一种快速路桥底内涝点的泥水平衡顶管施工方法与流程

本发明属于建筑施工，具体涉及一种快速路桥底内涝点的泥水平衡顶管施工方法。

背景技术：

1、顶管施工技术作为非开挖技术的一种，可以在不开挖路面的情况下跨越各种路障来铺设地下管道，顶管施工是利用圆形、矩形或仿矩形截面顶管机在土体中掘进，随后逐步将相应管节顶进的一种施工工法。

2、目前，雨量充沛地区进行隧道施工时，尤其是施工区域部分位于车陂路转快速路，需要横穿车陂路经部分农田汇入车陂涌，平日交通量大，横跨车陂路施工的交通围蔽难度高，桥底明显出现内涝，施工难度大，无法保障施工进度，同时施工期间给交通带来较大的影响。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

2、一种快速路桥底内涝点的泥水平衡顶管施工方法，包括以下步骤：

3、s10、顶管机选型；

4、s20、施工准备：

5、s21、材料准备：根据施工方案中施工进度计划，做好进场材料的组织和保护措施；施工材料包括：顶管专用ⅲ级f型钢筋混凝土管和膨润土；

6、s22、顶管机及管材下井：确定吊机站位后，采用吊车逐一吊装机械设备与砼管；

7、s30、安装导轨：导轨采用工25b型钢，导轨枕木采用工45a型钢，枕木布置间距100cm；

8、s40、主顶设备安装，所述主顶设备安装包括：千斤顶安装和油泵安装，其中，所述油泵设置在所述千斤顶附近，油管应顺直；油泵与千斤顶应匹配，并应有备用油泵，油泵安装完成后进行试运转；

9、s50、顶管机安装与调试：顶管机采用25t汽车吊分段吊入坑内进行安装；顶管机安放在导轨上后，测量前后端中心的方向偏差和相对标高，并做好记录，顶管机与土体的接触面必须吻合；将顶管机和电路、油路、水路、气压、泥浆管路和控制系统逐一连接，安装后对各系统进行认真检查和试运行，达到正常运转；

10、s60、物探涉及范围物探：对涉及顶管范围内管线进行地面物探；对开挖深度超过5m的位置进行二次物探，在检查井位置进行二次物探；

11、s70、顶管施工：

12、s71、初始顶进：在进洞之前，洞口设置一圈双层橡胶止水圈，固定牢靠；护壁施工预钢制防水套管以及止水翼环，与周围钢筋固定牢靠，对洞口止水涌水涌沙双层加固；当机头进洞之后，启动顶管机刀盘，用主顶油缸徐徐把顶管机推入土中；当工具管完全出洞后，初始推进工作完成，此时应停下来进行一次全面的测量；

13、s72、顶进施工：初始顶进将所有前期调整工作做完后，进入正常顶进程序；当一节管节顶进结束后，重复以上操作程序，实施继续顶进；

14、其中，顶进过程中通过注浆孔注入膨润土泥浆，使膨润土泥浆在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态；预留注浆孔纵向间距为6m，即每节管子上环向在同一断面上开3个孔为1组，底部不布置注浆孔；

15、s73、顶管出洞：在工作井预留孔处安装橡胶止水圈外，顶管机头出洞时由机头研磨破洞，严禁人工破洞；当泥水平衡顶管机推进完毕，安放第一节管节时，应将泥水平衡顶管机与导轨进行临时焊接处理；对工作井顶管前最后一节护壁进行回填；对接收坑机头出洞时采取“沙箱法”处理，并对接收井进行安全支护；在工作井、接收井回填时对井周围进行压浆处理；

16、s80、后背墙拆除：工作井均为双向顶进，后背墙设计50至55cm，上游顶进完成后，拆除顶管设备，依次吊装顶铁、油泵、轨道和其他顶进设备至工作范围安全区域内，切除后背墙混凝土及钢筋；切割完毕后，测量放线，下游顶进后背墙钢筋绑扎、模板立筑、混凝土浇筑，达到设计强度后，吊装顶进设备进入井底安装，继续下游顶进。

17、进一步地，步骤s50中顶管机调试顺序为：

18、将操作台输出电缆分别与对应的接口接好以后，逐步送电，观察各仪表电压值是否正常；然后依次送电检查各设备运行状态，送水泵、排泥泵、抽水泵以及搅拌筒电机旋转方向，排泥泵的调速系统是否正常，若旋转方向相反则调换该电机两相电源线，若发生异常声音或气味，立刻停电检查故障原因，尽快排除；

19、注浆泵采用螺杆泵，不能在无浆液下运行，在调试或运行之前先用管钳扭动转轴，待灵活以后可加水运转，看泵的旋转方向与出口压力；

20、将掘进机各电缆接好，开启操作按钮、动力按钮，并使后方动力站运行；调速旋钮拨至10位，千斤顶切换成伸出，逐渐将调速器拨至0位使全速运行，全部伸出以后再退回，反复操作1—2次进行排气；关闭后方动力站，打开机内动力站，刀盘运行，tv开，看刀盘旋转方向是否正确，转矩仪是否正常，将转矩仪设定于0位，看报警系统是否正常，倾斜仪指示情况，开、关旁通阀和止水阀，动作是否灵活，操作纠偏控制旋钮，观察纠偏指针在光靶上移动的情况，能否达到最大位置；关闭机内动力站，待机10—15分钟，观察掘进机破碎锥体内有无油滴滴下，若有少量渗出无滴下，可视为合格，停止刀盘运转，tv及动力回路操作回路；拆除掘进机电缆线，可以吊装掘进机于导轨之上，准备顶进。

21、进一步地，步骤s50中对工作井始发井和接收井洞口加固，具体步骤如下：

22、①双排旋喷桩洞口土体加固

23、对始发井顶进方向以及接收井轴线上，护壁外侧增加双排旋喷桩，直径500mm，间距350mm，进行洞口土体加固；

24、②砂层采用纵向注浆土加固

25、始发井、接收井洞口上方共设置8根注浆花管，以中心点45度排列，孔距离洞口内口外1m，呈环向设置体加固；

26、将管道进出洞位置在竖井井壁用红色油漆画出来，确定成孔位置并标注；

27、井壁成孔采用dn40水钻无振动开孔，穿透竖井井壁后，埋入事先加工成型的dn32注浆花管，斜向上10-15度用风镐将注浆花管打入井壁土层，花管外露200mm左右，以便注浆管混合器连接；

28、风镐打入花管如遇岩石或较硬质土层可移动孔位的方式，确保花管不变形、弯曲；

29、成孔完毕经过检查满足注浆条件后，进行注浆。

30、进一步地，在步骤s72中，正式开始顶进前对泥水管理进行计算，以确定泥水的技术参数；泥水的技术参数包括流量、流速、压力和相对密度；

31、①流速和流量

32、为了不引起管道堵塞，流速必须大于一定值，所述定值为临界流速，当排泥管公称直径为100mm时，其中，公称直径100mm管的实际内径为105.3，临界流速为2.2—2.4m/s，流量q为：

33、q＝v×s＝(105.3/2×10-3)2×π×(2.2～2.4)≈0.019～0.021m3/s

34、＝1.15～1.25m3/min，

35、实际流速大于临界流速，取q≥1.4m3/min

36、②泥水压力

37、所述泥水压力由排泥管总长度和挖掘面地下水压力决定；

38、l＝l1+l2+△l+h1+h2

39、l：排泥管最大长度；

40、l1：推进最大距离；

41、l2：基坑到沉淀池距离；

42、△l：由阀、弯头引起损失折算成的长度，一般取10～20m；

43、h1：基坑深度；

44、h2：沉淀池排泥口到地面高度；

45、扬程损失：hf2＝l×△hf2；

46、△hf2：每米扬程损失，取0.075～0.106；

47、损失压力：△p＝ρghf2；

48、其中，ρ为泥水密度，g为重力加速度；

49、泥水压力：p＝pw+△p+(0.1～0.2)；

50、pw为地下水压力，覆土浅取0.1，覆土深、地下水位高取0.2。

51、进一步地，在步骤s72中，选择触变泥浆材料，对膨润土取样测试，取样测试的主要指标为造浆率、失水量和动塑比；

52、触变泥浆的参数为：膨润土8％，纯碱4‰，掺加药剂cmc、php，漏斗粘度119″2，视粘度cp 21，失水量12.6ml，终应力80，比重1.048，稳定性0～0.001；

53、压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。

54、进一步地，在步骤s72中，对顶管施工过程中的顶管管节和周边构筑物进行监测；

55、其中，对顶管管节的监测包括以下内容：地下水压力、泥水仓水压力、管节透水量以及有无异味气体；

56、对周边构筑物进行监测包括以下内容：

57、管道顶进前，沿管道走向，在地面上布设路面沉降观测点测出初始数据；在管道顶进过程中每天早、中、晚定时对管道穿过的路面沉降进行观测；最后注射水泥浆完成再对路面进行一次观监测点布置；布置观监测点具有如下要求：

58、⑴所有监测点必须在施工开始前进行埋设、布置，采用素混凝土基础，包封钢钉，仅留钉帽在地面上；

59、⑵在设置监测点时，避开各种可能对其产生影响的因素，以确保不被破坏；

60、⑶基坑监测点布置：监测点设置在基坑顶部上，基坑顶部的水平位移和竖向位移沿基坑周边布置，基坑周边中部、阳角处布置监测点，每个基坑布置监控点6个；

61、⑷周边道路监测点的布置：在基坑周边道路沿线设置沉降监测点，道路路面沉降监测点的布置范围为基坑深度的1～3倍，每侧道路路面的监测点布置不少于3个，路面沉降监测点设置为纵向间距20m，横向间距5m；监测剖面设在坑边中部，并与坑边垂直，监测剖面数量视具体情况确定，每个监测剖面上的监测点数量不少于5个；

62、⑸地下管线监测点的布置：地下管线监测点布置在管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位，监测点平面间距为15～25m，并延伸至基坑以外20m；给水、燃气等压力管线设置直接监测点，直接监测点设置在管线上，也可以利用阀门开关、抽气孔以及检查井等管线设备作为监测点；

63、⑹邻近建筑物监测点布置：基坑边缘以外1～3倍开挖深度范围内的建筑物均布置监测点，并分别沿平行、垂直于坑边的方向上布置，在建筑物邻基坑一侧，平行于坑边方向上的监测点间距不宜大于15m，每侧墙体的监测点不少于3个。

64、本发明的有益效果：

65、本发明提供的快速路桥底内涝点的泥水平衡顶管施工方法，尤其适用于快速路桥底内涝点的隧道施工，解决了“平日交通量大，横跨车陂路施工的交通围蔽难度高，桥底明显出现内涝，施工难度大”的问题，能够更好的保障施工进度，避免了施工期间给交通带来的影响。