顶管施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，尤其涉及一种顶管施工方法。

背景技术：

1、地下管道是铺设在地下用于输送气体、液体或固体的管道，例如地下进水管、排水管、煤气管或电讯电缆管等。在铺设地下管道的过程中，可能处于城区的交通要塞，无法进行开挖直埋和桁架架空通过时，多采用顶管技术。顶管技术是一种非开挖掘进式管道铺设技术。不需要开挖地面，能穿越地面构筑物和地下管线，不需阻断交通，对施工周遭的影响小，但是在顶管施工的过程中，由于较难对掘进机头的掘进姿态进行及时的监测，难以及时监测到掘进机头的姿态变化，致使顶管节顶进的路线出现偏差，导致顶管节难以准确地到达预设位置，顶管施工准确度低。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于：提供一种顶管施工方法，旨在解决现有技术中较难对掘进机头的掘进姿态进行及时的监测，难以及时监测到掘进机头的姿态变化，致使顶管节顶进的路线出现偏差，导致顶管节难以准确的预设位置，顶管施工准确度低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种顶管施工方法，所述顶管施工方法包括：

4、测量并定位出所述顶管施工的施工区域；

5、在顶管施工的施工区域的前后两侧分别向下开设一接收井和一始发井；

6、在所述始发井的底部设置一朝前延伸设置的轨道，并在轨道的后方设置一后座墙；

7、将掘进机头安装于所述轨道上，在后座墙的前侧安装顶管装置，并在所述掘进机头和所述顶管装置之间安装顶管节，以使所述顶管节前后两端分别与掘进机头和所述顶管装置抵接；

8、在所述掘进机头上安装一联通管，向所述联通管内灌注满水，在所述掘进机头的前端安装水平横尺，并设立一三维坐标控制点；其中，所述联通管为透明联通管且自所述掘进机头的前端延伸至所述顶管节的后端；

9、所述顶管装置向前推动所述顶管节和所述掘进机头，并通过所述掘进机头自所述始发井朝前掘进形成一顶进通道，向所述顶管节和所述顶进通道内壁之间灌注泥浆，并在所述掘进机头每朝前掘进一预设距离时，观察所述联通管前后两端的液面差并测量所述三维控制点在所述水平横尺上的读数，并根据所述液面差及所述读数矫正所述掘进机头的姿态；

10、所述掘进机头继续朝前掘进直至所述顶进通道与所述接收井连通，所述掘进机头进入所述接收井，所述顶管施工完成。

11、可选地，所述掘进机头继续朝前掘进直至所述顶进通道与所述接收井连通，所述掘进机头进入所述接收井，所述顶管施工完成的步骤包括：

12、在已安装的所述顶管节后方安装一中继环，并在所述中继环的后方安装下一所述顶管节，下一所述顶管节的后端与所述顶管装置抵接；

13、所述顶管装置向前推动下一所述顶管节，并通过下一所述顶管节推动所述中继环、已安装的所述顶管节和所述掘进机头向前移动，以使所述掘进机头继续向前掘进所述顶进通道；

14、返回执行所述在已安装的所述顶管节后方安装一中继环，并在所述中继环的后方安装下一所述顶管节，下一所述顶管节的后端与所述顶管装置抵接的步骤，直至所述顶进通道与所述接收井连通，所述掘进机头进入所述接收井，所述顶管施工完成。

15、可选地，所述顶管装置向前推动下一所述顶管节，并通过下一所述顶管节推动所述中继环、已安装的所述顶管节和所述掘进机头向前移动，以使所述掘进机头继续向前掘进所述顶进通道的步骤的之后，包括：

16、对已安装的所述顶管节的轴线和下一所述顶管节的轴线进行测量，并获得已安装的所述顶管节的轴线和下一所述顶管节的轴线之间的误差值；

17、若所述误差值在容许误差范围内，则执行返回执行所述在已安装的所述顶管节后方安装一中继环，并在所述中继环的后方安装下一所述顶管节，下一所述顶管节的后端与所述顶管装置抵接的步骤，直至所述顶进通道与所述接收井连通，所述掘进机头进入所述接收井，所述顶管施工完成的步骤。

18、可选地，所述容许误差范围为a，其中，0mm＜a≤40mm。

19、可选地，所述在顶管施工的施工区域的前后两侧分别向下开设一接收井和一始发井的步骤之前，还包括：

20、在所述施工区域的前侧和后侧均施作支护结构。

21、可选地，所述在所述施工区域的前侧和后侧均施作支护结构的步骤包括：

22、在所述施工区域的前侧和后侧均施作钻孔灌注桩和高压旋喷桩，并对所述始发井和所述接收井的井壁进行挂网喷浆。

23、可选地，所述在顶管施工的施工区域的前后两侧分别向下开设一始发井和一接收井的步骤之前，还包括：

24、环绕所述始发井和所述接收井均设置多个降水井和多个疏干井。

25、可选地，在所述始发井的底部设置一朝前延伸设置的轨道，并在轨道的后方设置一后座墙的步骤之前，还包括：

26、在所述始发井的底部与所述轨道对应的位置铺设钢板；

27、所述在所述始发井的底部设置一朝前延伸设置的轨道，并在轨道的后方设置一后座墙的步骤包括：

28、将所述轨道安装于所述钢板上，并在所述钢板的后方设置所述后座墙。

29、可选地，所述顶管装置向前推动所述顶管节和所述掘进机头，并通过所述掘进机头自所述始发井朝前掘进形成一顶进通道，向所述顶管节和所述顶进通道内壁之间灌注泥浆，并在所述掘进机头每朝前掘进一预设距离时，观察所述联通管前后两端的液面差并测量所述三维控制点在所述水平横尺上的读数，并根据所述液面差及所述读数矫正所述掘进机头的姿态的步骤之前，还包括：

30、在所述始发井的井壁上，对应所述顶进通道的位置预埋一环框；

31、所述顶管装置向前推动所述顶管节和所述掘进机头，并通过所述掘进机头自所述始发井朝前掘进形成一顶进通道，向所述顶管节和所述顶进通道内壁之间灌注泥浆，并在所述掘进机头每朝前掘进一预设距离时，观察所述联通管前后两端的液面差并测量所述三维控制点在所述水平横尺上的读数，并根据所述液面差及所述读数矫正所述掘进机头的姿态的步骤包括：

32、所述顶管装置向前推动所述顶管节和所述掘进机头并穿过所述环框，通过所述掘进机头自所述始发井朝前掘进形成一顶进通道，向所述顶管节和所述顶进通道内壁之间灌注泥浆，并在所述掘进机头每朝前掘进一预设距离时，观察所述联通管前后两端的液面差并测量所述三维控制点在所述水平横尺上的读数，并根据所述液面差及所述读数矫正所述掘进机头的姿态。

33、可选地，在所述始发井的井壁上，对应所述顶进通道的位置预埋一环框的步骤之后，还包括：

34、在所述环框上安装一环绕其设置的防水结构。

35、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：

36、本发明提出的一种顶管施工方法，通过在施工区域的前后两侧分别向下开挖形成接收井和始发井，在始发井的底部安装一轨道，将掘进机头安装于轨道，再在轨道的后方设置一后座墙，将顶管装置放置于后座前的前侧并于后座墙抵接，在顶管装置和掘进机头之间安装顶管节，顶管节的后端与顶管装置的前端抵接，顶管节的前端与掘进机头的后端抵接，通过顶管装置推动顶管节以带动掘进机头向前移动并开挖施工区域的地层形成贯穿施工区域的顶进通道，顶管节和顶进通道之间灌注泥浆，可以将泥浆作为润滑剂，减小顶管节和顶进通道内壁之间的摩擦力，降低顶进过程中的阻力，提高施工效率。在掘进机头向前掘进的过程中，掘进机头每向前掘进一段距离，便观察联通管前后两端的高度差以获得掘进机头的前端和顶管节的后端的高度差，并根据获得的掘进机头的前端和顶管节的后端的高度差矫正掘进机头沿竖直方向的姿态，观察水平横尺上三维控制点的度数的变化，以获得并矫正掘进机头沿水平方向的姿态，使其能准确地掘进施工区域形成顶进通道，并使顶管节准确地到达预设位置。每掘进一段距离，通过对掘进机头沿竖直方向的姿态和沿水平方向的姿态进行观测，可以及时监测到掘进机头的姿态变化，并及时对掘进机头的姿态进行矫正，以矫正顶管节顶进的路线，使得顶管节可以较为准确地到达预设位置，提高了顶管施工的准确度。