一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法与流程

本发明属于顶管及盾构施工，具体公开了一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法。

背景技术：

1、随着社会城市化的不断发展，我国地下空间开发利用速度快速增长，地下施工遇到的地质也越来越复杂。其中，在地下管线施工过程中，顶管工艺的应用范围较广。当在富水硬岩地层中进行顶管施工时，由于地下水和岩层的影响，会存在管节底部出现沉渣，减阻泥浆被稀释和冲刷失效，循环泥浆超排等一系列问题，严重时会影响顶进距离，大幅增加工程造价。为此，寻求一种富水地层的顶管施工方法，成为业界共同的课题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：提供一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，以解决顶管施工过程中由于地下水和岩层的影响，管节底部会出现沉渣，减阻泥浆容易被稀释和冲刷失效，从而导致循环泥浆超排和顶进效率降低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于包括如下步骤：

4、s1、管节处理：在工厂对管节进行预制；所述管节包括普通管节，排渣注浆管节和泥环注入管节；所述排渣注浆管节的底部预留有清渣注浆口；所述泥环注入管节沿管节环向预留有若干个浓泥注入孔；

5、s2、顶管始发：按常规方法对管节进行顶管始发施工；

6、s3、浓泥环联合触变泥浆仓的逐段顶管施工：

7、第1段顶进段施工，顶进过程中首节管节使用泥环注入管节l1，中部位置管节使用排渣注浆管节p1，而其余位置管节使用普通管节；在所有管节顶进到位后，第1段顶进段将处于第1号触变泥浆仓位，停止顶进作业，在泥环注入管节l1壁后沿环向注入浓泥浆形成位置固定的浓泥环n1，使浓泥环n1与洞口堵头之间形成触变泥浆仓c1，然后通过排渣注浆管节p1的清渣注浆口向触变泥浆仓内c1内泵入触变泥浆，之后恢复顶进作业，按下述方式逐段施工后续顶进段；

8、第i段顶进段施工，顶进过程中首节管节使用泥环注入管节li，中部位置管节使用排渣注浆管节pi，而其余位置管节使用普通管节；在第i段顶进段的所有管节顶进到位后，此时第1段顶进段将向前移动至新形成的下一触变泥浆仓位即第i号触变泥浆仓位，停止顶进作业，在泥环注入管节l1的壁后沿环向注入浓泥浆形成位置固定的浓泥环ni，使浓泥环ni与上一顶进施工段已施工的浓泥环ni-1之间形成触变泥浆仓ci，然后通过排渣注浆管节p1的清渣注浆口向触变泥浆仓内ci内泵入触变泥浆；

9、按上述步骤直至施工完所有顶进段，其中每段顶进段的管节数量相同。

10、优选的，所述步骤s1中，在所有管节预制时，将管节承插口位置的环向钢筋加密进行配筋补强，以避免顶进过程中应力集中造成管节破坏。

11、优选的，所述步骤s1中，清渣注浆口为直径12～18cm的圆孔，清渣注浆口连接有中继管，中继管上设置有阀门。

12、优选的，所述步骤s1中，泥环注入管节沿管节环向均匀开设3～6个浓泥注入孔；所述泥注入孔内设置有可拆卸的浓泥堵头。

13、优选的，所述步骤s 3中，所述触变泥浆由水、膨润土、石膏粉按质量比(4～5):1:(0.03～0.05)混合加工而成。

14、优选的，所述步骤s 3中，所述浓泥浆由水、膨润土、石膏粉按质量比1:0.8～1:1混合加工而成。

15、优选的，所述步骤s 3中，每段顶进段的管节数量为20～35节。

16、优选的，所述步骤s 3中，在第i段顶进段的所有管节顶进到位，停止顶进作业时，还包括：

17、对前续顶进段施工中已形成的浓泥环进行浓泥浆补充；

18、和/或，对前续顶进段施工中已形成的触变泥浆仓进行触变泥浆补充或先抽排前续顶进段施工中已形成的触变泥浆仓内的泥渣，再进行触变泥浆补充。

19、优选的，所述步骤s 3中，控制浓泥环的宽度沿顶进方向为1～3m。

20、优选的，在顶进段的顶进过程中，向泥水仓内泵入携渣泥浆，以将掌子面产生的渣土裹挟然后泵出；所述携渣泥浆由水、膨润土、石膏粉混合制成。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明思路巧妙，便捷高效，解决了当在富水硬岩地层中实施时，由于地下水和岩层的影响，会使管节底部出现沉渣，减阻泥浆失效、循环泥浆超排等一系列问题，严重时影响顶进距离，增加工程造价等问题，具有很强的通用性和良好的社会效益以及较好的推广应用前景。

技术特征：

1.一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，在所有管节预制时，将管节承插口位置的环向钢筋加密进行配筋补强，以避免顶进过程中应力集中造成管节破坏。

3.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，清渣注浆口(201)为直径12～18cm的圆孔，清渣注浆口(201)连接有中继管(6)，中继管(6)上设置有阀门(601)。

4.如权利要求1所述的一种长距离富水硬岩顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，泥环注入管节(3)沿管节环向均匀开设3～6个浓泥注入孔(301)；所述泥注入孔(301)内设置有可拆卸的浓泥堵头(3011)。

5.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s 3中，所述触变泥浆由水、膨润土、石膏粉按质量比(4～5):1:(0.03～0.05)混合加工而成。

6.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s 3中，所述浓泥浆由水、膨润土、石膏粉按质量比1:0.8～1:1混合加工而成。

7.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s 3中，每段顶进段的管节数量为20～35节。

8.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s 3中，在第i段顶进段的所有管节顶进到位，停止顶进作业时，还包括：

9.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，所述步骤s 3中，控制浓泥环的宽度沿顶进方向为1～3m。

10.如权利要求1所述的一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于，在顶进段的顶进过程中，向泥水仓(7)内泵入携渣泥浆，以将掌子面产生的渣土裹挟然后泵出；所述携渣泥浆由水、膨润土、石膏粉混合制成。

技术总结
本发明公开了一种富水硬岩地层的长距离顶管施工方法，其特征在于包括如下步骤：S1、管节处理：在工厂对管节进行预制；所述管节包括普通管节，排渣注浆管节和泥环注入管节；所述排渣注浆管节的底部预留有清渣注浆口；所述泥环注入管节沿管节环向预留有若干个浓泥注入孔；S2、顶管始发：按常规方法对管节进行顶管始发施工；S3、浓泥环联合触变泥浆仓的逐段顶管施工。本发明解决了顶管施工过程中由于地下水和岩层的影响，管节底部会出现沉渣，减阻泥浆容易被稀释和冲刷失效，从而导致循环泥浆超排和顶进效率降低的问题。

技术研发人员：卢世德,胡敏,张巧明,肖洪波,付雄,李昌麟,刘润泽,蒋宇,丁超
受保护的技术使用者：中建五局土木工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4