一种顶管施工方法与流程

1.本技术涉及非开挖施工的技术领域，尤其是涉及一种顶管施工方法。


背景技术：

2.顶管施工是一种非开挖施工方法，能够尽可能减少对对面以上的建筑、交通、环境等的影响，同时能够加快整体的施工进度。
3.目前，顶管施工的施工流程如下，先确定顶进路线，在顶进路线两端分别开挖发射坑和接收坑，发射坑作为顶进的开端，接收坑作为顶进的末端。然后在发射坑安装顶进设备，下放泥浆平衡掘进机将其顶进到土壤中。再依次下放管节进行顶进，直至泥浆平衡掘进机顶进至接收坑。在管节顶进过程中，泥浆平衡掘进机的机头将前部的土壤进行钻取和回收，回收的土壤输入到机头内部和水进行混合后再通过管道输出。
4.为了在顶进过程中减小管节外壁和土壤之间的摩擦力，部分管节内部会安装环形的泥浆管，泥浆管的外壁设置多个喷出管，喷出管穿过管节。在顶进过程中，泥浆管将泥浆从喷出管中喷出到管节的外壁，对外壁进行润滑，从而减小管节和土壤之间的摩擦力。
5.泥浆中本身含有土壤等颗粒物，导致其对管节外壁的润滑效果并不是很好。但是润滑剂的成本较高，而且利用泥浆管喷射泥浆进行润滑的方式使用的泥浆量大，如果将其换成润滑剂会导致施工成本大大增加。除此之外，在管节上穿设喷出管也会造成管节本身结构的破坏，会影响施工完成后管廊的强度。因此需要提供一种顶管施工方法，既能够减小管节顶进过程中的阻力，又能够不破坏管节的结构。


技术实现要素：

6.为了减小管节顶进过程中的阻力，又能够不破坏管节的结构，本技术提供一种顶管施工方法。
7.本技术提供一种顶管施工方法，采用如下的技术方案：一种顶管施工方法，包括如下步骤：s1，确定顶进路径，开挖并施工发射坑和接收坑；s2，吊装泥浆平衡掘进机至发射坑内部，顶进泥浆平衡掘进机；s3，吊装管节并下放至发射坑；管节逐个顶进，每个管节两端分别为插入端和被插入端，相邻管节的插入端插入到被插入端后，相邻管节之间形成容纳间隔；在容纳间隔内塞入气囊，气囊外壁和管节外壁齐平；气囊中填充有润滑剂；顶进过程中气囊受到摩擦破裂。
8.通过采用上述技术方案，在气囊中填充润滑剂，当管节和土壤之间的摩擦力增加时，土壤中的颗粒物与气囊外壁摩擦导致气囊外壁破裂，气囊中的润滑剂漏出并覆盖于管节外壁上。由于气囊本技术体积小，因此所需要的润滑剂用量不大，能够降低成本。同时，只有到管节顶进到较大的距离或者管节外壁的摩擦力增加时才会导致气囊外壁破裂，因此润滑剂的使用时针对性地使用，既减少了用量，又能够减小管节顶进过程的阻力。
9.可选的，在s3中，在容纳间隔内壁上涂抹粘结剂，再将气囊塞入到容纳间隔中。
10.通过采用上述技术方案，气囊破裂后的外层仍然覆盖于容纳间隔的内壁上，对两根管节的连接位置进行保护，同时能够提高两根管节连接位置的抗渗效果。
11.可选的，粘接剂涂抹于容纳间隔内靠近泥浆平衡掘进机的内壁上。
12.通过采用上述技术方案，将气囊的前端固定，使得气囊受到较大的阻力后能够较快地被破坏，同时又不影响气囊后端的形变。除此之外，还能够延长相邻两根管节之间的渗径。
13.可选的，在s2中，顶进泥浆平衡掘进机后获得的泥浆存储于泥浆中转储存容器中，在泥浆中转储存容器上连接柔性的泥浆输送管，并在泥浆输送管上连接硬质的喷浆管；在泥浆平衡掘进机的机头位置预留能够穿过喷浆管的孔洞；在s3中，在顶进管节之前，将喷浆管伸出到泥浆平衡掘进机外部对泥浆平衡掘进机前部的土壤中注入高压泥浆。
14.通过采用上述技术方案，在管节顶进之前对泥浆平衡掘进机前部的土壤中注入高压泥浆，能够对即将钻取的土壤进行扰动，使得泥浆平衡掘进机的掘进过程更加顺利。同时，能够对前部的土壤下方的孔隙进行填充，降低了泥浆平衡掘进机顶进过程中对前方土壤的作用力导致上方建筑发生下沉的概率。
15.可选的，在s3中，当顶进3-4个管节后，利用喷浆管对泥浆平衡掘进机前部的土壤中注入高压泥浆，如此反复，直至泥浆平衡掘进机的机头钻出到接收坑。
16.通过采用上述技术方案，高压的泥浆能够喷射到较远的距离，因此不需要每顶进一节管节就进行喷浆，从而能够提高顶进的效率。
17.可选的，在s2中，在泥浆平衡掘进机内部安装导向管，导向管两端开口且中空，喷浆管能够穿过导向管从而确定其路径。
18.通过采用上述技术方案，对喷浆管的移动进行导向，提高喷浆的效率。
19.可选的，在喷浆管上焊接支撑架，导向管位于支撑架和泥浆平衡掘进机的机头之间；在支撑架上安装伸缩驱动件驱动喷浆管伸出泥浆平衡掘进机或者缩回泥浆平衡掘进机。
20.通过采用上述技术方案，实现自动控制喷浆管的移动，从而提高喷浆效率，同时降低了人工耗能。
21.可选的，支撑架的另一端安装滑轨，滑轨安装于泥浆平衡掘进机的内壁，支撑架能够沿着滑轨移动。
22.通过采用上述技术方案，提高喷浆管移动过程中的结构稳定性，同时能够减小对伸缩驱动件在竖直方向上的荷载。
23.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.在相邻的管节之间设置气囊，气囊内部填充润滑剂，既能够减少润滑剂的用量，又能够准确的定时定位进行润滑；2.在管节顶进之前的间隔时间中对泥浆平衡掘进机前部的土壤注入高压泥浆，对前部的土壤进行扰动，便于管节的顶进；同时也能够对前部的土壤下方的空隙进行预填，降低后期顶进过程中振动造成的沉降对上方建筑的影响。
附图说明
24.图1是本技术实施例的整体结构示意图；
图2是图1中泥浆平衡掘进机的内部结构示意图；图3是相邻管节之间的连接位置的结构示意图。
25.图中，1、发射坑；2、接收坑；3、反力墙；31、千斤顶；4、钢导向架；5、泥浆平衡掘进机；51、导向管；52、滑轨；6、泥浆中转储存容器；61、输出管；611、泥浆泵；612、分管器；7、泥浆输送管；71、喷浆管；8、支撑架；81、伸缩驱动件；9、管节；91、插入端；92、被插入端；93、容纳间隔；931、气囊。
具体实施方式
26.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
27.如图1所示，本技术实施例公开一种顶管施工方法，包括如下步骤：s1，确定顶进路径，对顶进路径的始端和末端进行放样，分别开挖发射坑1和接收坑2。在发射坑1和接收坑2的侧壁浇筑混凝土墙，在发射坑1底部浇筑钢筋混凝土底板，并在发射坑1朝向始端的一侧浇筑反力墙3，并在反力墙3上安装千斤顶31。在底板上方安装用于支撑管节9的钢导向架4。
28.s2，结合图1和图2，将泥浆平衡掘进机5分节吊装并运输到发射坑1内部，在发射坑1中对泥浆平衡掘进机5进行组装，并顶进泥浆平衡掘进机5掘进机至土壤中。泥浆平衡掘进机5将前方的土壤钻取并和水进行混合后存放到泥浆中转储存容器6中，通过泥浆管将泥浆中转储存容器6中的泥浆输送到发射坑1外部。
29.在泥浆中转储存容器6中加转一根输出管61，输出管61安装泥浆泵611，且输出管61端部安装分管器612。在分管器612上安装柔性的泥浆输送管7，在泥浆输送管7的端部安装硬质的喷浆管71。在泥浆泵611的加压下泥浆能够从喷浆管71中被高压喷出。
30.在泥浆平衡掘进机5的机头位置预留能够穿过喷浆管71的孔洞，且在泥浆平衡掘进机5内部安装与喷浆管71数量等同的导向管51，导向管51两端开口且中空，喷浆管71能够穿过导向管51从而确定其路径。导向管51绕喷浆管71的长度足够其进入到泥浆平衡掘进机5前方的土壤中，使得喷浆管71始终穿设于导向管51内部。
31.在喷浆管71上焊接支撑架8，导向管51位于支撑架8和泥浆平衡掘进机5的机头之间。支撑架8的另一端设置滑轨52，滑轨52安装于泥浆平衡掘进机5的内壁，使得支撑架8一端固定于喷浆管71上，另一端支承于滑轨52上，且支撑架8能够沿着滑轨52移动，从而对支撑架8进行更好的支撑。在支撑架8上安装伸缩驱动件81，如液压缸、电缸等，伸缩驱动件81控制喷浆管71沿着导向管51移动，使得喷浆管71伸出泥浆平衡掘进机5或者缩回泥浆平衡掘进机5。
32.s3，启动伸缩驱动件81使得喷浆管71伸出到泥浆平衡掘进机5外部，启动泥浆泵611喷射泥浆，对泥浆平衡掘进机5前部的土壤中注入高压泥浆。启动伸缩驱动件81收缩，将喷浆管71缩回到泥浆平衡掘进机5内部。起吊管节9至发射坑1内部，管节9两端分别为插入端91和被插入端92。顶进管节9使其进入土壤，每一次顶进一节的管节9，相邻管节9的插入端91插入到被插入端92中，且相邻管节9的插入端91和被插入端92之间留有容纳间隔93。
33.参照图3，在容纳间隔93内对应靠前的管节9的内壁上涂刷粘接剂，并在容纳间隔93中塞入气囊931，气囊931和靠前的管节9胶粘固定。气囊931内部填充有润滑剂，润滑剂可以选用市售常用的润滑剂，如有机硅润滑剂等。当气囊931塞入到容纳间隔93后，其外壁超
出管节9的外壁2-3mm。当顶进管节9过程中，如果管节9和土壤之间的摩擦力增加，气囊931在土壤的摩擦下破裂，润滑剂从气囊931中流出并覆盖于管节9表面。同时破裂的气囊931覆盖了容纳间隔93，用以提高相邻管节9之间的抗渗和连接性能。
34.结合图2和图3，当顶进3-4个管节9后，启动伸缩驱动件81重复上述喷浆过程，随后再顶进3-4个管节9，如此反复，直至泥浆平衡掘进机5的机头钻出到接收坑2。
35.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。