專利名稱：一種地下連續(xù)墻鎖口管頂拔的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種在地下連續(xù)墻施工中進行鎖口管頂拔的方法，特別是在采用鎖 口管接頭方式或使用鎖口管作為后靠進行十字鋼板清理的大深度大厚度地下連續(xù)墻施工 中，對大體積、大重量鎖口管進行頂拔，然后進行后續(xù)施工的方法，屬于建筑工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地下連續(xù)墻于1950年始創(chuàng)于意大利，首先用于水利水電基礎(chǔ)工程中，而后推廣到建 筑、市政、交通、礦山、鐵道和環(huán)境等工程中。地下連續(xù)墻的厚度和深度是其技術(shù)水平 的重要標(biāo)志，最初的地下連續(xù)墻厚度不超過60cm，深度不超過20m， 1980年以后，先后 出現(xiàn)了墻厚超過1.2m、深度超過100m的超深超厚地下連續(xù)墻。我國于上世紀(jì)50年代引入 地下連續(xù)墻施工技術(shù)，和其他國家一樣，也是首先從水利水電工程中開始應(yīng)用該技術(shù)的， 而后推廣到其他領(lǐng)域。
鎖口管接頭形式是國內(nèi)地下連續(xù)墻較常見的形式，其應(yīng)用在我國也有近30年歷史 了。在地下連續(xù)墻施工中需將己插入槽段中的鎖口管頂拔，對現(xiàn)在文獻資料檢索表明 由叢藹森編著的《地下連續(xù)墻設(shè)計施工與應(yīng)用》在第854頁 855頁介紹了相關(guān)內(nèi)容，包 括鎖口管頂拔的基本原理、方法，國內(nèi)目前主要采用鎖口管頂升架配合吊車進行鎖口管 頂拔。此方法施工中存在以下缺點
1、 頂升架頂拔時將一根鋼扁擔(dān)穿過鎖口管，然后用兩個千斤頂配合相應(yīng)墊塊進行 頂拔，由于兩根千斤頂頂拔力有限，如果頂力過大，鋼扁擔(dān)和千斤頂基礎(chǔ)承受力較大， 可能發(fā)生地基沉陷或鋼扁擔(dān)彎曲、斷裂，鎖口管就不能正常起拔。
2、 頂拔力較小，采用頂升架頂拔時兩只千斤頂同時頂升，倘若一只千斤頂頂拔力 為1500KN，整個頂拔機頂拔力不會超過3000KN.
3、 依靠對穿鎖口管的鋼扁擔(dān)進行頂拔，當(dāng)液壓千斤頂頂拔的形程用完后，需重新下移鋼扁擔(dān)后再頂拔，移動時間長，耽誤了頂拔鎖口管的時間，當(dāng)設(shè)置在鎖口管中頂拔 孔用完后，鎖口管還不能被吊車正常拎出，則還要在鎖口管上燒焊鋼牛腿，然后再頂拔， 時間長了，鎖口管和混凝土凝結(jié)牢固，更難起拔。
4、墊塊及鋼扁擔(dān)在長期使用過程中發(fā)生變形，在頂拔過程中墊塊可能因受力不均失 穩(wěn)彈出，施工中存在一定的不安全因素。
隨著大深度、大厚度地下連續(xù)墻的不斷涌現(xiàn)，對施工中鎖口管頂拔設(shè)備能力的要求
越來越高，近年頂升架式設(shè)備雖有所提高，起拔力達360t，但僅能滿足約1.2m直徑， 深50m的鎖口管起拔需要。目前在地下連續(xù)墻施工中，鎖口管起拔能力制約了地下連續(xù) 墻向更深、更厚方向發(fā)展。迫切需要一種安全、可行的鎖口管頂拔施工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是克服常規(guī)的頂升架頂拔鎖口管時頂拔力較小、頂拔效率 低、安全性低的缺點，避免鎖口管頂升時扁擔(dān)斷裂、墊塊彈出，提供一種具有水平抱箍 的液壓頂拔機進行鎖口管頂拔的施工方法，其所產(chǎn)生的頂拔功能具有頂拔力大、頂拔效 率高、安全性高的優(yōu)點，可以滿足大深度、大厚度地下連續(xù)墻施工時對鎖口管頂拔的需 要。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下
一種在地下連續(xù)墻施工時對鎖口管進行頂拔的施工方法，采用抱箍式液壓拔管機，
其組成構(gòu)件有垂直頂拔系統(tǒng)、抱箍系統(tǒng)、液壓動力系統(tǒng)、底盤。垂直頂拔系統(tǒng)由4只垂 直千斤頂組成，最大頂拔力為四只垂直千斤頂頂升力之和， 一次最大頂拔行程取決于千 斤頂一次最大頂升距離；抱箍系統(tǒng)由水平千斤頂和抱箍臂環(huán)組成，水平千斤頂收縮時抱 箍環(huán)臂抱緊鎖口管，產(chǎn)生正壓力N，抱箍環(huán)臂與鎖口管摩擦系數(shù)為U ，滿足F《NU，其 中F為千斤頂最大頂拔力，抱箍臂環(huán)由鎖口管尺寸而定， 一般地下連續(xù)墻施工中用到 800mm、 1000mm、 1200mm抱箍機構(gòu)，液壓動力系統(tǒng)包括抱箍油缸、頂升油缸、高壓油 管、溢流閥等。
頂拔前首先將頂拔機吊至鎖口管上方，將其套住鎖口管放置在導(dǎo)墻上(也可在導(dǎo)墻上墊放鋼板)。通過水平千斤頂施加抱箍力給抱箍臂環(huán)，抱箍臂環(huán)把鎖口管抱緊，再利用 垂直頂拔裝置進行頂拔，頂拔過程中4只垂直千斤頂同步上升，反復(fù)頂拔直到完成最大頂 拔距離。然后水平千斤頂卸壓，松開抱箍臂環(huán)，由吊車將鎖口管吊住以使其不下落，垂 直頂拔裝置收縮，抱箍系統(tǒng)恢復(fù)到初始位置。反復(fù)上述過程，直到鎖口管頂拔力小于吊 車工作起吊能力時，由吊車將鎖口管全部吊出。
本發(fā)明所述的使用抱箍式液壓頂拔機一次頂拔行程的具體工藝操作步驟如下
1、 頂拔機、吊車就位
頂拔前由吊車將頂拔機吊至工作位置，讓其套住鎖口管，放置在導(dǎo)墻上。 吊車吊鉤、纜繩、鎖口管吊配連接安裝就位。 液壓動力系統(tǒng)管路連接
首先檢查液壓油箱內(nèi)油位是否正常，而后開啟電源，油泵正常待命。
2、 抱箍裝置水平鎖緊
將4只垂直千斤頂調(diào)整到合適位置，抱箍環(huán)臂與鎖口管抱合服貼后啟動抱箍油缸，水 平千斤頂收縮，使抱箍環(huán)臂抱緊鎖口管。
3、 頂拔裝置垂直頂拔
為了減小鎖口管開始頂拔時的阻力，在混凝土開澆底部混凝土初凝時進行緩慢頂升， 啟動液壓頂管機頂升系統(tǒng)，操作頂升油缸，垂直千斤頂頂升，每次頂升距離越少越好，不 可使管腳脫離插入的槽底土體，以防管腳處尚未達到初凝狀態(tài)的混凝土坍塌。
4、 水平緊鎖裝置松開，吊車工作 '
完成頂升距離后，吊車纜繩收緊，減小抱箍油缸壓力，水平千斤頂張開，抱箍臂環(huán) 松開。
5、 垂直頂拔裝置復(fù)原位
操作頂升油缸，垂直千斤頂收縮，抱箍系統(tǒng)恢復(fù)原位，反復(fù)上述頂拔過程直到由吊 車將鎖口管吊出。
本發(fā)明具有突出的實質(zhì)性特點與顯著的進步，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該施工方法具有頂 拔力大、頂拔效率高、安全性高的優(yōu)點，可以滿足大深度、大厚度地下連續(xù)墻施工時對 鎖口管頂拔的需要。


圖l為液壓式抱箍機平面圖 圖2為液壓式抱箍機立面圖 圖3為本發(fā)明施工設(shè)備體系圖
圖中l(wèi)為垂直千斤頂，2為抱箍式液壓頂拔機，3為頂拔機底座，4為抱箍臂環(huán)，5 為水平千斤頂，6為鎖口管，7為鎖口管吊環(huán)，8為吊車，9為頂升油缸，IO為抱緊油缸， ll為高壓油管，12為鋼板，13為鋼砼導(dǎo)墻。
具體實施例方式
某隧道主體結(jié)構(gòu)施工完成后，在進行旁通道施工時發(fā)生了施工險情，導(dǎo)致隧道上方 地區(qū)塌陷，隧道附近的土體流失。事后經(jīng)反復(fù)的方案論證，采取了對整個塌陷地區(qū)隧道 明挖修復(fù)的方案。工程共分東、中、西三個基坑，全部采用1200mm厚地下連續(xù)墻維護 形式，基坑開挖在38m以上(端頭井達到41.2m)，地下連續(xù)墻施工也達到創(chuàng)紀(jì)錄的65m。 地下連續(xù)墻采用十字鋼板接頭，施工中使用鏟刀對十字鋼板進行清淤，為保證清淤過程 中鏟刀與十字鋼板緊貼，使用了鎖口管作為后靠。每套鎖口管長69米，由7段組合而成， 包括12米長的5段和6米長、3米長各一段，由于鎖口管長度和與混凝土、 土體接觸的 長度均比此前施工的鎖口管同類參數(shù)大三分之一以上，鎖口管自重和混凝土、 土體摩擦 力也增加相同比例，常規(guī)頂拔機難以滿足本工程施工需要。故采用了抱箍式液壓頂拔機， 其最大頂拔力達480T，取得了良好的施工效果。
該工程運用了本發(fā)明所述的方法進行鎖口管頂拔，其設(shè)備體系包括抱箍式液壓頂拔 機、吊車、油缸等，抱箍式液壓拔管機組成構(gòu)件有垂直頂拔系統(tǒng)、抱箍系統(tǒng)、液壓動 力系統(tǒng)、底盤。1為垂直千斤頂，共四只，構(gòu)成頂拔系統(tǒng)，最大頂拔力為四只垂直千斤 頂頂升力之和，為4800KN， 一次最大頂拔行程取決于千斤頂一次最大頂升距離，為 600m，最高頂拔速度300mm/min; 3為引拔機底座，頂拔力通過其傳遞到鋼板和槽段 導(dǎo)墻上；4為抱箍臂環(huán)，其直徑大小取決于鎖口管的直徑，本工程采用了 1200mm直徑 抱箍臂環(huán)，5為水平千斤頂，本工程選用的水平千斤頂收縮時產(chǎn)生最大2500KN的頂升力；抱箍環(huán)臂抱緊鎖口管，產(chǎn)生正壓力N，抱箍環(huán)臂與鎖口管摩擦系數(shù)為U ，產(chǎn)生頂拔 力F= 4800KN《Ny。 6為鎖口管，其直徑為地下連續(xù)墻的厚度，本工程采用了直徑 1200mm鎖口管，7為鎖口管吊環(huán)，8為吊車，其工作起吊能力應(yīng)大于鎖口管的自重， 本工程選用的是L舊HEER280T履帶式吊車，吊車吊鉤通過鎖口管吊環(huán)與鎖口管連接， 配合頂拔機工作；9為頂升油缸，10為抱箍油缸，11為高壓油管，共同為頂拔機提供液 壓動力；12為鋼板，用于墊放在頂拔機底部，13為槽段鋼筋混凝土導(dǎo)墻。
(1) 頂拔機、吊車就位
本工程采用30cm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆翻邊深導(dǎo)墻，澆筑時與周邊混凝土道路澆筑成整 體，配筋為雙層O16②200cm，保證拔管機2頂拔過程中地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。如果周邊土 質(zhì)條件較差，可在頂拔機底座下墊置20mm 50mm鋼板12，以減小導(dǎo)墻13所受壓強，防止 導(dǎo)墻13對塌。根據(jù)鎖口管6的尺寸及重量選用L舊HEER履帶式吊車8，最大起拔力280T， 頂拔前由吊車8將頂拔機吊至工作位置，讓其套住鎖口管，放置在導(dǎo)墻13上，吊車吊鉤、 纜繩、鎖口管吊配連接安裝就位。
(2) 液壓動力系統(tǒng)管路連接
首先檢查液壓油箱內(nèi)油位是否正常，而后開啟電源，油泵正常待命。
(3) 抱箍裝置水平鎖緊
收縮垂直千斤頂l，調(diào)節(jié)水平千斤頂5，使得抱箍環(huán)臂4與鎖口管6抱合緊密后啟動抱 箍油缸，啟動抱箍油缸IO，操縱開關(guān)閥桿和相應(yīng)提升油缸的閥桿，水平千斤頂5收縮，使 抱箍環(huán)臂4抱緊鎖口管6。
(4) 頂拔裝置垂直頂拔
本工程地下連續(xù)墻深度為65m,在混凝土開澆以后應(yīng)該在底部混凝土初凝后即啟動 頂升油缸，操縱開關(guān)閥桿和頂升油缸ll的閥桿，垂直千斤頂1同步緩慢頂升。開始起拔 后，每次頂升距離越少越好，不可使管腳脫離插入的槽底土體，以防管腳處尚未達到初 凝狀態(tài)的混凝土坍塌。由于在整個混凝土澆灌期間，鎖口管6始終保持松動，在不影響 混凝土凝固的前提下，可避免產(chǎn)生混凝土將鎖口管6鎖死的情況。 一次頂拔行程最大為 千斤頂一次最大頂升距離。(5) 水平緊鎖裝置松開，吊車工作
完成頂升距離后，吊車8纜繩收緊，鎖口管6保持在固定高度避免下落，減小抱箍油 缸10壓力，水平千斤頂5伸長，抱箍環(huán)臂4松開。
(6) 垂直頂拔裝置復(fù)位
操作頂升油缸9，逐漸減小油缸壓力，垂直千斤頂l收縮，抱箍環(huán)臂4及水平千斤頂5 下落，頂拔機恢復(fù)初始位置，再進行下一個行程頂升，反復(fù)上述過程，直到鎖口管頂拔 力小于吊車工作起吊能力時，由吊車8將鎖口管6全部吊出。
在本工程中共采用該方法進行了157副地下連續(xù)墻鎖口管的頂拔施工。在頂拔過程 中，鎖口管均能在控制時間內(nèi)頂拔完成，抱箍式頂拔機取得了良好的施工效果。其頂拔 力大、頂拔效率高、安全性高的優(yōu)點在工程中得到了驗證。
權(quán)利要求
1、一種地下連續(xù)墻鎖口管頂拔的施工方法，其特征在于1)首先將頂拔機(2)吊至鎖口管(6)上方，將其套住鎖口管(6)放置在導(dǎo)墻上，也可在導(dǎo)墻上墊放鋼板(12)，頂拔機(2)、吊車(8)就位，吊車(8)吊鉤、纜繩、鎖口管吊環(huán)(7)連接安裝就位，液壓動力系統(tǒng)管路連接完畢。2)抱緊油缸(10)工作，通過高壓油管(11)水平千斤頂(5)施加抱箍力給抱箍臂環(huán)(4)，抱箍臂環(huán)(4)把鎖口管(6)抱緊。3)頂升油缸(9)工作，垂直頂拔裝置進行頂拔，頂拔過程中四只垂直千斤(1)頂同步上升，反復(fù)頂拔直到完成最大頂拔距離。4)然后水平千斤頂(5)卸壓，松開抱箍臂環(huán)(4)，由吊車(8)將鎖口管(6)吊住以使其不下落，垂直頂拔裝置收縮，抱箍系統(tǒng)恢復(fù)到初始位置。5)反復(fù)上述過程，直到鎖口管(6)頂拔力小于吊車(8)工作起吊能力時，由吊車(8)將鎖口管(6)全部吊出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的地下連續(xù)墻鎖口管頂拔的施工方法，其特征在于開 始起拔后，每次頂升距離越少越好，不可使管腳脫離插入的槽底土體，以防管腳處尚未 達到初凝狀態(tài)的混凝土坍塌。由于在整個混凝土澆灌期間，鎖口管(6)始終保持松動， 在不影響混凝土凝固的前提下，可避免產(chǎn)生混凝土將鎖口管(6)鎖死的情況。 一次最大 頂拔行程為千斤頂一次最大頂升距離。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書l所述的地下連續(xù)墻鎖口管頂拔的施工方法，其特征在于在頂 拔施工前，施工具有一定強度的鋼筋混凝土導(dǎo)墻(13)，導(dǎo)墻(13)上布設(shè)一定厚度的鋼板 (12)，避免了兩側(cè)土體由于土質(zhì)疏松或土體受力不均發(fā)生塌陷。
全文摘要
本發(fā)明是一種在地下連續(xù)墻施工中進行鎖口管頂拔的方法，屬于建筑工程領(lǐng)域。具體工藝步驟為首先將頂拔機吊至鎖口管上方，將其套住鎖口管放置在導(dǎo)墻上。通過水平千斤頂施加抱箍力給抱箍臂環(huán)，抱箍臂環(huán)把鎖口管抱緊，再利用垂直頂拔裝置進行頂拔，頂拔過程中4只垂直千斤頂同步上升，反復(fù)頂拔直到完成最大頂拔距離。然后水平千斤頂卸壓，松開抱箍臂環(huán)，由吊車將鎖口管吊住以使其不下落，垂直頂拔裝置收縮，抱箍系統(tǒng)恢復(fù)到初始位置。反復(fù)上述過程，直到鎖口管所需頂拔力小于吊車起拔力，由吊車將鎖口管拔出。本發(fā)明方法頂拔鎖口管具有頂拔力大、頂拔效率高、安全性高的優(yōu)點。滿足大深度、大厚度地下連續(xù)墻施工的需要，可廣泛應(yīng)用于地下工程施工之中。
文檔編號E02D29/02GK101418568SQ200710047299
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者軍 付, 吳永年, 張瑞昌, 朱衛(wèi)杰, 強 祝, 蔡興華, 享 郭, 亮 郭, 曄 錢, 馬傳鎖 申請人:上海隧道工程股份有限公司