本申請屬于頂管施工的，尤其涉及一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法。

背景技術：

1、頂管法是一種類似于盾構法的地下工程非開挖管道鋪設技術，采用頂管掘進機成孔，將預制成形的管道從頂進工作井頂入，形成連續(xù)襯砌結構的管道鋪設技術。

2、隨著我國施工裝備制造的發(fā)展，地鐵車站附屬的地下過街通道大量采用矩形頂管施工，減少了地面開挖，從而降低了地鐵施工對周邊道路交通和地下管線的影響。

3、而頂管頂進施工過程中，地層情況對頂管的順利推進影響較大，目前存在地層突變的地質情況，由于地質突變使得地層結構復雜，分層不明顯，且地層中夾雜其它地層，導致頂管頂進困難，尤其遇到大粒徑的孤石、膠結礫巖層等強度較高的巖質地層，常規(guī)頂管機破巖能力不超過5mpa，頂管機在該類地層中頂進困難，姿態(tài)難以控制，地面沉降不可控，而且孤石進入土倉后出土困難，大塊孤石容易卡塞螺旋機盤。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，用于解決矩形頂管頂進施工時，在堅硬巖層不易掘進的問題。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，包括以下施工步驟：

3、在掘進橫斷面的頂部外輪廓施工管棚，實現(xiàn)掘進橫斷面頂部的支撐；

4、將掘進橫斷面劃分為巖層區(qū)和軟土區(qū)，在巖層區(qū)布置定位鉆進孔，在軟土區(qū)定位注漿加固孔，實現(xiàn)對巖層地層的置換；

5、在巖層區(qū)按照鉆進孔的定位點進行水平鉆孔，在鉆進孔鉆取完成后，向鉆進孔內注入膨潤土消石灰混合漿液以填充鉆進孔；

6、在軟土區(qū)的各個注漿加固孔處進行水平高壓旋噴樁施工，實現(xiàn)對軟土區(qū)地層的加固；

7、軟土區(qū)和巖層區(qū)地層處理完成后，利用頂管機沿掘進路線進行掘進。

8、進一步的，所述鉆進孔的鉆取及注漿，以及從所述注漿加固孔向地層內進行水平高壓旋噴樁施工均能夠按照從掘進路線的兩端向中間逼近的原則進行施工。

9、進一步的，在進行鉆進孔鉆取時，若遇到地層改變則應該停止鉆取，并在鉆進孔的端頭注漿實現(xiàn)鉆進孔端頭的封堵。

10、進一步的，在鉆進孔鉆取過程中，若單孔出水量小于30l/min，可繼續(xù)施鉆；若單孔出水量大于30l/min，應立即停鉆并進行注漿封堵。

11、進一步的，所述鉆進孔在巖層區(qū)外邊緣的布置間距相較于巖層區(qū)中間區(qū)域更加密集。

12、進一步的，鉆進孔鉆取完成后，對所有鉆進孔用清水試壓一遍，試壓完成后緩慢加壓注漿，注漿完成后進行復壓直至漿液充分擴散和滲透，再進行封孔操作。

13、進一步的，所述鉆進孔的鉆取區(qū)域覆蓋所述巖層區(qū)和所述軟土區(qū)的交接面。

14、進一步的，在進行巖層區(qū)和軟土區(qū)的土層改造施工之前，包括在掘進路線上方的地面布置沉降監(jiān)測點的施工步驟，所述沉降監(jiān)測點在管線處進行加密。

15、進一步的，在利用頂管機向前掘進時，頂管機采用復合刀盤，采用撕裂刀、貝殼刀和魚尾刀組合的復合刀盤。

16、進一步的，所述復合刀盤設置為6輻條式，輻條的外緣及中部各設置一道加強環(huán)，輻條兩側設置撕裂刀，端部設置重型撕裂刀，中部設置采用大合金的貝殼刀，刀盤中部設置一把魚尾刀，頂管機的殼體設置增加耐磨焊的鏟刀。

17、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益效果：

18、1、本申請施工方法在矩形頂管頂進施工之前，首先對硬質巖層進行預處理，即在硬質巖層進行打孔，并利用漿液重新填充孔洞，使得掘進面的巖層區(qū)結構強度降低；另一方面對粉質黏土層進行注漿加固，提高軟土區(qū)的土層強度，進而均衡矩形頂管機在頂進過程中，各區(qū)域的頂進阻力，使得在針對地層突變的復雜地層頂管施工時，能夠更加順暢。

19、2、本申請施工方法在始發(fā)洞門和接收洞門雙向同時逼近鉆進鉆進孔，能夠降低單側鉆進孔的鉆進深度，從而降低施工難度，同時提高鉆進孔鉆進效率；同時雙向對軟土地層進行注漿加固，能夠縮短注漿間距，提高施工效率，并能夠根據地層情況實時調整注漿施工。

20、3、根據地層處理后的地質情況，適應性調整刀盤結構，通過多種刀盤的復合，能夠增強頂管設備的切削動能，進而更加順暢的實現(xiàn)掘進。

技術特征：

1.一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，包括以下施工步驟：

2.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，所述鉆進孔（4）的鉆取及注漿，以及從所述注漿加固孔（5）向地層內進行水平高壓旋噴樁施工均能夠按照從掘進路線的兩端向中間逼近的原則進行施工。

3.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，在進行鉆進孔（4）鉆取時，若遇到地層改變則應該停止鉆取，并在鉆進孔（4）的端頭注漿實現(xiàn)鉆進孔（4）端頭的封堵。

4.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，在鉆進孔（4）鉆取過程中，若單孔出水量小于30l/min，可繼續(xù)施鉆；若單孔出水量大于30l/min，應立即停鉆并進行注漿封堵。

5.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，所述鉆進孔（4）在巖層區(qū)（2）外邊緣的布置間距相較于巖層區(qū)（2）中間區(qū)域更加密集。

6.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，鉆進孔（4）鉆取完成后，對所有鉆進孔（4）用清水試壓一遍，試壓完成后緩慢加壓注漿，注漿完成后進行復壓直至漿液充分擴散和滲透，再進行封孔操作。

7.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，所述鉆進孔（4）的鉆取區(qū)域覆蓋所述巖層區(qū)（2）和所述軟土區(qū)（3）的交接面。

8.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，在進行巖層區(qū)（2）和軟土區(qū)（3）的土層改造施工之前，包括在掘進路線上方的地面布置沉降監(jiān)測點的施工步驟，所述沉降監(jiān)測點在管線處進行加密。

9.根據權利要求1所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，在利用頂管機向前掘進時，頂管機采用復合刀盤，采用撕裂刀、貝殼刀和魚尾刀組合的復合刀盤。

10.根據權利要求9所述的一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，其特征在于，所述復合刀盤設置為6輻條式，輻條的外緣及中部各設置一道加強環(huán)，輻條兩側設置撕裂刀，端部設置重型撕裂刀，中部設置采用大合金的貝殼刀，刀盤中部設置一把魚尾刀，頂管機的殼體設置增加耐磨焊的鏟刀。

技術總結
一種地層突變的復雜地層頂管頂進施工方法，包括以下施工步驟：在掘進橫斷面的頂部外輪廓施工管棚，實現(xiàn)掘進橫斷面頂部的支撐；將掘進橫斷面劃分為巖層區(qū)和軟土區(qū)，在巖層區(qū)布置定位鉆進孔，在軟土區(qū)定位注漿加固孔；在巖層區(qū)按照鉆進孔的定位點進行水平鉆孔，在鉆進孔鉆取完成后，向鉆進孔內注入膨潤土消石灰混合漿液以填充鉆進孔；在軟土區(qū)的各個注漿加固孔處進行水平高壓旋噴樁施工，實現(xiàn)對軟土區(qū)地層的加固；軟土區(qū)和巖層區(qū)地層處理完成后，利用頂管機沿掘進路線進行掘進。本申請能夠實現(xiàn)地層突變的復雜地層順利掘進施工。

技術研發(fā)人員：梁芝軍,李孝林,楊威,寇銀盔,趙南,謝鵬,尚曉飛,王策,梁林林,陸國平,魏中升,王寧,曹殿彬,黃廣開,趙亞杰,高興江,邱擁軍,劉浩,李春
受保護的技術使用者：中鐵十一局集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30