一种混凝土箱体顶管接收方法与流程

1.本发明涉及顶管接收技术领域，具体涉及一种混凝土箱体顶管接收方法。


背景技术：

2.顶管接收端地层条件差，管线众多且距离既有地铁五号线及市政道路较近，端头不具备地面加固条件，顶管接收时易发生涌水涌砂，造成地面塌陷和地铁运营线路安全风险，社会影响极大。现有的顶管接收采用钢箱体接收，但由于顶管形状及尺寸类型较多，很难利用现有的钢箱体接收，需要专门加工钢箱体，钢箱体采用焊接而成，技术要求较高，且焊接水平的高低影响结构的安全性，当周转一定次数后，钢结构箱体易发生变形，整体的密封性无法满足要求，成本费用高，经济性差。
3.本发明提供了一种混凝土箱体顶管接收方法，旨在通过在接收井现浇混凝土箱体，在箱体内充填泡沫混凝土，形成一种人造的加固体，确保顶管安全接收。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决上述的不足，提供一种混凝土箱体顶管接收方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种混凝土箱体顶管接收方法，包括如下步骤：
6.s1、端头加固：在洞门位置搭设作业支架平台，进行钻孔作业，当钻至注浆深度后进行注浆；
7.s2、混凝土箱墙施工：在接收端洞门处施工2道墙宽400mm的混凝土箱体外墙，并预留洞门，外墙采用c30混凝土，水平及竖向钢筋采用双层φ22@300进行布置，拉钩筋采用φ12@450
×
450，与主体结构连接的部位采用凿毛植筋的方式进行连接；
8.s3、洞门探孔：在进行洞门探孔前，使用水溶性聚氨酯堵漏剂注入洞门外圈，对围护结构与加固体之间的缝隙进行止水，注入孔间距为1.5m；
9.s4、洞门凿除及回填：洞门凿除时先凿除表面混凝土并割除钢筋，将剥除钢筋后的地连墙洞门分为内(车站侧70cm)外(迎土侧30cm)两段进行分段破除，第一层洞门采用破碎机进行破除，破至迎土面第二层钢筋停止；凿除迎土侧洞门时按50cm一层将洞门分为11层进行凿除，按自下而上的顺序破除混凝土，采用双液浆回填反压并进行泡沫混凝土回填；
10.s5、顶管机接收：洞门完全凿除并完成泡沫混凝土回填后，准备进行顶管机顶进接收，顶管机出洞与原主体结构斜交50
°
，当掘进方向左侧刀盘完成原土体切削，到达地连墙迎土侧时，右侧刀盘距离地连墙迎土侧约6.5m，此时左侧即将切削回填体，右侧仍继续在切削原状土，可能导致掌子面因软硬不均产生姿态偏斜，可通过顶管机主动铰接，及左右螺旋机出渣快慢进行姿态稳定；
11.s6、洞门封堵：顶管的洞门封堵分为三次，第一次洞门封堵是顶管机接收完的时候在管节上进行双液浆注入，进行临时封堵，防止顶管机出洞后造成涌水涌砂；第一次封堵后用200破碎机进行箱墙拆除，拆完之后进行第二次洞门封堵，施工洞门环梁结构，把洞门和
管节之间的间隙通过焊接钢板的方式封一整圈，然后注双液浆，目的是为了加强临时封堵效果；在洞门环梁结构施工完成后使用单液浆进行第三次洞门封堵，目的是完全填充完成，起到完全填充和止水的作用。
12.进一步的，在所述s1中，因地面存在管线，故洞门腰部以上孔位注浆压力控制在0.5mpa以内，洞门腰部以下注浆压力控制在0.8mpa。
13.进一步的，在注浆时，达到注浆压力后先进行少量后退，并减慢注入速度，将钻注一体机调整至最低速档，注入时进行稳压，如出现压力表指针波动范围减小，达到稳压效果时进行后退提钻50cm；整个注浆过程中对周边管线井及地面进行值守检查，当出现冒浆时第一时间停止注浆，待冒浆位置停止外漏且缝隙封堵后再进行注浆。
14.进一步的，注浆采用的浆液主要由a液和c液、b液和c液混合进行隔孔注入，其中a液为水和水泥按照1:1.1的质量比配置，b液为水和水玻璃按照3:1的体积比配置，c液为水和磷酸按照20:1的质量比配置。
15.进一步的，在施工完毕后，要求加固体28天无侧限抗压强度不应低于0.8mpa；应进行抽水渗透试验，渗透系数不大于1
×
10-6
cm/s，钻孔取芯完成后的空隙应及时采用m10水泥砂浆进行封孔，注浆压力不小于0.3mpa。
16.进一步的，在所述s3中，聚氨酯堵漏剂注入完成后再打设洞门探孔，探孔深度1.8m，主要观察是否存在水流通道，渗漏水时，继续采用注聚氨酯堵漏剂或注入双液浆的方式封堵漏水，探孔数量应不少于12个，探孔发生渗漏水现象时根据实际情况进行加密，探孔间距根据现场实际情况进行动态控制。
17.进一步的，在所述s4中，每层施工过程中，先将墙身混凝土全部破除清理完成，最后割除地墙迎土侧钢筋，割除完成后，立即采用双液浆回填反压，最大限度减少洞门暴露时间，以降低洞门涌水涌砂风险。
18.进一步的，在所述s4中，在进行洞门凿除前对负一层与负二层之间搭设临时支撑架，在回填及出洞阶段利用负二层中板及其结构分散负一层中板受力。
19.对比现有技术，本发明具有如下的有益效果：
20.(1)顶管接收在掘进的过程中，推力较大，本发明通过采用现浇钢筋混凝土的箱体结构，受力更加安全和稳定，且施工方便，效率较高，并且现浇混凝土箱体结构解决了现有技术中采用钢箱体技术要求高，易发生变形且密封性容易受到影响的技术问题；
21.(2)本发明现浇混凝土的箱体结构的尺寸灵活，能够不受顶管机尺寸的限制，可以根据顶管机尺寸任意调整现浇混凝土箱体的尺寸，避免了专门定制钢箱体导致后续无法周转造成成本的极大浪费的问题。
附图说明
22.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1为本发明一实施例的混凝土箱体外墙的示意图。
24.图2为本发明一实施例的注浆点位示意图。
25.图3为本发明一实施例的洞门凿除及回填示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-3。
28.本发明混凝土箱体顶管接收方法，包括如下步骤：
29.s1、端头加固：在洞门位置搭设作业支架平台，进行钻孔作业，当钻至注浆深度后进行注浆，因地面存在管线，故洞门腰部以上孔位注浆压力控制在0.5mpa以内，洞门腰部以下注浆压力控制在0.8mpa；
30.s2、混凝土箱墙施工：在接收端洞门处施工2道墙宽400mm的混凝土箱体外墙，并预留洞门，外墙采用c30混凝土，水平及竖向钢筋采用双层φ22@300进行布置，拉钩筋采用φ12@450
×
450，与主体结构连接的部位采用凿毛植筋的方式进行连接；
31.s3、洞门探孔：在进行洞门探孔前，使用水溶性聚氨酯堵漏剂注入洞门外圈，对围护结构与加固体之间的缝隙进行止水，注入孔间距为1.5m；
32.s4、洞门凿除及回填：洞门凿除时先凿除表面混凝土并割除钢筋，将剥除钢筋后的地连墙洞门分为内(车站侧70cm)外(迎土侧30cm)两段进行分段破除，第一层洞门采用破碎机进行破除，破至迎土面第二层钢筋停止；凿除迎土侧洞门时按50cm一层将洞门分为11层进行凿除，按自下而上的顺序破除混凝土，采用双液浆回填反压并进行泡沫混凝土回填；
33.s5、顶管机接收：洞门完全凿除并完成泡沫混凝土回填后，准备进行顶管机顶进接收，顶管机出洞与原主体结构斜交50
°
，当掘进方向左侧刀盘完成原土体切削，到达地连墙迎土侧时，右侧刀盘距离地连墙迎土侧约6.5m，此时左侧即将切削回填体，右侧仍继续在切削原状土，可能导致掌子面因软硬不均产生姿态偏斜，可通过顶管机主动铰接，及左右螺旋机出渣快慢进行姿态稳定；
34.s6、洞门封堵：顶管的洞门封堵分为三次，第一次洞门封堵是顶管机接收完的时候在管节上进行双液浆注入，进行临时封堵，防止顶管机出洞后造成涌水涌砂；第一次封堵后用200破碎机进行箱墙拆除，拆完之后进行第二次洞门封堵，施工洞门环梁结构，把洞门和管节之间的间隙通过焊接钢板的方式封一整圈，然后注双液浆，目的是为了加强临时封堵效果；在洞门环梁结构施工完成后使用单液浆进行第三次洞门封堵，目的是完全填充完成，起到完全填充和止水的作用。
35.在一实施例中，在注浆时，达到注浆压力后先进行少量后退(约10cm)，并减慢注入速度，将钻注一体机调整至最低速档，注入时进行稳压，如出现压力表指针波动范围减小，达到稳压效果时进行后退提钻50cm；整个注浆过程中对周边管线井及地面进行值守检查，当出现冒浆时第一时间停止注浆，待冒浆位置停止外漏且缝隙封堵后再进行注浆。
36.在一实施例中，拌制浆液的材料主要为水泥、水玻璃和磷酸，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃采用50波美度水玻璃，磷酸采用85％工业磷酸，注浆采用的浆液主要由a液和c液、b液和c液混合进行隔孔注入，其中a液为水和水泥按照1:1.1的质量比配置，b液为水和水玻璃按照3:1的体积比配置，c液为水和磷酸按照20:1的质量比配置；
37.由于c液与a、b液任何一种溶液均可以完成反应，故拌制时应注意防止c液混合至a、b液中，具体配比根据凝结时间进行调整，确保浆液凝结时间控制在20s左右，凝结时间不宜过长(不应大于25s)，否则可能导致浆液扩散太远，加固效果较差；凝结时间不宜过短(不应小于15s)，否则可能导致频繁堵管或压力增加太快导致管线遭受破坏。
38.在一实施例中，在施工完毕后，要求加固体28天无侧限抗压强度不应低于0.8mpa；应进行抽水渗透试验，渗透系数不大于1
×
10-6
cm/s，钻孔取芯完成后的空隙应及时采用m10水泥砂浆进行封孔，注浆压力不小于0.3mpa。
39.在一实施例中，在所述s3中，聚氨酯堵漏剂注入完成后再打设洞门探孔，探孔深度1.8m，主要观察是否存在水流通道，如存在渗漏水时，继续采用注聚氨酯堵漏剂或注入双液浆的方式封堵漏水，探孔数量应不少于12个，如出现探孔发生渗漏水现象时可根据实际情况进行加密，探孔间距根据现场实际情况进行动态控制。
40.在一实施例中，在所述s4中，每层施工过程中，先将墙身混凝土全部破除清理完成，最后割除地墙迎土侧钢筋，割除完成后，立即采用双液浆回填反压，最大限度减少洞门暴露时间，以降低洞门涌水涌砂风险。
41.在一实施例中，在所述s4中，在进行洞门凿除前对负一层与负二层之间搭设临时支撑架，在回填及出洞阶段利用负二层中板及其结构分散负一层中板受力。
42.优选的，所述聚氨酯堵漏剂为市面上能够购买的产品，故具体成分在此不做赘述。
43.本发明已切实应用在广州地铁七号线二期项目大沙东站d2出入口顶管端50
°
斜接收，对比同等工况的常规接收方案，经济效益分析如下表1所示：
44.表1经济效益分析表
[0045][0046][0047]
通过对比分析可以知道，在相同工况下，常规接收方案成本约225.4万元，而本工法成本仅需64.5万元，节约成本约160.9万元。
[0048]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

技术特征：
1.一种混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、端头加固：在洞门位置搭设作业支架平台，进行钻孔作业，当钻至注浆深度后进行注浆；s2、混凝土箱墙施工：在接收端洞门处施工2道混凝土箱体外墙，并预留洞门，与主体结构连接的部位采用凿毛植筋的方式进行连接；s3、洞门探孔：在进行洞门探孔前，使用水溶性聚氨酯堵漏剂注入洞门外圈，对围护结构与加固体之间的缝隙进行止水，注入孔间距为1.5m；s4、洞门凿除及回填：洞门凿除时先凿除表面混凝土并割除钢筋，将剥除钢筋后的地连墙洞门分为内(车站侧70cm)外(迎土侧30cm)两段进行分段破除，第一层洞门采用破碎机进行破除，破至迎土面第二层钢筋停止；凿除迎土侧洞门时按50cm一层将洞门分为11层进行凿除，按自下而上的顺序破除混凝土，采用双液浆回填反压并进行泡沫混凝土回填；s5、顶管机接收：洞门完全凿除并完成泡沫混凝土回填后，准备进行顶管机顶进接收，顶管机出洞与原主体结构斜交50
°
，当掘进方向左侧刀盘完成原土体切削，到达地连墙迎土侧时，右侧刀盘距离地连墙迎土侧约6.5m，此时左侧即将切削回填体，右侧仍继续在切削原状土，通过顶管机主动铰接，及左右螺旋机出渣快慢进行姿态稳定；s6、洞门封堵：顶管的洞门封堵分为三次，第一次洞门封堵是顶管机接收完的时候在管节上进行双液浆注入，进行临时封堵，防止顶管机出洞后造成涌水涌砂；第一次封堵后用200破碎机进行箱墙拆除，拆完之后进行第二次洞门封堵，施工洞门环梁结构，把洞门和管节之间的间隙通过焊接钢板的方式封一整圈，然后注双液浆；在洞门环梁结构施工完成后使用单液浆进行第三次洞门封堵。2.如权利要求1所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：在所述s1中，地面存在管线，洞门腰部以上孔位注浆压力控制在0.5mpa以内，洞门腰部以下注浆压力控制在0.8mpa。3.如权利要求1或2所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：在注浆时，达到注浆压力后先进行少量后退，并减慢注入速度，将钻注一体机调整至最低速档，注入时进行稳压，如出现压力表指针波动范围减小，达到稳压效果时进行后退提钻50cm。4.如权利要求1或2所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：注浆采用的浆液主要由a液和c液、b液和c液混合进行隔孔注入，其中a液为水和水泥按照1:1.1的质量比配置，b液为水和水玻璃按照3:1的体积比配置，c液为水和磷酸按照20:1的质量比配置。5.如权利要求1或2所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：在施工完毕后，要求加固体28天无侧限抗压强度不应低于0.8mpa；应进行抽水渗透试验，渗透系数不大于1
×
10-6
cm/s，钻孔取芯完成后的空隙应及时采用m10水泥砂浆进行封孔，注浆压力不小于0.3mpa。6.如权利要求1或2所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：在所述s3中，聚氨酯堵漏剂注入完成后再打设洞门探孔，探孔深度1.8m，主要观察是否存在水流通道，渗漏水时，继续采用注聚氨酯堵漏剂或注入双液浆的方式封堵漏水，探孔数量应不少于12个，探孔发生渗漏水现象时根据实际情况进行加密，探孔间距根据现场实际情况进行动态控制。7.如权利要求1或2所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：在所述s4中，每层施工过程中，先将墙身混凝土全部破除清理完成，最后割除地墙迎土侧钢筋，割除完成后，立
即采用双液浆回填反压，最大限度减少洞门暴露时间，以降低洞门涌水涌砂风险。8.如权利要求1或2所述的混凝土箱体顶管接收方法，其特征在于：在所述s4中，在进行洞门凿除前对负一层与负二层之间搭设临时支撑架，在回填及出洞阶段利用负二层中板及其结构分散负一层中板受力。

技术总结
本发明公开了一种混凝土箱体顶管接收方法，包括如下步骤：S1、端头加固：在洞门位置搭设作业支架平台，进行钻孔作业，当钻至注浆深度后进行注浆；S2、混凝土箱墙施工：在接收端洞门处施工2道墙宽400mm的混凝土箱体外墙，并预留洞门，外墙采用C30混凝土，水平及竖向钢筋采用双层φ22@300进行布置，拉钩筋采用φ12@450


技术研发人员：赵敬川 郭永顺 陈兴强 梁超 白建军 刘祎 杨寅智 张良伟 付力 桑圆清
受保护的技术使用者：广州地铁建设管理有限公司 中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司 中铁十局集团有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/10/7