土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法
【專利摘要】本發(fā)明的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：包括以下步驟：施工準(zhǔn)備→工作井制作→設(shè)備安裝、工具管制作→土、石方拆除→管道頂進(jìn)→管內(nèi)注漿→檢查井砌筑及回填。本發(fā)明的有益效果是，對(duì)周邊建筑設(shè)施無(wú)影響，確保施工安全，超挖量小，降低施工成本，保證施工進(jìn)度，對(duì)地下管線、地基等影響小。
【專利說(shuō)明】土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，涉及一種土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 城市建設(shè)的快速發(fā)展，促使城市基礎(chǔ)配套設(shè)施必須進(jìn)行完善，各類管線都要進(jìn)行 敷設(shè)，為節(jié)約地上空間，目前各種管線多采用地下埋設(shè)的方式，但在人口密集的市區(qū)或主干 道開(kāi)挖埋設(shè)管道對(duì)于周邊居民及交通影響較大，因此頂管施工在城市管道建設(shè)中的應(yīng)用越 來(lái)越廣泛。
[0003] 濟(jì)南市地質(zhì)條件特殊，地下巖層分布廣，且?guī)r層以上多為雜填土。頂管施工時(shí)作業(yè) 面狹小，特別是在土石組合地質(zhì)條件下進(jìn)行頂管，將面臨石方拆除難度大、塌方等困難，若 采用爆破施工拆除石方，對(duì)周邊建筑設(shè)施影響較大，且超挖值不宜控制，操作人員人身安全 難以保障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種對(duì)周邊建筑、地下管線、地基影響小 的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法。
[0005] 本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：包括以下步驟：施工 準(zhǔn)備一工作井制作一設(shè)備安裝、工具管制作一土、石方拆除一管道頂進(jìn)一管內(nèi)注漿一檢查 井砌筑及回填。
[0006] 具體步驟如下： (1) 工作井制作 工作井制作可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，在確保施工安全的前提下選用沉井、錨噴支護(hù)、現(xiàn)澆鋼筋 砼護(hù)壁、倒掛井壁法等方式； (2) 工具管制作 在傳統(tǒng)工具管制作的基礎(chǔ)上加設(shè)鋼板防護(hù)罩，鋼板防護(hù)罩錨固在第一節(jié)管道外側(cè)上 部，鋼板防護(hù)罩下面與管道上面之間形成作業(yè)空間；將防護(hù)罩分解為若干片運(yùn)至井內(nèi)進(jìn)行 拼裝； (3) 土、石方拆除 A土方拆除 土石組合地質(zhì)條件下的土石方拆除采取斜面掘進(jìn)法，自上而下進(jìn)行；條件允許情況下 進(jìn)行預(yù)頂，將鋼板防護(hù)罩切入土層內(nèi)部，先將管道拱頂前端土方挖除，挖掘深度小于允許超 挖值及鋼板防護(hù)罩切入深度； B石方拆除： 液壓巖石劈裂機(jī)配合風(fēng)鉆、風(fēng)鎬拆除石方；嚴(yán)格控制超挖量，隨挖隨頂進(jìn)；超挖量控制 主要針對(duì)石方部位，通過(guò)優(yōu)化鉆孔位置布設(shè)達(dá)到減小超挖值的目的；工作井內(nèi)通風(fēng)暢通； 工作井內(nèi)配備有害氣體檢測(cè)儀，防止有害氣體滲入； (4) 管道頂進(jìn) 管道頂進(jìn)時(shí)密切注意頂力變化，如發(fā)現(xiàn)頂力驟增立即停止頂進(jìn)，進(jìn)洞檢查是否有石塊 棱角阻礙頂進(jìn)，若洞內(nèi)無(wú)障礙物，則考慮鋼板防護(hù)罩進(jìn)入土層后遇到障礙物，應(yīng)繼續(xù)挖掘 直至障礙物清除；若巖層分布發(fā)生變化，管頂以上部位位于巖層時(shí)需遵循隨挖隨頂進(jìn)的原 則； (5) 管內(nèi)注漿 注漿前先將工作井及接收井內(nèi)的管道外壁與拱洞之間空隙封堵，防止?jié){體外流，注漿 時(shí)分層注入，待注入漿體沉淀凝固后再次注入。
[0007] 步驟（2)工具管制作中， 為減小超挖量，鋼板防護(hù)罩與管道外壁弧度一致；管內(nèi)作業(yè)空間不足時(shí)，在管道外壁與 鋼板防護(hù)罩之間加設(shè)型鋼，最大限度加大作業(yè)空間，型鋼厚度小于允許超挖值；為防止塌落 土方損壞防護(hù)罩，鋼板防護(hù)罩錨固長(zhǎng)度與管前長(zhǎng)度比例宜為1 :2 ;管頂以上為雜填土?xí)r，為 防止塌方需進(jìn)行預(yù)頂，為減小頂進(jìn)阻力，選用鋼板較厚時(shí)，將前端制作成刃腳。
[0008] 步驟（3) 土、石方拆除中，步驟B石方拆除時(shí)， 鉆孔：為防止鉆孔時(shí)產(chǎn)生粉塵，將風(fēng)鉆加設(shè)注水管；孔距根據(jù)石質(zhì)情況及液壓劈裂機(jī) 功率確定； 劈裂：利用上部土方挖除后形成的空間作為臨空面，使用液壓巖石劈裂機(jī)將整體巖層 分解成塊狀，劈裂順序自上而下進(jìn)行，再利用風(fēng)鎬將不易于搬運(yùn)的石塊破碎； 邊角整修：利用風(fēng)鎬將拆除不到位部位進(jìn)行整修，拱洞底部按照設(shè)計(jì)高程使用碎石進(jìn) 行整平，確保管道順利通過(guò)。
[0009] 步驟（5)管內(nèi)注漿中，注漿包括以下重量百分比的原料：水泥30%，細(xì)粘土 60%，生 石灰10%，再加入占原料總重量50%的水，攪拌均勻即成。
[0010] 本發(fā)明的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法所用的防護(hù)罩，其特征在于：防 護(hù)罩錨固在第一節(jié)管道外側(cè)上部，防護(hù)罩由若干塊鋼板固定在一起制成，防護(hù)罩呈向下彎 曲的圓弧形，鋼板防護(hù)罩下面與管道上面之間形成作業(yè)空間；管道外壁與鋼板防護(hù)罩之間 設(shè)有用于加強(qiáng)支撐的型鋼支撐桿。
[0011] 鋼板防護(hù)罩的錨固長(zhǎng)度與管道前長(zhǎng)度比例宜為1 :2,即防罩有三分之一的長(zhǎng)度錨 固在第一節(jié)管道上，有三分之二的長(zhǎng)度位于第一節(jié)管道前面。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是，對(duì)周邊建筑設(shè)施無(wú)影響，確保施工安全，超挖量小，降低施 工成本，保證施工進(jìn)度，對(duì)地下管線、地基等影響小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的流程示意圖。圖2為防護(hù)罩與第一節(jié)管道示意圖。
[0014]圖中，1防護(hù)罩，2第一節(jié)管道，3支撐桿。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。
[0016] 本發(fā)明的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，包括以下步驟：施工準(zhǔn)備一工 作井制作一設(shè)備安裝、工具管制作一土、石方拆除一管道頂進(jìn)一管內(nèi)注漿一檢查井砌筑及 回填。
[0017]具體步驟如下： (1)工作井制作 工作井制作可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，在確保施工安全的前提下選用沉井、錨噴支護(hù)、現(xiàn)澆鋼筋 砼護(hù)壁、倒掛井壁法等方式。
[0018] (2)工具管制作 在傳統(tǒng)工具管制作的基礎(chǔ)上加設(shè)鋼板防護(hù)罩，鋼板防護(hù)罩錨固在第一節(jié)管道外側(cè)上 部，鋼板防護(hù)罩下面與管道上面之間形成作業(yè)空間，保證操作人員安全： 土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法所用的防護(hù)罩，防護(hù)罩1錨固在第一節(jié)管道2 外側(cè)上部，防護(hù)罩由若干塊鋼板固定在一起制成，防護(hù)罩呈向下彎曲的圓弧形，鋼板防護(hù)罩 下面與管道上面之間形成作業(yè)空間；管道外壁與鋼板防護(hù)罩之間設(shè)有用于加強(qiáng)支撐的型鋼 支撐3。
[0019]鋼板防護(hù)罩的錨固長(zhǎng)度與管道前長(zhǎng)度比例宜為1 :2,即防罩有三分之一的長(zhǎng)度錨 固在第一節(jié)管道上，有三分之二的長(zhǎng)度位于第一節(jié)管道前面。
[0020] 1)為方便安裝，可將防護(hù)罩分解為若干片運(yùn)至井內(nèi)進(jìn)行拼裝； 2) 為減小超挖量，鋼板防護(hù)罩與管道外壁弧度一致； 3) 若管內(nèi)作業(yè)空間不足時(shí)，在管道外壁與鋼板防護(hù)罩之間加設(shè)型鋼，最大限度加大作 業(yè)空間，型鋼厚度小于允許超挖值； 4) 為防止塌落土方損壞防護(hù)罩，造成意外傷害，鋼板防護(hù)罩錨固長(zhǎng)度與管前長(zhǎng)度比例 宜為1 :2。
[0021]5)管頂以上為雜填土?xí)r(非石方)，為防止塌方需進(jìn)行預(yù)頂，為減小頂進(jìn)阻力，選用 鋼板較厚時(shí)，可將前端制作成刃腳。
[0022] (3) 土、石方拆除 1) 土方拆除 土石組合地質(zhì)條件下的土石方拆除采取斜面掘進(jìn)法，自上而下進(jìn)行。條件允許情況下 進(jìn)行預(yù)頂(頂進(jìn)時(shí)密切注意頂力變化)，將鋼板防護(hù)罩切入土層內(nèi)部，先將管道拱頂前端土 方挖除，挖掘深度小于允許超挖值及鋼板防護(hù)罩切入深度。
[0023]2)石方拆除：嚴(yán)格控制超挖量，隨挖隨頂進(jìn)；超挖量控制主要針對(duì)石方部位，通過(guò) 優(yōu)化鉆孔位置布設(shè)達(dá)到減小超挖值的目的；工作井內(nèi)通風(fēng)暢通；工作井內(nèi)配備有害氣體檢 測(cè)儀，防止有害氣體滲入； 鉆孔：為防止鉆孔時(shí)產(chǎn)生粉塵，將風(fēng)鉆加設(shè)注水管。孔距根據(jù)石質(zhì)情況及液壓劈裂機(jī)功 率確定。
[0024] 劈裂：利用上部土方挖除后形成的空間作為臨空面，使用液壓巖石劈裂機(jī)將整體 巖層分解成塊狀，劈裂順序自上而下進(jìn)行，再利用風(fēng)鎬將不易于搬運(yùn)的石塊破碎。
[0025] 邊角整修：利用風(fēng)鎬將拆除不到位部位進(jìn)行整修，拱洞底部按照設(shè)計(jì)高程使用碎 石進(jìn)行整平，確保管道順利通過(guò)。
[0026] (4)管道頂進(jìn)(采用鋼筋砼管材） 帶有防護(hù)罩的第一節(jié)管道位于最前端，作業(yè)工人在防護(hù)罩與第一節(jié)管道之間的作業(yè)空 間內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。管道頂進(jìn)時(shí)密切注意頂力變化，如發(fā)現(xiàn)頂力驟增立即停止頂進(jìn)，進(jìn)洞檢查是 否有石塊棱角阻礙頂進(jìn)，若洞內(nèi)無(wú)障礙物，則考慮鋼板防護(hù)罩進(jìn)入土層后遇到障礙物，應(yīng)繼 續(xù)挖掘直至障礙物清除。若巖層分布發(fā)生變化，管頂以上部位位于巖層時(shí)需遵循隨挖隨頂 進(jìn)的原則。
[0027] (5)管內(nèi)注漿 石方段超挖量較普通土方頂管超挖量要大，超挖部分必須進(jìn)行有效填充，因此注漿工 作尤為重要。管內(nèi)注漿確保頂管施工路段安全，避免由于管道土壁之間產(chǎn)生空隙造成的路 面塌陷，增強(qiáng)地基的自穩(wěn)性、土體堅(jiān)固性和抗壓強(qiáng)度。注漿前先將工作井及接收井內(nèi)的管道 外壁與拱洞之間空隙封堵，防止?jié){體外流，注漿時(shí)分層注入，待注入漿體沉淀凝固后再次注 入。
[0028] 管內(nèi)注漿配合比

【權(quán)利要求】
1. 一種土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：包括以下步驟：施工準(zhǔn) 備一工作井制作一設(shè)備安裝、工具管制作一土、石方拆除一管道頂進(jìn)一管內(nèi)注漿一檢查井 砌筑及回填。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：具體 步驟如下： (1) 工作井制作 工作井制作可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，在確保施工安全的前提下選用沉井、錨噴支護(hù)、現(xiàn)澆鋼筋 砼護(hù)壁、倒掛井壁法等方式； (2) 工具管制作 在傳統(tǒng)工具管制作的基礎(chǔ)上加設(shè)鋼板防護(hù)罩，鋼板防護(hù)罩錨固在第一節(jié)管道外側(cè)上 部，鋼板防護(hù)罩下面與管道上面之間形成作業(yè)空間；將防護(hù)罩分解為若干片運(yùn)至井內(nèi)進(jìn)行 拼裝； (3) 土、石方拆除 A 土方拆除 土石組合地質(zhì)條件下的土石方拆除采取斜面掘進(jìn)法，自上而下進(jìn)行；條件允許情況下 進(jìn)行預(yù)頂，將鋼板防護(hù)罩切入土層內(nèi)部，先將管道拱頂前端土方挖除，挖掘深度小于允許超 挖值及鋼板防護(hù)罩切入深度； B石方拆除： 液壓巖石劈裂機(jī)配合風(fēng)鉆、風(fēng)鎬拆除石方；嚴(yán)格控制超挖量，隨挖隨頂進(jìn)；超挖量控制 主要針對(duì)石方部位，通過(guò)優(yōu)化鉆孔位置布設(shè)達(dá)到減小超挖值的目的；工作井內(nèi)通風(fēng)暢通； 工作井內(nèi)配備有害氣體檢測(cè)儀，防止有害氣體滲入； (4) 管道頂進(jìn) 管道頂進(jìn)時(shí)密切注意頂力變化，如發(fā)現(xiàn)頂力驟增立即停止頂進(jìn)，進(jìn)洞檢查是否有石塊 棱角阻礙頂進(jìn)，若洞內(nèi)無(wú)障礙物，則考慮鋼板防護(hù)罩進(jìn)入土層后遇到障礙物，應(yīng)繼續(xù)挖掘 直至障礙物清除；若巖層分布發(fā)生變化，管頂以上部位位于巖層時(shí)需遵循隨挖隨頂進(jìn)的原 則； (5) 管內(nèi)注漿： 在管道外壁與拱洞之間的空隙內(nèi)注漿；注漿時(shí)分層注入，待注入漿體沉淀凝固后再次 注入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：步驟 (2) 工具管制作中， 為減小超挖量，鋼板防護(hù)罩與管道外壁弧度一致；管內(nèi)作業(yè)空間不足時(shí)，在管道外壁與 鋼板防護(hù)罩之間加設(shè)型鋼，最大限度加大作業(yè)空間，型鋼厚度小于允許超挖值；為防止塌落 土方損壞防護(hù)罩，鋼板防護(hù)罩錨固長(zhǎng)度與管前長(zhǎng)度比例宜為1 :2 ;管頂以上為雜填土?xí)r，為 防止塌方需進(jìn)行預(yù)頂，為減小頂進(jìn)阻力，選用鋼板較厚時(shí)，將前端制作成刃腳。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：步驟 (3) 土、石方拆除中，步驟B石方拆除時(shí)， 鉆孔：為防止鉆孔時(shí)產(chǎn)生粉塵，將風(fēng)鉆加設(shè)注水管；孔距根據(jù)石質(zhì)情況及液壓劈裂機(jī) 功率確定； 劈裂：利用上部土方挖除后形成的空間作為臨空面，使用液壓巖石劈裂機(jī)將整體巖層 分解成塊狀，劈裂順序自上而下進(jìn)行，再利用風(fēng)鎬將不易于搬運(yùn)的石塊破碎； 邊角整修：利用風(fēng)鎬將拆除不到位部位進(jìn)行整修，拱洞底部按照設(shè)計(jì)高程使用碎石進(jìn) 行整平，確保管道順利通過(guò)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法，其特征在于：步驟 (5)管內(nèi)注漿中，注漿包括以下重量百分比的原料：水泥30%，細(xì)粘土 60%，生石灰10%，再加 入占原料總重量50%的水，攪拌均勻即成。
6. -種權(quán)利要求1所述的土石組合地質(zhì)條件下人工頂管施工方法所用的防護(hù)罩，其特 征在于：防護(hù)罩錨固在第一節(jié)管道外側(cè)上部，防護(hù)罩由若干塊鋼板固定在一起制成，防護(hù)罩 呈向下彎曲的圓弧形，鋼板防護(hù)罩下面與管道上面之間形成作業(yè)空間；管道外壁與鋼板防 護(hù)罩之間設(shè)有用于加強(qiáng)支撐的型鋼支撐桿。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防護(hù)罩，其特征在于：鋼板防護(hù)罩的錨固長(zhǎng)度與管道前長(zhǎng)度 比例宜為1 :2,即防罩有三分之一的長(zhǎng)度錨固在第一節(jié)管道上，有三分之二的長(zhǎng)度位于第 一節(jié)管道前面。
【文檔編號(hào)】F16L1/028GK104315251SQ201410496436
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】孫杰, 王顯根, 紀(jì)森, 李向華, 馬連強(qiáng), 孫潔 申請(qǐng)人:濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司