一種矩形頂管通道之間開洞的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種頂管通道施工技術(shù)，特別涉及一種矩形頂管通道之間開洞的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頂管施工是一種非開挖施工方法，它是指一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。頂管法施工是在工作坑內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節(jié)管道完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管道繼續(xù)頂進(jìn)。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后，埋設(shè)在兩坑之間。
[0003]頂管通道對于城市土地資源不足、交通嚴(yán)重?fù)矶?，道路通行能力不能滿足城市發(fā)展需求時，可以作為一種城市地下通道來使用。而城市地下工程所處地層主要為粉砂層，地層水量豐富，透水性好，且屬于嚴(yán)重液化的砂性地層，使得頂管通道間相互連接的施工變得極為困難，許多頂管通道都只能獨立存在，頂管通道間沒有相互連接，只是作為單一的“隧道”存在，不能起到較好的行車、行人的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服城市地下頂管通道所在地層主要為粉砂層，地層水量豐富、透水性好，且屬于嚴(yán)重液化的砂性地層，使得頂管通道間相互連接的施工變得極為困難，不能起到較好的行車、行人的功能的問題，提供一種矩形頂管通道之間開洞的施工方法，用于解決含水豐富且透水性好的粉砂層地層矩形頂管通道之間的開洞施工，該方法施工過程安全、開出的通道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，且施工效率高。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
一種矩形頂管通道之間開洞的施工方法，包括以下步驟:
(1)施工準(zhǔn)備:對準(zhǔn)備施工的矩形頂管附近的巖土條件、水文地質(zhì)條件和周邊管線情況做相應(yīng)的了解，做好矩形頂管通道之間開聯(lián)絡(luò)通道的位置規(guī)劃；
(2)凍結(jié)孔施工:在矩形頂管內(nèi)壁上用金剛石取芯鉆開凍結(jié)孔，用跟管鉆進(jìn)法下凍結(jié)管，根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道施工的孔位，采用由下向上的順序進(jìn)行施工；在每個鉆孔孔口處都設(shè)有孔口管，并安裝鉆孔密封裝置；施工凍結(jié)孔過程中產(chǎn)生冒泥涌水現(xiàn)象時，采用強(qiáng)力水平鉆機(jī)，盡量實現(xiàn)無泥漿鉆進(jìn)；若鉆孔時出現(xiàn)泥水流失，及時進(jìn)行補漿充填；
(3)凍結(jié)站安裝:將凍結(jié)站設(shè)置在地面端頭井位置，凍結(jié)站設(shè)備包括冷凍機(jī)組、鹽水箱、鹽水泵、清水泵、冷卻塔及配電控制柜，用管路將各個設(shè)備連接，采用冷凍機(jī)組將冷凍液打入凍結(jié)管中進(jìn)行土體凍結(jié)施工；積極凍結(jié)期冷凍液溫度為_28°C?_30°C，維護(hù)凍結(jié)期溫度為_25°C?-28°C ;需冷量計算和冷凍機(jī)選型:凍結(jié)需冷量計算:Q=1.3.π.d.H.K，其中H—凍結(jié)孔總長度，d—凍結(jié)管直徑，K一凍結(jié)管散熱系數(shù)，根據(jù)需冷量對冷凍機(jī)選型； (5)開挖和構(gòu)筑施工:具備開挖條件后，對預(yù)留聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行精確放樣，做好線位標(biāo)記，采用單側(cè)人工分層、分塊鑿除的方式開挖土方；即首先開挖上層的一半?yún)^(qū)域，開挖完成后及時安裝臨時支架和噴射混凝土；再依次開挖上層剩余區(qū)域和下層區(qū)域，并及時安裝臨時支架和噴射混凝土 ；最后一次性整體澆注二次襯砌永久結(jié)構(gòu)；
(6)凍結(jié)孔封堵:凍結(jié)孔封堵在二次永久結(jié)構(gòu)拆模后進(jìn)行，凍結(jié)管均不拔出，采用割除處理，并用鋼板焊接封閉管口，每個凍結(jié)管割除后馬上封堵凍結(jié)孔；
(7)融沉注漿:利用頂管通道開洞兩側(cè)及頂?shù)装孱A(yù)留的注漿孔進(jìn)行融沉注漿，融沉注漿以單液的水泥漿液為主，雙液漿為輔的方式，進(jìn)行地層的融沉注漿。
[0006]作為優(yōu)選，步驟(2)施工過程中嚴(yán)格監(jiān)測凍結(jié)孔偏斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜要及時糾偏，下好凍結(jié)管后，進(jìn)行凍結(jié)管長度的復(fù)測，然后再用燈光測斜儀進(jìn)行測斜并繪制鉆孔偏斜圖。
[0007]作為優(yōu)選，凍結(jié)管選用Φ89*5ι?πι和Φ 45*3.5mm低碳無縫鋼管，凍結(jié)管耐壓不低于0.8Mpa，并且不低于凍結(jié)工作面鹽水壓力的1.5倍，凍結(jié)管接頭抗拉強(qiáng)度不低于母管的75%。
[0008]作為優(yōu)選，根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道施工的孔位，采用由下向上的順序進(jìn)行施工，凍結(jié)孔開孔位置誤差不大于100mm，應(yīng)避開管節(jié)接縫、暗梁和暗柱。這樣可防止因下層凍結(jié)孔的施工引起上部地層擾動，減小鉆孔施工時的事故發(fā)生率。
[0009]作為優(yōu)選，打孔過程中土體流失體積不得大于凍結(jié)孔體積，每個凍結(jié)孔鉆孔完成后，及時通過注漿孔對地層進(jìn)行補償注漿(按2~3倍體積進(jìn)行壓注)，確保地面沉降可控；凍結(jié)管長度和偏斜合格后再進(jìn)行打壓試漏，壓力控制在0.8MPa，要求在前15分鐘壓力損失小于0.05MPa，之后30分鐘內(nèi)壓力穩(wěn)定無變化時為試壓合格。若試壓不合格，可拔出凍結(jié)管進(jìn)行重新鉆孔，或者下套管進(jìn)行處理。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(3)中在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上設(shè)置閥門、測溫儀、壓力表等測試組件；鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用保溫板或棉絮保溫，保溫厚度為20_，保溫層的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈與凍結(jié)管的連接用高壓膠管，每組凍結(jié)管的進(jìn)出口各裝閥門一個，以便控制流量。管節(jié)外面采用PEF板隔熱保溫，以減少冷量損失。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(4)中設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。在試運轉(zhuǎn)時，要隨時調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù)，使機(jī)組在凍結(jié)工藝規(guī)程和設(shè)備要求的技術(shù)參數(shù)條件下運行。凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常后進(jìn)入積極凍結(jié)。
[0012]在積極凍結(jié)過程中，要根據(jù)實測溫度資料判斷凍結(jié)帷幕是否交圈和達(dá)到設(shè)計厚度，同時要監(jiān)測凍結(jié)帷幕與通道的膠結(jié)情況，測溫判斷凍結(jié)帷幕交圈并達(dá)到設(shè)計厚度且與通道完全膠結(jié)后，可進(jìn)入維護(hù)凍結(jié)階段，維護(hù)凍結(jié)期溫度為_25°C?-28°C，凍結(jié)時間貫穿旁通道開挖和主體結(jié)構(gòu)施工始終。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(5)中聯(lián)絡(luò)通道縱向深度0.5m采取一次性開挖完成，開挖斷面超挖不大于30_，要求每個開挖分區(qū)開挖完成后，凍結(jié)帷幕暴露時間不大于12個小時。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(5)中土體兩側(cè)進(jìn)行人工風(fēng)鎬開挖，中間沒有凍結(jié)的土體采用手鎬和鐵鍬開挖；開挖過程中底部將有部分凍結(jié)管被暴露，首先需關(guān)閉該組凍結(jié)管的去、回路閥門，將內(nèi)部的鹽水放空再進(jìn)行割除。為了提高掘進(jìn)效率，加快施工進(jìn)度，縮短凍土暴露時間，風(fēng)鎬尖需做淬火處理。而且掘進(jìn)環(huán)境溫度在o°c以下，輸風(fēng)管路及風(fēng)鎬中的冷凝水容易結(jié)冰，需進(jìn)行除濕處理，一方面把風(fēng)管懸吊起來，另外每隔I?2小時向風(fēng)管內(nèi)注入酒精，防止冰肩的出現(xiàn)。并要求每個掘進(jìn)班配備5?6把風(fēng)鎬，以避免不正常工作而影響施工進(jìn)度。在掘進(jìn)施工中根據(jù)揭露土體的加固效果，以及監(jiān)控監(jiān)測信息，及時調(diào)整開挖步距和支護(hù)強(qiáng)度，確保安全施工。在開挖過程中，還要及時對暴露的凍結(jié)帷幕進(jìn)行保溫。保證了施工過程的安全和聯(lián)絡(luò)通道的施工效果，提高了施工效率。
[0015]作為優(yōu)選，步驟(6)中割除一個凍結(jié)管就及時封堵一個凍結(jié)孔，嚴(yán)禁將數(shù)個凍結(jié)管一起割