一种大断面矩形顶管下穿河流浅滩遇障脱险施工方法与流程 专利技术说明

土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术1.本发明涉及顶管施工技术领域，尤其是涉及一种大断面矩形顶管下穿河流浅滩遇障脱险施工方法。背景技术：2.随着城市地下空间的大规模开发和利用，矩形顶管技术开始逐步应用于城市地下通道、综合管廊等工程中。相比于传统明挖法，矩形顶管技术具有对周边环境影响小、施工迅速、自动化程度高、造价低等优点。但受限于矩形顶管开挖面形状，刀盘无法对全断面进行切削，矩形断面四个角及相邻刀盘中间区域会存在开挖盲区。当矩形顶管下穿河流浅滩等河底空间异变地层时，可能存在填石、抛石等孤石导致顶管机刀盘或螺旋出土机卡死而无法正常顶进。3.目前针对顶管机刀盘或螺机卡死问题，主要有两种处理方式，第一种即开仓处理，通过顶管机胸板上预留孔进入土压仓内击碎孤石；第二种即开天窗处理，在机头上方进行开挖直至将整个机头完全暴露出来，再处理孤石。这两种方式均存在一些弊端，前者施工风险性较高，要求地层具有一定的自稳能力，河底富水条件下不敢贸然开仓；后者需要开挖的土方量大，施工周期长、成本高，且深基坑开挖存在一定风险性。技术实现要素：4.针对现有技术不足，本发明是提供一种大断面矩形顶管下穿河流浅滩遇障脱险施工方法，以达到安全高效，以及施工成本低的目的。5.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：6.该大断面矩形顶管下穿河流浅滩遇障脱险施工方法，包括以下步骤：7.s1.当矩形顶管下穿河流浅滩遇到刀盘、螺机电流居高不下，刀盘、螺机扭矩急剧增大的情况时，应及时通过正反转刀盘、正反转螺机叶片等手段排查原因；8.s2.河流浅滩水流量较小，可采取局部开挖的方式进行处理，在进行局部开挖前，应对河水进行导流；根据测量和勘探出的顶管机头受困位置，在河流上游、下游及中部筑起土石坝，将河水导流至顶管机后方地表；河流不同时段河水流量存在明显差异，河水导流工作应选择在河水流量最小的时段进行；9.s3.采用挖机对顶管机前方河床覆土范围内泥土、填石等进行开挖清理，开挖深度即顶管机顶部到河床底部的覆土深度；10.s4.根据刀盘、螺机卡死情况，采用单侧螺机出土或不出土的方式，将顶管机顺利推进至河流对岸；11.s5.待顶管机顺利通过河流后，再进行刀盘或螺机处孤石的处理，此时开仓处理的条件将会比在河流底部好很多，施工安全性得到更有效地保障。12.其中，13.所述步骤s1中，当确定刀盘、螺机存在被大孤石卡死的情况时，应立即停止顶进；顶管停机后，开挖面应采取保压措施，并做好对刀盘前方地表变形的监测工作；当地表沉降超限时，可通过顶管机胸板上的预留注浆孔往刀盘前方注入浓泥，对顶管机头前方地表起到一定抬升作用；同时，为了防止停机时间过长而使顶管机刀盘被土体黏附，应每隔一段时间适当转动刀盘。14.所述步骤s2中，为防止导流后的河水通过土层缝隙进入局部开挖区域，可采取以下措施：①导流区底部、土石坝迎水面等区域可铺设防水雨布；②导流区埋设大直径波纹管，波纹管与土石坝之间用粘土填实，使导流后的河水尽量从波纹管流过。15.所述步骤s3中，机头上方河床清表工作也应选择在河水流量最小的时段进行。16.所述步骤s3中，机头上方地表揭露后，整个顶管机壳处于泄压状态，重新顶进时机头姿态难以控制，因此应当根据实际预判的孤石卡死位置，控制开挖深度，刀盘正常转动侧或螺机正常出土侧，应预留1/3～1/2厚度的覆盖层，形成一定的反压，保证顶进姿态。17.所述步骤s4中，顶管在部分出土或不出土下顶进时，可能会出现顶力过大、前方地表隆起、顶管机旋转或上仰问题，施工过程中应做好严密监测和控制。18.所述步骤s4中，顶力过大情况；应做好对后靠背和管节应力、位移的监测，发现异常情况，立即停止施工，排查原因；同时加强顶管壁后减摩注浆，尽量将管侧阻力降低至最小。19.所述步骤s4中，顶管前方地表隆起：因河水已提前导流且机头前方地表已进行局部开挖，地表隆起对顶进施工及周边环境不会造成太大影响，当出现地表隆起时，可采用长臂挖机进行辅助出土。20.所述步骤s4中，顶管机姿态超限：顶进过程中应做好对机头滚转角、俯仰角等的监测工作；当顶管机头滚转角超限时，应放慢出土速度，同时采用反向转动刀盘等方式进行纠偏；当顶管机头俯仰角超限时，利用机头主动铰接油缸进行纠偏，同时还可以调整主顶油缸合力中心达到辅助纠偏效果。21.本发明与现有技术相比，具有以下优点：22.该大断面矩形顶管下穿河流浅滩遇障脱险施工方法设计合理，通过河水局部导流、机头上方河床揭表、顶管部分出土顶进等施工步序，使遇障矩形顶管机顺利穿越复杂异变的河床底部，到达了具备开仓处理条件的区域，有效降低了河底开仓处理或河底大开挖带来的巨大风险，缩短了顶管停机时间，节约了施工工期，节省了施工成本。附图说明23.下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：24.图1为本发明施工方法的施工流程示意图。25.图2为本发明施工方法示意图。26.图3为图2中局部放大示意图。27.图4为本发明施工方法俯视示意图。28.图中：29.1.始发井、2.管节、3.顶管机、4.挖掘机。具体实施方式30.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。31.如图1至图4所示，该大断面矩形顶管下穿河流浅滩遇障脱险施工方法，包括以下施工步骤：32.s1.当矩形顶管下穿河流浅滩遇到刀盘、螺机电流居高不下，刀盘、螺机扭矩急剧增大的情况时，应及时通过正反转刀盘、正反转螺机叶片等手段排查原因。当确定刀盘、螺机存在被大孤石卡死的情况时，应立即停止顶进。始发井1和顶管机3停机后，开挖面应采取保压措施，并做好对刀盘前方地表变形的监测工作，当地表沉降超限时，可通过顶管机胸板上的预留注浆孔往刀盘前方注入浓泥，对顶管机头前方地表起到一定抬升作用。同时，为了防止停机时间过长而使顶管机刀盘被土体黏附，应每隔一段时间适当转动刀盘。33.s2.河流浅滩水流量较小，可采取局部开挖的方式进行处理，在进行局部开挖前，应对河水进行导流。根据测量和勘探出的顶管机头受困位置，在河流上游、下游及中部筑起土石坝，将河水导流至顶管机后方地表，如图4所示。河流不同时段河水流量存在明显差异，河水导流工作应选择在河水流量最小的时段进行。需要进一步说明的是，为防止导流后的河水通过土层缝隙进入局部开挖区域，可采取以下措施：①导流区底部、土石坝迎水面等区域可铺设防水雨布；②导流区埋设大直径波纹管，波纹管与土石坝之间用粘土填实，使导流后的河水尽量从波纹管流过。34.s3.采用长臂挖机4对顶管机前方河床覆土范围内泥土、填石等进行开挖清理，开挖深度即顶管机顶部到河床底部的覆土深度，如图2和3所示。由于开挖量相对较小，且由于长臂挖机位于河岸边，开挖区域内无需人员作业，因此开挖区域无需做特别支护。机头上方河床清表工作也应选择在河水流量最小的时段进行。需要进一步说明的是，机头上方地表揭露后，整个顶管机壳处于泄压状态，重新顶进时机头姿态难以控制，因此应当根据实际预判的孤石卡死位置，控制开挖深度，刀盘正常转动侧或螺机正常出土侧，应预留1/3～1/2厚度的覆盖层，形成一定的反压，保证顶进姿态。35.s4.根据刀盘、螺机卡死情况，采用单侧螺机出土或不出土的方式，将顶管机顺利推进至河流对岸。值得特别说明的是，顶管在部分出土或不出土下顶进时，可能会出现顶力过大、前方地表隆起、顶管机旋转或上仰等问题，施工过程中应做好严密监测和控制：36.①顶力过大情况。应做好对后靠背和管节2应力、位移的监测，发现异常情况，立即停止施工，排查原因；同时加强顶管壁后减摩注浆，尽量将管侧阻力降低至最小。37.②顶管前方地表隆起。因河水已提前导流且机头前方地表已进行局部开挖，地表隆起对顶进施工及周边环境不会造成太大影响，当出现地表隆起时，可采用长臂挖机进行辅助出土。38.③顶管机姿态超限。顶进过程中应做好对机头滚转角、俯仰角等的监测工作。当顶管机头滚转角超限时，应放慢出土速度，同时采用反向转动刀盘等方式进行纠偏；当顶管机头俯仰角超限时，利用机头主动铰接油缸进行纠偏，同时还可以调整主顶油缸合力中心达到辅助纠偏效果。39.s5.待顶管机顺利通过河流后，再进行刀盘或螺机处孤石的处理，此时开仓处理的条件将会比在河流底部好很多，施工安全性得到更有效地保障。40.本发明通过河水局部导流、机头上方河床揭表、顶管部分出土顶进等施工步序，使遇障矩形顶管机顺利穿越复杂异变的河床底部，到达了具备开仓处理条件的区域，有效降低了河底开仓处理或河底大开挖带来的巨大风险，缩短了顶管停机时间，节约了施工工期，节省了施工成本。41.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!