顶管机头的接收方法以及隧道施工方法与流程

1.本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种顶管机头的接收方法以及隧道施工方法。


背景技术：

2.顶管机接收进洞是大型顶管施工中的重大风险。目前大型顶管接收井结构常采用地下连续墙 钢筋混凝土结构、沉井结构两种类型。如图10所示，顶管接收前，需要将接收洞口处的土体进行强加固，利用强加固土体的强度和防渗能力抵抗土压力和地下水渗漏。接收过程中，需要地下连续墙上凿开洞口，顶管机穿过加固土体500、地墙上的洞口进入接收洞口进行接收。
3.上述接收方法存在以下问题：
4.加固土体工程量大，施工耗时长；
5.在地墙上开凿洞口工程量大耗时长，且存在塌方风险，威胁人身安全；
6.顶管机头在加固土体里推进时动力装置负荷大、推进速度慢；
7.地下连续墙为永久性结构，材料无法得到重复利用，造成较大浪费。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是为了克服现有顶管机头接收方法耗时长、工程量大、风险高、材料浪费大的缺陷，提供一种顶管机头的接收方法以及隧道的施工方法。
9.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
10.一种顶管机头的接收方法，包括以下步骤：
11.s10.在接收井外侧的土体中设置围护结构，其中用于遮挡接收洞口的围护结构与其他围护结构可分离设置，所述接收洞口设于接收井的侧壁上；
12.s20.当顶管机头顶进至靠近遮挡接收洞口的围护结构时，抽出遮挡接收洞口的围护结构，并填充土体中之前用于容纳所述围护结构的空间以形成填充层；
13.s30.顶管机头穿过所述填充层和接收洞口进入所述接收井。
14.采用本发明的施工方法，以拔除围护结构的方式替代了现有在围护结构上开凿洞口的方式，由于无需开凿洞口，不存在开凿洞口时土体塌方的风险，因此也无需再进行土体加固。相比现有的接收方法具有耗时短、安全性高、步骤简单的优势。
15.优选的，设置用于遮挡接收洞口的围护结构的步骤包括：将所述围护结构自地面向下打入土体并使其遮挡于所述接收洞口外侧；
16.优选的，移除用于遮挡接收洞口的围护结构的步骤包括：将所述围护结构自土体中抽出至地面。
17.优选的，所述围护结构具有止水功能，其包括锁扣钢管桩或smw工法桩或钢管桩。此类结构能够在后期进行型材拔除施工，因而能够适用于本发明的方案。这里需要特别说明的是，现有常见的地下连续墙结构或沉井等围护结构由于无法被拔除，因此不能适用于
本发明中的施工方法，因此地下连续墙和沉井材料浪费较大。
18.优选的，所述步骤s20包括：在所述接收井内设置用于接收所述顶管机头的接收罩，并使所述接收罩的进口与所述接收洞口连接。
19.如此一来，穿过接收洞口的顶管机头能够进入接收罩内，后续只需吊起装有顶管机头的接收罩即可实现对顶管机头的整体接收，无需将顶管机头拆开分别吊出，节省了工时，并免去了反复拆装的麻烦。同时，接收罩具有足够的强度来抵抗吊装时因自重造成的形变，避免顶管机头因吊装受损，同时还能够保护顶管机构在吊装时免受磕碰，能够更好的避免顶管机头在接收时受损。
20.优选的，所述接收洞口处安装有洞门圈，所述接收罩包括可拆卸连接的主体部和连接部，所述接收罩的进口设于所述连接部上，所述主体部和连接部之间的拼接端面为一下倾斜面，将所述接收罩的进口与所述接收洞口连接的步骤包括：将所述连接部的进口与洞门圈连接，随后将所述主体部和连接部的拼接端面相互对齐，最后连接所述主体部和连接部。
21.优选的，步骤s20还包括：在所述接收罩中填充可塑性材料，所述可塑性材料包括土体或泥浆。在接收罩中填充土体，由此来维持接收罩内外的压力平衡，避免外部的土体涌入接收罩内致使顶管机头顶部的土体塌陷，增强安全性能。
22.优选的，所述步骤s20包括：在所述接收井内设置用于接收所述顶管机头的接收罩，并使所述接收罩的进口与所述接收洞口连接；步骤s30包括：当所述顶管机头进入接收井后，继续向前顶进直至完全进入所述接收罩。由于接收罩中填充有土体，因此能够起到固定顶管机头的作用，避免吊装作业时顶管机头在接收罩内移动造成磕碰损坏。
23.优选的，所述顶管机头的后部具有多个依次连接的管节，步骤s30还包括：在所述顶管机头穿过所述填充层和接收洞口进入所述接收井后，填充所述管节与接收洞口之间的缝隙。
24.优选的，所述顶管机头的接收方法在步骤s30后还包括以下步骤：
25.s40.接收所述顶管机头。
26.优选的，步骤s40包括：拆卸装有顶管机头的接收罩主体部并将其吊出接收井，随后拆卸接收罩连接部并将其吊出接收井。
27.本发明还提供了一种隧道施工方法，包括如上文所述的顶管机头的接收方法。
28.本发明的积极进步效果在于：
29.采用本发明的施工方法，以拔除围护结构的方式替代了现有在围护结构上开凿洞口的方式，由于无需开凿洞口，不存在开凿洞口时土体塌方的风险，因此也无需再进行土体加固。相比现有的接收方法具有耗时短、安全性高、步骤简单、材料利用率高的优势。
附图说明
30.图1为顶管机头朝接收洞口方向顶进时的示意图；
31.图2为步骤s20中顶管机头顶进至接近围护结构位置时的示意图；
32.图3为步骤s20中接收罩的安装示意图；
33.图4为步骤s20中抽出围护结构时的示意图；
34.图5为步骤s30中顶管机穿过填充层和接收洞口进入接收井的示意图；
35.图6为步骤s30中密封首节管节和接收洞口间间隙的示意图；
36.图7为步骤s40中吊起接收罩主体部分时候的示意图；
37.图8为步骤s40中吊起接收罩连接部分时的示意图；
38.图9为步骤s40中密封首节管节混合接收洞口间隙的示意图；
39.图10为现有接收技术的示意图；
40.图11为该顶管机头接收方法的流程图；
41.附图标记说明：
42.围护结构100
43.填充层110
44.接收井200
45.接收洞口210
46.洞门圈211
47.注浆管212
48.注浆机213
49.顶管机头300
50.首节管节310
51.接收罩400
52.主体部410
53.连接部420
54.接收罩支撑430
55.加固土体500
具体实施方式
56.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
57.如图1至图10、图11所示，本发明提供了一种顶管机头300的接收方法，其包括以下步骤：
58.s10.在接收井200外侧的土体中设置围护结构100，其中用于遮挡接收洞口210的围护结构100与其他围护结构100可分离设置，接收洞口210设于接收井200的侧壁上；
59.s20.当顶管机头300顶进至靠近遮挡接收洞口210的围护结构100时，抽出该遮挡接收洞口210的围护结构100，并填充土体中之前用于容纳围护结构100的空间以形成填充层110，以避免拔除围护结构100后土体直接暴露，加上拔除的扰动和留下的孔洞因素，导致渗水、土体不稳定的问题，该填充层110可以是土，也可以是泥浆；
60.s30.顶管机头300穿过填充层110和接收洞口210进入接收井200；
61.s40.接收该顶管机头300。
62.采用本发明的施工方法，以拔除围护结构100的方式替代了现有在围护结构100上开凿洞口的方式，由于无需开凿洞口，不存在开凿洞口时土体塌方的风险，因此也无需再进行土体加固。相比现有的接收方法具有耗时短、安全性高、步骤简单的优势。
63.结合图4，在本实施例中，该遮挡于接收洞口210外的围护结构100通过以下步骤设
置：将围护结构100自地面向下打入土体并使其遮挡于接收洞口210外侧；移除围护结构100的步骤包括：用吊车将围护结构100自土体中抽出至地面。
64.在本实施例中，该用于遮挡接收洞口210的围护结构100为由锁扣钢管桩或钢管桩或smw工法桩所围成的挡水围护，此类结构能够在后期进行型材拔除施工，因而能够适用于本发明的方案。这里需要特别说明的是，现有常见的地下连续墙结构或沉井等围护结构100由于无法被拔除，因此不能适用于本发明中的施工方法。
65.结合图2和图3，为能够更好的接收顶管机头300，在本实施例中，该步骤s20还包括，在接收井200内设置用于接收顶管机头300的接收罩400，且该接收罩400的进口与接收洞口210连接。如此一来，穿过接收洞口210的顶管机头300能够进入接收罩400内，后续只需吊起装有顶管机头300的接收罩400即可实现对顶管机头300的整体接收，无需将顶管机头300拆开分别吊出，节省了工时，并免去了反复拆装的麻烦。同时，接收罩400具有足够的强度来抵抗吊装时因自重造成的形变，避免顶管机头300因吊装受损，同时还能够保护顶管机构在吊装时免受磕碰，能够避免顶管机头300在接收时受损。
66.在本实施例中，该接收洞口210处安装有洞门圈211，该接收罩400包括可拆卸连接的主体部410和连接部420，接收罩400的进口设于连接部420上，主体部410和连接部420之间的拼接端面为一下倾斜面。该连接部420与主体部410的体积比可为1:5-1:10，即主体部410的体积要远远大于该主体部410。该将接收罩400的进口与接收洞口210连接的步骤包括：
67.将连接部420吊入接收井200中，并将连接部420的进口与洞门圈211通过螺栓连接；
68.将主体部410吊入接收井200中，并使主体部410和连接部420的拼接端面相互对齐，随后通过螺栓连接该主体部410与连接部420。
69.由于连接部420的体积质量要远小于主体部410，因此能够方便的吊装到位实现与洞门圈211的连接，相比直接连接接收罩400和洞门更为方便。而将主体部410和连接部420之间的拼接端面设置成下倾斜面，一方面可使主体部410和连接部420在拼接时沿拼接端面进行垂向和水平向的滑移以方便对齐。另一方面又可方便将主体部410竖直吊入吊出，降低调试时间。提高安装效率。
70.更佳的，该接收井200中设置有接收罩支撑430，用于支撑接收罩400使其免于下坠，减轻与接收罩400与洞门圈211连接处的受力。
71.在本实施例中，该步骤s20还包括：在接收罩400中填充土体或泥浆等可塑性材料，由此来维持接收罩400内外的压力平衡，避免外部的土体涌入接收罩400内致使顶管机头300顶部的土体塌陷，增强安全性能。
72.结合图5，在本实施例中，该步骤s30包括：当顶管机头300进入接收井200后，继续向前顶进直至完全进入接收罩400。由于接收罩400中填充有土体，因此能够起到固定顶管机头300的作用，避免吊装作业时顶管机头300在接收罩400内移动造成磕碰损坏。
73.结合图6，在本实施例中，该顶管机头300的后部具有多个依次连接的管节，该步骤s30还包括：在顶管机头300穿过填充层110和接收洞口210进入接收井200后，填充管节与接收洞口210之间的缝隙。由此避免地下水自管节和接收洞口210之间的缝隙中渗入。
74.具体的，该管节包括连接于顶管机头300后的首节管节310以及连接于首节管节
310后的后续管节，该首节管节310采用金属材质，本实施例中所用的是钢材质。当然，根据设计需要采用其他金属材质同样也是可行的。而后续管节则采用常规的混凝土或水泥材质。
75.更佳的，当顶管机头300顶进至接收罩400中后，使该首节管节310与接收洞门处的洞门圈211相对布置，并填充该首节管节310与洞门圈211之间的间隙，由于首节管节310是金属材质，表面光滑，相比表面粗糙的水泥或混凝土质地管节而言，能够更好与密封剂贴合实现密封，防止渗漏，同时金属材质的首节管节310也具有更好的强度，使用寿命高。最后，将首节管节310用于与洞门圈211贴合还能够避免材料浪费，节约施工成本。
76.更佳的，该填充首节管节310和洞门圈211间间隙的步骤如下：首先在洞门圈211内预埋多个注浆管212，注浆管212沿周向穿设于洞门圈211上，其出浆端露出于洞门圈211的内壁，其接入端延伸入接收井200内；
77.在接收井200内设置与多个注浆管212接入端连接注浆机213；
78.注浆机213注浆直至填充满首节管节310与洞门圈211之间的间隙。
79.通过在洞门圈211处沿周向均布注浆管212，可使灰浆均匀填充在洞门圈211与首节管节310间的环形间隙处，密封效果更佳。
80.结合图7、图8和图9，在本实施例中，该步骤s40包括：拆卸装有顶管机头300的主体部410并将其吊出接收井200，随后拆卸连接部420并将其吊出接收井200。由于主体部410与连接部420之间的拼接端面为一个下倾的斜面，因此该主体部410能够被不受阻碍的垂直吊出，作业方便。
81.更佳的，该步骤s40还包括：当吊出接收罩400后，在接收井200的一侧将洞门圈211和首节管节310之间的缝隙焊接固定。从而进一步提高防水密封效果。
82.本发明还提供了一种隧道施工方法，包括上文所描述的顶管机头300的接收方法。该隧道施工方法也同样具有工时短，安全性好的优点。
83.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。