接制成，在水下建立地下隧道时，其连接处的防水防渗性能尤为重要；当隧道隧洞的洞壁邻近有水体时，因水体的压力会挤压隧道隧洞的洞壁，导致相关技术中的管幕顶进施工方法不能满足邻水隧道的施工需求，施工过程存在安全隐患，因此，亟需提出一种管幕顶进施工方法，以应对邻水环境下的隧道隧洞施工过程。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于：提供一种管幕顶进施工方法及装置，旨在解决现有技术中由于隧道的长度限制，隧道外的管幕通常由诸多管节拼接制成，在水下建立地下隧道时，其连接处的防水防渗性能尤为重要，当隧道隧洞的洞壁邻近有水体时，因水体的压力会挤压隧道隧洞的洞壁，导致相关技术中的管幕顶进施工方法不能满足邻水隧道的施工需求，施工过程存在安全隐患，因此，亟需提出一种管幕顶进施工方法，以应对邻水环境下的隧道隧洞施工过程的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种管幕顶进施工方法，用于隧道，所述隧道的隧洞邻水设置，所述方法包括：

4、沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进圆管，以作为先导管；

5、提供顶管结构；所述顶管结构包括中间钢管和多个单管，多个所述单管分别位于所述中间钢管的相对两侧，所述中间钢管上对应各所述单管的位置向内凹陷形成凹陷区，所述单管咬合于对应的所述凹陷区；

6、将所述中间钢管连接于所述先导管；

7、利用所述先导管进行导向，并沿所述隧道横断面的轮廓线，向隧洞所对应的地质体中顶进所述顶管结构，以适配所述隧洞的邻水地质体；

8、重复执行上述步骤，以在所述隧洞对应的地质体中形成所述管幕；所述管幕围合于所述隧洞的外缘；

9、其中，所述先导管、所述顶管结构和所述隧洞的延伸方向一致。

10、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进圆管，以作为先导管的步骤之前，所述方法还包括：

11、在所述地质体施作形成始发井和接收工作井；所述始发井和所述工作井间隔且对应设置；

12、所述沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进圆管，以作为先导管的步骤，包括：

13、利用所述始发井和所述接收工作井，沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进圆管，以作为先导管。

14、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述利用所述先导管进行导向，并沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进所述顶管结构的步骤包括：

15、在所述始发井内，根据预设条件，沿所述隧道的延伸方向顶进所述顶管结构。

16、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述在所述始发井内，根据预设条件，沿所述隧道的延伸方向顶进所述顶管结构的步骤，包括：

17、根据预设条件，沿所述隧道横断面的轮廓线，依次且间隔顶进各所述顶管结构。

18、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述预设条件为，当所述先导管穿越所述始发井和所述接收工作井之间的地质体，并完全进入所述接收工作井后，停止顶进所述顶管结构。

19、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述预设条件为顶进行程，所述顶进行程大于或者等于6m。

20、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述预设条件为顶推力，所述顶推力为f，5400kn≤f≤6562kn。

21、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述将所述中间钢管连接于所述先导管的步骤，包括：

22、提供接头；

23、利用所述接头将所述中间钢管的一端与所述先导管的一端连接。

24、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述中间钢管的外径大于或者等于2.1m，所述单管的直径小于或者等于2m。

25、可选地，上述管幕顶进施工方法中，所述中间钢管和所述单管的管壁厚度大于或者等于25mm。

26、第二方面，本发明还提供了一种管幕顶进施工装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的管幕顶进施工程序，通过管幕顶进施工程序配置为实现如上述的管幕顶进施工方法的步骤。

27、本发明提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

28、本发明提出的一种管幕顶进施工方法及装置，通过提供两个单管咬合于中间钢管相对两侧的整体式顶管结构，在对邻水隧道进行管幕的顶进施工时，能够确保各顶管结构自身的结构强度，且在顶进中间钢管的同时亦可将两个与其咬合的单管进行顶进，提升了管幕的施工效率，并且，利用先导管在地质体形成管道洞后，中间钢管在穿越管道洞时即可对整个顶管结构进行限位导向，提高了管幕的施工效率，利用本顶管结构进行管幕顶进的施工方法能满足邻水隧道的施工需求，使管幕的顶进施工具有应对特殊地质如邻水地质体的自适应性，降低邻水隧道的管幕施工过程存在的安全隐患，以更优地应对邻水环境下的隧道隧洞施工过程。

技术特征：

1.一种管幕顶进施工方法，其特征在于，用于隧道，所述隧道的隧洞邻水设置，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进圆管，以作为先导管的步骤之前，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述利用所述先导管进行导向，并沿所述隧道横断面的轮廓线，向所述隧洞所对应的地质体中顶进所述顶管结构的步骤包括：

4.如权利要求3所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述在所述始发井内，根据预设条件，沿所述隧道的延伸方向顶进所述顶管结构的步骤，包括：

5.如权利要求4所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述预设条件为，当所述先导管穿越所述始发井和所述接收工作井之间的地质体，并完全进入所述接收工作井后，停止顶进所述顶管结构。

6.如权利要求4所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述预设条件为顶进行程，所述顶进行程大于或者等于6m。

7.如权利要求4所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述预设条件为顶推力，所述顶推力为f，5400kn≤f≤6562kn。

8.如权利要求1至7任一项所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述将所述中间钢管连接于所述先导管的步骤，包括：

9.如权利要求8所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述中间钢管的外径大于或者等于2.1m，所述单管的直径小于或者等于2m。

10.如权利要求9所述的管幕顶进施工方法，其特征在于，所述中间钢管和所述单管的管壁厚度大于或者等于25mm。

11.一种管幕顶进施工装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的管幕顶进施工程序，通过管幕顶进施工程序配置为实现如权利要求1至10中任一项所述的管幕顶进施工方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种管幕顶进施工方法，包括如下步骤：沿隧道横断面的轮廓线，向隧洞所对应的地质体中顶进圆管，以作为先导管；提供顶管结构；利用先导管进行导向，并沿隧道横断面的轮廓线，向隧洞所对应的地质体中顶进顶管结构；重复执行上述步骤，以在隧洞对应的地质体中形成管幕。本发明通过单管咬合于中间钢管相对两侧的整体式顶管结构，在对邻水隧道进行管幕的顶进施工时，能够确保各顶管结构自身的结构强度，且在顶进中间钢管的同时亦可将两个与其咬合的单管进行顶进，提升了管幕的施工效率，使管幕的顶进施工具有应对特殊地质如邻水地质体的自适应性，降低邻水隧道的管幕施工过程存在的安全隐患，以更优地应对邻水环境下的隧道隧洞施工过程。

技术研发人员：谢江胜,卫凯,刘冰,钱朋亮,孙引浩,郭彦召,陈骞,朱明明,张奇,魏鑫,袁伟,熊杰,罗国红
受保护的技术使用者：中铁二十局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31