本發(fā)明屬于地下管道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法。

背景技術(shù)：

頂管法是指隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖式施工方法。在施工時，通過傳力頂鐵和導(dǎo)向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中，同時挖除并運(yùn)走管正面的泥土。當(dāng)?shù)谝还?jié)管全部頂入土層后，接著將第二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進(jìn)，這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。工作井一般用于市政工程中的隧道或地鐵的施工，也可以用于給水排水工程、油井、礦井工程的施工。市政頂管施工中工作井是頂進(jìn)操作室，從工作井開始頂進(jìn)，到接收井出來。接收井是接收頂管機(jī)或工具管的場所，與工作井相比，接收井布置比較簡單，工作井是頂管施工的頂進(jìn)工作場所。

粉砂土是巖石經(jīng)過風(fēng)化作用后的產(chǎn)物，顆粒介于細(xì)砂土和粉土之間，其顆粒組成中以砂粒和粉粒為主，粘性顆粒含量相對較少。粉砂土地層是指土體為粉砂土的地層，該地層中頂管施工難度較大。如對處于灃河老河床川道的西咸國際文化教育園區(qū)內(nèi)科技路污水管道工程進(jìn)行施工時，所施工管道全長2026m，設(shè)計管徑D1000mm，管道平均埋深12m，該工程地勘報告顯示為耕土(Qpd)、第四系全新系統(tǒng)沖積(Q4al)黃土狀土、沖積(Q4al)中砂和中粗砂、第四季上更新統(tǒng)沖積(Q3al)粉質(zhì)粘土和粗砂、第四系中更新統(tǒng)沖積(Q2al)粉質(zhì)粘土和粗砂。由于上述工程中頂管管位深度所在砂層為全斷面粉砂土地層，含水量較大，成拱性差，因此必須考慮頂進(jìn)時管頂砂層全部壓在管頂上而導(dǎo)致正壓力、側(cè)壓力引起的摩阻力加大；同時，飽和砂層頂進(jìn)時極易出現(xiàn)“栽頭”和頂線偏移。采用傳統(tǒng)的頂管施工模式(即人工手掘式法頂管施工)過程中，遇到大量粉砂層時，易塌方，無法施工，因而需對傳統(tǒng)的頂管施工方法進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其方法步驟簡單、設(shè)計合理且施工簡便、使用效果好，能簡便、快速完成粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工過程，并且施工過程安全、可靠。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、工作井施工：對用于頂進(jìn)所施工地下管道的工作井(1)進(jìn)行施工，所述工作井(1)位于所施工地下管道的后側(cè)，所施工地下管道位于工作井(1)與接收井之間；

所施工地下管道為由多個管道拼裝節(jié)(6)從前至后拼接而成且其為埋設(shè)于粉砂土地層內(nèi)的拼接式管道，多個所述管道拼裝節(jié)(6)中位于最前側(cè)的管道拼裝節(jié)(6)為前端拼裝節(jié)，多個所述管道拼裝節(jié)(6)中位于最后側(cè)的管道拼裝節(jié)(6)為后端拼裝節(jié)；所述前端拼裝節(jié)的前端安裝有鋼套頭工具管(2)，所施工地下管道與鋼套頭工具管(2)呈同軸布設(shè)且二者組成待頂進(jìn)管道；

所述鋼套頭工具管(2)包括鋼套管(2-1)、安裝在鋼套管(2-1)后端內(nèi)側(cè)的支撐環(huán)(2-2)和固定在支撐環(huán)(2-2)上且供所述前端拼裝節(jié)前部同軸套裝的插口(2-3)，所述鋼套管(2-1)、支撐環(huán)(2-2)和插口(2-3)呈同軸布設(shè)，所施工地下管道和鋼套管(2-1)均為圓管，所述鋼套管(2-1)的外徑與所施工地下管道的外徑相同，所述插口(2-3)為圓筒狀且其外徑不大于所施工地下管道的內(nèi)徑，所述支撐環(huán)(2-2)與鋼套管(2-1)呈垂直布設(shè)，所述支撐環(huán)(2-2)的后側(cè)壁與鋼套管(2-1)的后側(cè)壁相平齊，所述前端拼裝節(jié)的前側(cè)壁支頂在支撐環(huán)(2-2)上；所述鋼套管(2-1)的壁厚為0.8cm～1.2cm且其長度為80cm～120cm，所述管道拼裝節(jié)的長度大于鋼套管(2-1)的長度；

步驟二、頂進(jìn)設(shè)備安裝：在步驟一中施工完成的工作井(1)的內(nèi)側(cè)底部安裝頂進(jìn)設(shè)備；

所述頂進(jìn)設(shè)備包括沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線對所述待頂進(jìn)管道進(jìn)行頂推的頂推設(shè)備(3)、供所述待頂進(jìn)管道向前移動的導(dǎo)軌(4)、供頂推設(shè)備(3)后部支頂?shù)暮笾ы敊C(jī)構(gòu)和安裝于頂推設(shè)備(3)前側(cè)的頂鐵(5)，所述導(dǎo)軌(4)位于頂推設(shè)備(3)的正下方，所述后支頂機(jī)構(gòu)固定在工作井(1)的后側(cè)井壁(7)上，所述后支頂機(jī)構(gòu)位于頂推設(shè)備(3)后側(cè)，所述頂鐵(5)位于頂推設(shè)備(3)與所述待頂進(jìn)管道之間；

步驟三、鋼套頭工具管頂進(jìn)，過程如下：

步驟301、鋼套頭工具管吊裝就位：將鋼套頭工具管(2)吊裝入工作井(1)內(nèi)的導(dǎo)軌(4)上，并使鋼套頭工具管(2)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

步驟302、鋼套頭工具管頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備(3)且沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，對步驟301中所述鋼套頭工具管(2)向前頂推，頂推長度不大于鋼套管(2-1)的長度；

步驟303、人工管內(nèi)挖土：人工對鋼套頭工具管(2)內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井(1)外側(cè)；

步驟四、管道頂進(jìn)：由前至后分別對所施工地下管道中的多個所述管道拼裝節(jié)(6)進(jìn)行頂進(jìn)，過程如下：

步驟401、前端拼裝節(jié)頂進(jìn)，包括以下步驟：

步驟4011、前端拼裝節(jié)吊裝就位：將所述前端拼裝節(jié)吊裝入工作井(1)內(nèi)的導(dǎo)軌(4)上后，再將所述前端拼裝節(jié)前部同軸套裝在步驟303中所述鋼套頭工具管(2)的插口(2-3)上，并使所述前端拼裝節(jié)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

步驟4012、前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管同步頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備(3)且沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，對步驟4011中所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管(2)同步進(jìn)行向前頂推，直至所述前端拼裝節(jié)后端位于工作井(1)內(nèi)的長度為20cm～50cm為止；

對步驟4011中所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管(2)同步進(jìn)行向前頂推時，一次向前頂推完成或分多次進(jìn)行向前頂推，每次向前頂推的頂推長度均不大于鋼套管(2-1)的長度；每次向前頂推完成后，均采用人工對鋼套頭工具管(2)內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井(1)外側(cè)；

步驟402、下一個管道拼裝節(jié)頂進(jìn)，包括以下步驟：

步驟4021、下一個管道拼裝節(jié)吊裝就位：將當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)吊裝入工作井(1)內(nèi)的導(dǎo)軌(4)上，并對當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)與上一個已頂進(jìn)完成的所述管道拼裝節(jié)進(jìn)行拼接，使當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

所述鋼套頭工具管(2)、當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)和位于鋼套頭工具管(2)與當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)之間的所有管道拼裝節(jié)組成當(dāng)前頂推管道；

步驟4022、當(dāng)前頂推管道頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備(3)且沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，對步驟4021中所述當(dāng)前頂推管道進(jìn)行向前頂推，直至當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)后端位于工作井(1)內(nèi)的長度為20cm～50cm為止；

對步驟4021中所述當(dāng)前頂推管道進(jìn)行向前頂推時，一次向前頂推完成或分多次進(jìn)行向前頂推，每次向前頂推的頂推長度均不大于鋼套管(2-1)的長度；每次向前頂推完成后，均采用人工對鋼套頭工具管(2)內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井(1)外側(cè)；

步驟403、一次或多次重復(fù)步驟402，直至完成所施工地下管道中除所述后端拼接節(jié)之外的所有管道拼裝節(jié)(6)的頂進(jìn)過程；

步驟404、后端拼接節(jié)頂進(jìn)，包括以下步驟：

步驟4041、后端拼接節(jié)吊裝就位：按照步驟4021中所述的方法，對所述后端拼接節(jié)進(jìn)行吊裝就位，獲得所述待頂推管道；

步驟4042、待頂推管道頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備(3)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，且根據(jù)所施工地下管道后端的設(shè)計位置，對步驟4041中所述待頂推管道進(jìn)行向前頂推，直至將所施工地下管道頂推到位；

對步驟4041中所述待頂推管道進(jìn)行向前頂推時，一次向前頂推完成或分多次進(jìn)行向前頂推，每次向前頂推的頂推長度均不大于鋼套管(2-1)的長度；每次向前頂推完成后，均采用人工對鋼套頭工具管(2)內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井(1)外側(cè)。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟一中所述頂推設(shè)備(3)和導(dǎo)軌(4)均沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；所述鋼套管(2-1)的壁厚為0.8cm～1.2cm，所述插口(2-3)的長度為15cm～25cm。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟一中所述工作井(1)和所述接收井均為由上至下開挖形成的豎井；所述豎井為立方體結(jié)構(gòu)，所述豎井的四個井壁均呈豎直向布設(shè)且其四個所述井壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述豎井的內(nèi)側(cè)底部為水平封底層(9)，所述水平封底層(9)為鋼筋混凝土層，所述豎井的四個所述井壁與水平封底層(9)緊固連接為一體；所述豎井的四個所述井壁分別為前側(cè)井壁(8)、位于前側(cè)井壁(8)正后方的后側(cè)井壁(7)以及分別連接于前側(cè)井壁(8)與后側(cè)井壁(7)左右兩側(cè)之間的左側(cè)井壁與右側(cè)井壁；

所述工作井(1)的前側(cè)井壁(8)上預(yù)留有進(jìn)洞洞口，所述接收井的后側(cè)井壁(7)上預(yù)留有出洞洞口，所述進(jìn)洞洞口和所述出洞洞口均為圓形且二者均沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)，所述進(jìn)洞洞口的直徑比鋼套頭工具管(2)的外徑大0.05m～0.1m，所述出洞洞口的直徑比所述進(jìn)洞洞口的直徑大0.8m～1.2m。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：所述立井的四個井壁外側(cè)均設(shè)置有一個高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，每個所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)均包括多個沿所支護(hù)井壁由前至后布設(shè)在同一豎直面上的高壓旋噴樁，所述高壓旋噴樁呈豎直向布設(shè)且其直徑為Φ450mm～Φ550mm，所述高壓旋噴樁的底部高度低于所述立井的底部高度，所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)中相鄰兩個所述高壓旋噴樁之間的間距為350mm～450mm，四個所述井壁外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)組成一個立方體狀止水帷幕；所述立井的四個井壁組成一個立方體狀井壁結(jié)構(gòu)，所述立方體狀井壁結(jié)構(gòu)由上至下分別為多個井壁節(jié)段，所述立方體狀井壁結(jié)構(gòu)與其外側(cè)的立方體狀止水帷幕緊固連接為一體；

位于工作井(1)的前側(cè)井壁(8)外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有進(jìn)洞口，所述進(jìn)洞口位于所述進(jìn)洞洞口的正前方且二者的直徑相同；

步驟四中進(jìn)行管道頂進(jìn)之前，對所述接收井進(jìn)行施工；

所述工作井(1)和所述接收井均采用逆作法進(jìn)行施工；

采用逆作法對工作井(1)進(jìn)行施工時，過程如下：

步驟A1、高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工：對工作井(1)四個井壁外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行施工；

步驟A2、土體開挖及井壁施工：由上至下分多次對工作井(1)內(nèi)的土體進(jìn)行開挖；每一次開挖完成后，均對本次開挖成型的坑體的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工；

對所述進(jìn)洞洞口所處的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工時，還需對所述進(jìn)洞洞口正前方的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上所述進(jìn)洞口所處區(qū)域進(jìn)行破除，并獲得所述進(jìn)洞口；

步驟A3、封底施工：對工作井(1)內(nèi)側(cè)底部的水平封底層(9)進(jìn)行施工。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：位于所述接收井的后側(cè)井壁(7)外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有出洞口，所述出洞口位于所述出洞洞口的正后方且二者的直徑相同；

采用逆作法對所述接收井進(jìn)行施工時，過程如下：

步驟B1、高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工：對所述接收井四個井壁外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行施工；

步驟B2、土體開挖及井壁施工：由上至下分多次對所述接收井內(nèi)的土體進(jìn)行開挖；每一次開挖完成后，均對本次開挖成型的坑體的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工；

對所述出洞洞口所處的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工時，還需對所述出洞洞口正后方的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上所述出洞口所處區(qū)域進(jìn)行破除，并獲得所述出洞口；

步驟B3、封底施工：對所述接收井內(nèi)側(cè)底部的水平封底層(9)進(jìn)行施工。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟一中所述插口(2-3)為壁厚為0.8cm～1.2cm的鋼管，所述支撐環(huán)(2-2)為鋼環(huán)或由多個圓弧形支撐鋼板組成的圓形支撐環(huán)。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟一中所述支撐環(huán)(2-2)的外徑與鋼套管(2-1)的內(nèi)徑一致，所述支撐環(huán)(2-2)與鋼套管(2-1)焊接固定為一體或加工制作為一體；所述插口(2-3)與支撐環(huán)(2-2)焊接固定為一體或加工制作為一體；

所述支撐環(huán)(2-2)為厚度為15cm～25cm的厚支撐環(huán)或厚度為0.8cm～1.2cm的薄支撐環(huán)，所述薄支撐環(huán)的前側(cè)沿圓周方向設(shè)置有多道三角形加勁肋(2-4)，所述三角形加勁肋(2-4)外側(cè)固定在鋼套管(2-1)的內(nèi)側(cè)壁上。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟301中將鋼套頭工具管(2)吊裝入工作井(1)內(nèi)的導(dǎo)軌(4)上后，對鋼套頭工具管(2)前端、中部和后端的底部高程分別進(jìn)行測量，并對鋼套頭工具管(2)的管道中心軸線進(jìn)行測量，使鋼套頭工具管(2)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

步驟302中對鋼套頭工具管(2)向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對鋼套頭工具管(2)的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；步驟4012中對所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管(2)同步進(jìn)行向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管(2)所組成拼接管的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；步驟4022中對所述當(dāng)前頂推管道進(jìn)行向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對所述當(dāng)前頂推管道的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；步驟4042中對所述待頂推管道進(jìn)行向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對所述待頂推管道的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；

步驟四中管道頂進(jìn)過程中，每向前頂推30m～50m，對鋼套頭工具管(2)與此時已頂進(jìn)完成的所有管道拼裝節(jié)的高程與中心軸線分別進(jìn)行一次測量。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟303中、步驟4012中、步驟4022中和步驟4042中對鋼套頭工具管(2)內(nèi)土體進(jìn)行開挖后，還需人工由上至下分層對鋼套頭工具管(2)正前方的土體進(jìn)行開挖，開挖長度為30cm～50cm。

步驟四中管道頂進(jìn)過程中，對鋼套頭工具管(2)與此時已頂進(jìn)完成的所有管道拼裝節(jié)組成的已頂進(jìn)管道進(jìn)行糾偏時，采用挖土校正法和頂木校正法進(jìn)行糾偏。

上述基于鋼套頭工具管的粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工方法，其特征是：步驟一中多個所述管道拼裝節(jié)(6)的長度均相同；步驟二中所述導(dǎo)軌(4)包括左右兩個呈平行布設(shè)的軌道，兩個所述軌道均沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線進(jìn)行布設(shè)且二者呈對稱布設(shè)；所述軌道的長度為管道拼裝節(jié)(6)長度的1.5倍～2倍，兩個所述軌道之間的間距為管道拼裝節(jié)(6)外徑的0.45倍～0.6倍；

所述后支頂機(jī)構(gòu)為布設(shè)在工作井(1)的后側(cè)井壁(7)前側(cè)的裝配式后背墻，所述裝配式后背墻與頂推設(shè)備(3)呈垂直布設(shè)；所述裝配式后背墻包括支頂鋼板和固定于所述支頂鋼板與工作井(1)的后側(cè)井壁(7)之間的支撐骨架，所述支撐骨架由方木和/或型鋼拼接而成；所述裝配式后背墻與工作井(1)的后側(cè)井壁(7)之間的間隙采用砂石料填塞密實(shí)；所述裝配式后背墻底部低于工作井(1)底部400mm～600mm，所述頂推設(shè)備(3)后部在所述裝配式后背墻的著力中心高度不小于所述裝配式后背墻高度的1/3。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、方法步驟簡單、設(shè)計合理且投入施工成本較低。

2、所采用的鋼套頭工具管結(jié)構(gòu)簡單、加工簡便且投入成本低，加工質(zhì)量易于保證。

3、所采用的鋼套頭工具管與管道拼裝節(jié)之間拼接簡單且拆卸方便，使用操作簡便。

4、通過所施工地下管道的前端安裝鋼套頭工具管，并對鋼套頭工具管的長度、直徑以及各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸等進(jìn)行限定，頂進(jìn)施工過程中將鋼套頭工具管超前頂入粉砂土地層中，人工在超前鋼套頭工具管內(nèi)進(jìn)行挖土，能有效防止開挖過程中粉砂土地層坍塌，保證施工人員的安全，并能保證頂進(jìn)過程簡便、快速且安全進(jìn)行。

5、所采用的工作井結(jié)構(gòu)簡單且施工簡便、使用效果好，并且設(shè)置有高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，能有效保證施工成型工作井的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保施工安全。

6、所采用的頂進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且安裝布設(shè)簡便、使用操作方便、使用效果好，該頂進(jìn)設(shè)備包括沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線對所述待頂進(jìn)管道進(jìn)行頂推的頂推設(shè)備、供待頂進(jìn)管道向前移動的導(dǎo)軌、供頂推設(shè)備后部支頂?shù)暮笾ы敊C(jī)構(gòu)和安裝于頂推設(shè)備前側(cè)的頂鐵，能簡便、快速且可靠地完成向前頂推過程，并且頂推過程易于控制。

7、施工簡便、施工過程易于控制、使用效果好且實(shí)用價值高，所施工地下管道前端安裝有超前頂入的鋼套頭工具管，不僅能保證施工人員的安全，確保頂進(jìn)施工效率，并且管道高程與方向容易控制，糾偏校正靈活，鋼套頭工具管能有效減少管道端頭的阻力，安全可靠，施工過程中速度快、成本低，不影響周圍環(huán)境或者影響較小，施工場地小，噪音小，而且能夠深入地下作業(yè)，既有效地避免了特殊路段開槽施工帶來的困難，又保證了工期質(zhì)量，將地表作業(yè)安全可靠地轉(zhuǎn)入地下施工，從而實(shí)現(xiàn)了社會經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，具有施工速度快、施工成本低、環(huán)境影響小、文明施工程度高、施工工期短、無地面沉降、防護(hù)措施少、高程與方向易控制等諸多優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明形成一套采用鋼套頭工具管的手掘式頂管施工方法，能有效防止砂層坍塌，鋼套頭工具管進(jìn)入砂層提前預(yù)防，保證施工人員的安全，具有高程、方向更容易控制，并減少端頭的阻力等優(yōu)勢。

8、適用面廣，適用于埋深較大、工期緊、穿越全砂層地質(zhì)及濕軟土基地層等地層的管道施工。

綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡單、設(shè)計合理且施工簡便、使用效果好，能簡便、快速完成粉砂土地層頂管頂進(jìn)施工過程，并且施工過程安全、可靠。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程框圖。

圖1-1為本發(fā)明實(shí)施例1的施工狀態(tài)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中鋼套頭工具管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中鋼套頭工具管的前部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明導(dǎo)軌的布設(shè)位置示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中鋼套頭工具管的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—工作井； 2—鋼套頭工具管； 2-1—鋼套管；

2-2—支撐環(huán)； 2-3—插口； 2-4—三角形加勁肋；

3—頂推設(shè)備； 4—導(dǎo)軌； 5—頂鐵；

6—管道拼裝節(jié)； 7—后側(cè)井壁； 8—前側(cè)井壁；

9—水平封底層； 10—工作平臺； 11—龍門吊；

12—運(yùn)輸車。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示的一種粉砂土地層頂管施工方法，包括以下步驟：

步驟一、工作井施工：對用于頂進(jìn)所施工地下管道的工作井1進(jìn)行施工，所述工作井1位于所施工地下管道的后側(cè)，所施工地下管道位于工作井1與接收井之間，詳見圖1-1；

如圖1-1所示，所施工地下管道為由多個管道拼裝節(jié)6從前至后拼接而成且埋設(shè)于粉砂土地層內(nèi)的拼接式管道，多個所述管道拼裝節(jié)6中位于最前側(cè)的管道拼裝節(jié)6為前端拼裝節(jié)，多個所述管道拼裝節(jié)6中位于最后側(cè)的管道拼裝節(jié)6為后端拼裝節(jié)；所述前端拼裝節(jié)的前端安裝有鋼套頭工具管2，所施工地下管道與鋼套頭工具管2呈同軸布設(shè)且二者組成待頂進(jìn)管道；

如圖2、圖3所示，所述鋼套頭工具管2包括鋼套管2-1、安裝在鋼套管2-1后端內(nèi)側(cè)的支撐環(huán)2-2和固定在支撐環(huán)2-2上且供所述前端拼裝節(jié)前部同軸套裝的插口2-3，所述鋼套管2-1、支撐環(huán)2-2和插口2-3呈同軸布設(shè)，所施工地下管道和鋼套管2-1均為圓管，所述鋼套管2-1的外徑與所施工地下管道的外徑相同，所述插口2-3為圓筒狀且其外徑不大于所施工地下管道的內(nèi)徑，所述支撐環(huán)2-2與鋼套管2-1呈垂直布設(shè)，所述支撐環(huán)2-2的后側(cè)壁與鋼套管2-1的后側(cè)壁相平齊，所述前端拼裝節(jié)的前側(cè)壁支頂在支撐環(huán)2-2上；所述鋼套管2-1的壁厚為0.8cm～1.2cm且其長度為80cm～120cm，所述管道拼裝節(jié)的長度大于鋼套管2-1的長度；

步驟二、頂進(jìn)設(shè)備安裝：在步驟一中施工完成的工作井1的內(nèi)側(cè)底部安裝頂進(jìn)設(shè)備；

所述頂進(jìn)設(shè)備包括沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線對所述待頂進(jìn)管道進(jìn)行頂推的頂推設(shè)備3、供所述待頂進(jìn)管道向前移動的導(dǎo)軌4、供頂推設(shè)備3后部支頂?shù)暮笾ы敊C(jī)構(gòu)和安裝于頂推設(shè)備3前側(cè)的頂鐵5，所述導(dǎo)軌4位于頂推設(shè)備3的正下方，所述后支頂機(jī)構(gòu)固定在工作井1的后側(cè)井壁7上，所述后支頂機(jī)構(gòu)位于頂推設(shè)備3后側(cè)，所述頂鐵5位于頂推設(shè)備3與所述待頂進(jìn)管道之間；

步驟三、鋼套頭工具管頂進(jìn)，過程如下：

步驟301、鋼套頭工具管吊裝就位：將鋼套頭工具管2吊裝入工作井1內(nèi)的導(dǎo)軌4上，并使鋼套頭工具管2沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

步驟302、鋼套頭工具管頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備3且沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，對步驟301中所述鋼套頭工具管2向前頂推，頂推長度不大于鋼套管2-1的長度；

步驟303、人工管內(nèi)挖土：人工對鋼套頭工具管2內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井1外側(cè)；

步驟四、管道頂進(jìn)：由前至后分別對所施工地下管道中的多個所述管道拼裝節(jié)6進(jìn)行頂進(jìn)，過程如下：

步驟401、前端拼裝節(jié)頂進(jìn)，包括以下步驟：

步驟4011、前端拼裝節(jié)吊裝就位：將所述前端拼裝節(jié)吊裝入工作井1內(nèi)的導(dǎo)軌4上后，再將所述前端拼裝節(jié)前部同軸套裝在步驟303中所述鋼套頭工具管2的插口2-3上，并使所述前端拼裝節(jié)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

步驟4012、前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管同步頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備3且沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，對步驟4011中所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管2同步進(jìn)行向前頂推，直至所述前端拼裝節(jié)后端位于工作井1內(nèi)的長度為20cm～50cm為止；

對步驟4011中所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管2同步進(jìn)行向前頂推時，一次向前頂推完成或分多次進(jìn)行向前頂推，每次向前頂推的頂推長度均不大于鋼套管2-1的長度；每次向前頂推完成后，均采用人工對鋼套頭工具管2內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井1外側(cè)；

步驟402、下一個管道拼裝節(jié)頂進(jìn)，包括以下步驟：

步驟4021、下一個管道拼裝節(jié)吊裝就位：將當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)吊裝入工作井1內(nèi)的導(dǎo)軌4上，并對當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)與上一個已頂進(jìn)完成的所述管道拼裝節(jié)進(jìn)行拼接，使當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)；

所述鋼套頭工具管2、當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)和位于鋼套頭工具管2與當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)之間的所有管道拼裝節(jié)組成當(dāng)前頂推管道；

步驟4022、當(dāng)前頂推管道頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備3且沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，對步驟4021中所述當(dāng)前頂推管道進(jìn)行向前頂推，直至當(dāng)前所頂進(jìn)管道拼裝節(jié)后端位于工作井1內(nèi)的長度為20cm～50cm為止；

對步驟4021中所述當(dāng)前頂推管道進(jìn)行向前頂推時，一次向前頂推完成或分多次進(jìn)行向前頂推，每次向前頂推的頂推長度均不大于鋼套管2-1的長度；每次向前頂推完成后，均采用人工對鋼套頭工具管2內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井1外側(cè)；

步驟403、一次或多次重復(fù)步驟402，直至完成所施工地下管道中除所述后端拼接節(jié)之外的所有管道拼裝節(jié)6的頂進(jìn)過程；

步驟404、后端拼接節(jié)頂進(jìn)，包括以下步驟：

步驟4041、后端拼接節(jié)吊裝就位：按照步驟4021中所述的方法，對所述后端拼接節(jié)進(jìn)行吊裝就位，獲得所述待頂推管道；

步驟4042、待頂推管道頂進(jìn)：采用頂推設(shè)備3沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線，且根據(jù)所施工地下管道后端的設(shè)計位置，對步驟4041中所述待頂推管道進(jìn)行向前頂推，直至將所施工地下管道頂推到位；

對步驟4041中所述待頂推管道進(jìn)行向前頂推時，一次向前頂推完成或分多次進(jìn)行向前頂推，每次向前頂推的頂推長度均不大于鋼套管2-1的長度；每次向前頂推完成后，均采用人工對鋼套頭工具管2內(nèi)土體進(jìn)行開挖，并將所開挖土體運(yùn)送至工作井1外側(cè)。

其中，所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線為預(yù)先設(shè)計的所施工地下管道的管道中心軸線。

本實(shí)施例中，所施工地下管道為給排水管道或污水管道，所述管道拼裝節(jié)6為預(yù)制混凝土管節(jié)。

本實(shí)施例中，為頂推簡便，所述鋼套管2-1的前端經(jīng)倒角處理，所述鋼套管2-1的前端端口的內(nèi)徑由前至后逐漸縮小。

本實(shí)施例中，所述頂推設(shè)備3和導(dǎo)軌4均沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)。

所述插口2-3的長度為15cm～25cm。并且，所述插口2-3為壁厚為0.8cm～1.2cm的鋼管。

本實(shí)施例中，所述鋼套管2-1的壁厚為1cm且長度為100cm，所述管道拼裝節(jié)的長度大于鋼套管2-1的長度；所述插口2-3的長度為20cm。并且，所述插口2-3的壁厚為1cm。

實(shí)際加工時，可根據(jù)具體需要，對鋼套管2-1的壁厚和長度以及插口2-3的長度和壁厚分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

本實(shí)施例中，所述插口2-3的內(nèi)徑與支撐環(huán)2-2的內(nèi)徑一致。

本實(shí)施例中，所述支撐環(huán)2-2的外徑與鋼套管2-1的內(nèi)徑一致，所述支撐環(huán)2-2與鋼套管2-1焊接固定為一體或加工制作為一體；所述插口2-3與支撐環(huán)2-2焊接固定為一體或加工制作為一體。

本實(shí)施例中，所述支撐環(huán)2-2為由多個圓弧形支撐鋼板組成的圓形支撐環(huán)。

實(shí)際使用時，所述支撐環(huán)2-2也可以為其它結(jié)構(gòu)的支撐環(huán)。

本實(shí)施例中，所述支撐環(huán)2-2為厚度為15cm～25cm的厚支撐環(huán)。因而，所述圓弧形支撐鋼板的板厚均為15cm～25cm。

本實(shí)施例中，所述工作井1位于所施工地下管道的后側(cè)。

本實(shí)施例中，步驟六中對所施工地下管道進(jìn)行閉水試驗(yàn)后，還需對工作井1和所述接收井分別進(jìn)行回填。

步驟一中所述工作井1和所述接收井均為由上至下開挖形成的豎井；所述豎井為立方體結(jié)構(gòu)，所述豎井的四個井壁均呈豎直向布設(shè)且其四個所述井壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述豎井的內(nèi)側(cè)底部為水平封底層9，所述水平封底層9為鋼筋混凝土層，所述豎井的四個所述井壁與水平封底層9緊固連接為一體；所述豎井的四個所述井壁分別為前側(cè)井壁8、位于前側(cè)井壁8正后方的后側(cè)井壁7以及分別連接于前側(cè)井壁8與后側(cè)井壁7左右兩側(cè)之間的左側(cè)井壁與右側(cè)井壁。

所述工作井1的前側(cè)井壁8上預(yù)留有進(jìn)洞洞口，所述接收井的后側(cè)井壁7上預(yù)留有出洞洞口，所述進(jìn)洞洞口和所述出洞洞口均為圓形且二者均沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)，所述進(jìn)洞洞口的直徑比鋼套頭工具管2的外徑大0.05m～0.1m，所述出洞洞口的直徑比所述進(jìn)洞洞口的直徑大0.8m～1.2m。

本實(shí)施例中，所述立井的四個井壁外側(cè)均設(shè)置有一個高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，每個所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)均包括多個沿所支護(hù)井壁由前至后布設(shè)在同一豎直面上的高壓旋噴樁，所述高壓旋噴樁呈豎直向布設(shè)且其直徑為Φ450mm～Φ550mm，所述高壓旋噴樁的底部高度低于所述立井的底部高度，所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)中相鄰兩個所述高壓旋噴樁之間的間距為350mm～450mm，四個所述井壁外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)組成一個立方體狀止水帷幕；所述立井的四個井壁組成一個立方體狀井壁結(jié)構(gòu)，所述立方體狀井壁結(jié)構(gòu)由上至下分別為多個井壁節(jié)段，所述立方體狀井壁結(jié)構(gòu)與其外側(cè)的立方體狀止水帷幕緊固連接為一體。

位于工作井1的前側(cè)井壁8外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有進(jìn)洞口，所述進(jìn)洞口位于所述進(jìn)洞洞口的正前方且二者的直徑相同。

其中，所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)中相鄰兩個所述高壓旋噴樁之間的間距指的是相鄰兩個所述高壓旋噴樁的中心軸線之間的間距。

實(shí)際施工時，步驟四中進(jìn)行管道頂進(jìn)之前，對所述接收井進(jìn)行施工。

本實(shí)施例中，步驟一中對工作井1進(jìn)行施工的同時，對所述接收井同步進(jìn)行施工。

本實(shí)施例中，所述工作井1和所述接收井均采用逆作法進(jìn)行施工。

由于所施工地下管道的埋深較大(大于10m)且位于粉砂土地層，所述工作井1和所述接收井均采用逆作法施工成型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并采用所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，能有效保證施工安全，并能確保施工成型工作井1和所述接收井的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述高壓旋噴樁的樁徑為Φ500mm，樁距為400mm，樁體固化劑為42.5普通硅酸鹽水泥且其水泥參量根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，所述高壓旋噴樁每延米的水泥用量為200kg，水灰比為1∶1，高壓水的壓力大于20MPa，加固后土體強(qiáng)度大于5MPa，因而能對土體進(jìn)行有效加固。

實(shí)際施工時，對工作井1和所述接收井進(jìn)行土體開挖之前，還需根據(jù)實(shí)際情況，確定工作井1或所述接收井周圍施工是否需進(jìn)行降水，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況確定施工降水方案，包括施工降水井布置、降水井的深度與口徑、抽水泵的流量及揚(yáng)程等。

本實(shí)施例中，采用逆作法對工作井1進(jìn)行施工時，過程如下：

步驟A1、高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工：對工作井1四個井壁外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行施工；

步驟A2、土體開挖及井壁施工：由上至下分多次對工作井1內(nèi)的土體進(jìn)行開挖；每一次開挖完成后，均對本次開挖成型的坑體的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工；

對所述進(jìn)洞洞口所處的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工時，還需對所述進(jìn)洞洞口正前方的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上所述進(jìn)洞口所處區(qū)域進(jìn)行破除，并獲得所述進(jìn)洞口；

步驟A3、封底施工：對工作井1內(nèi)側(cè)底部的水平封底層9進(jìn)行施工。

本實(shí)施例中，位于所述接收井的后側(cè)井壁7外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有出洞口，所述出洞口位于所述出洞洞口的正后方且二者的直徑相同。

采用逆作法對所述接收井進(jìn)行施工時，過程如下：

步驟B1、高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工：對所述接收井四個井壁外側(cè)的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行施工；

步驟B2、土體開挖及井壁施工：由上至下分多次對所述接收井內(nèi)的土體進(jìn)行開挖；每一次開挖完成后，均對本次開挖成型的坑體的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工；

對所述出洞洞口所處的所述井壁節(jié)段進(jìn)行施工時，還需對所述出洞洞口正后方的所述高壓旋噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上所述出洞口所處區(qū)域進(jìn)行破除，并獲得所述出洞口；

步驟B3、封底施工：對所述接收井內(nèi)側(cè)底部的水平封底層9進(jìn)行施工。

采用逆作法對工作井1或所述接收井進(jìn)行施工時，待高壓旋噴樁樁基強(qiáng)度達(dá)到90％以上，即可進(jìn)行土方開挖。由于井比較深且土方量很大，施工開挖采用反鏟式挖掘機(jī)進(jìn)行挖土，挖土?xí)r嚴(yán)禁碰到止水帷幕樁，開挖時的邊緣控制在離止水帷幕的柱邊50cm處為宜，剩余的部分采用人工輔助修邊，自卸汽車裝運(yùn)。第一次挖土可按設(shè)計圖示尺寸全面下挖到一定深度，綁扎鋼筋，支模，澆筑井壁混凝土，待所澆筑混凝土強(qiáng)度≥設(shè)計強(qiáng)度的80％后，進(jìn)行下次開挖。

所述工作井1或所述接收井施工完成后，還需在工作井1或所述接收井上的自然地面修整為有定向排水坡度的工作面，并開挖排水溝、集水井，以防地面水、雨水流入坑內(nèi)，在井內(nèi)同樣設(shè)置集水井，防止坑底(即所述工作井1或所述接收井的井底)積水。

實(shí)際施工時，所施工地下管道的外徑大于Φ1m且其外徑不大于Φ2.2m。

本實(shí)施例中，步驟一中多個所述管道拼裝節(jié)6的長度均相同；如圖4所示，步驟二中所述導(dǎo)軌4包括左右兩個呈平行布設(shè)的軌道，兩個所述軌道均沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線進(jìn)行布設(shè)且二者呈對稱布設(shè)；所述軌道的長度為管道拼裝節(jié)6長度的1.5倍～2倍，兩個所述軌道之間的間距為管道拼裝節(jié)6外徑的0.45倍～0.6倍。

實(shí)際使用時，所述軌道為鋼軌或槽鋼等型鋼。所述軌道鋪裝在水平封底層9上，所述水平封底層9設(shè)置有供所述軌道固定的預(yù)埋鋼板。

所述導(dǎo)軌4的作用是引導(dǎo)鋼套頭工具管2或管道拼裝節(jié)6按設(shè)計的中心線和坡度頂入土中，保證管在將要頂入土中前的位置正確。

對導(dǎo)軌4進(jìn)行安放前，先復(fù)核所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線位置，在安裝時還必須復(fù)核所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線位置。

所述導(dǎo)軌4安放在水平封底層9的混凝土基礎(chǔ)面上，導(dǎo)軌4定位后必須穩(wěn)固、正確，在頂進(jìn)過程中承受各種負(fù)載時不移位、不變形、不沉降。所述導(dǎo)軌4應(yīng)有足夠的剛度。所述導(dǎo)軌4中兩個軌道應(yīng)順直、平行、等高，其縱坡與所施工地下管道的管道設(shè)計坡度相一致，安裝允許偏差軸線位置3mm，頂面高程0～+3mm，兩軌內(nèi)距±2mm。安裝后的導(dǎo)軌4應(yīng)當(dāng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生移位，并經(jīng)常檢查效核。

實(shí)際對兩個所述軌道之間的間距進(jìn)行確定時，還可根據(jù)公式進(jìn)行確定，其中A為兩個所述軌道之間的凈距且其單位為mm，D為管道拼裝節(jié)6的外徑且其單位為mm；h為所述軌道的豎向高度且其單位為mm，所述軌道為QU100導(dǎo)軌時，取h＝65.5mm；e為管道拼裝節(jié)6的外側(cè)底部距枕鐵(或枕木)面的距離且其單位為mm，此處e＝20mm；其中，枕鐵供所述軌道支撐。

所述后支頂機(jī)構(gòu)為布設(shè)在工作井1的后側(cè)井壁7前側(cè)的裝配式后背墻，所述裝配式后背墻與頂推設(shè)備3呈垂直布設(shè)；所述裝配式后背墻包括支頂鋼板和固定于所述支頂鋼板與工作井1的后側(cè)井壁7之間的支撐骨架，所述支撐骨架由方木和/或型鋼拼接而成；所述裝配式后背墻與工作井1的后側(cè)井壁7之間的間隙采用砂石料填塞密實(shí)；所述裝配式后背墻底部低于工作井1底部400mm～600mm，所述頂推設(shè)備3后部在所述裝配式后背墻的著力中心高度不小于所述裝配式后背墻高度的1/3。

本實(shí)施例中，所述頂推設(shè)備3為液壓千斤頂。

實(shí)際使用時，所述支頂鋼板的板厚為20mm且其作用是來均勻分布壓力。本實(shí)施例中，所述裝配式后背墻底部低于工作井1底部500mm，這樣能使頂推設(shè)備3的著力點(diǎn)與所述裝配式后背墻后側(cè)被動土的合力點(diǎn)保持一致，有助于減少所述裝配式后背墻的傾斜程度。

本實(shí)施例中，所述頂鐵5為U形頂鐵。

所述頂鐵5是頂進(jìn)管道時，液壓千斤頂與管壁之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件。頂鐵采用U形頂鐵，U形頂鐵通常是一個內(nèi)徑較小、外徑與“F”管相同的，有一定厚度的鋼結(jié)構(gòu)件，主要作用是把主頂油缸的點(diǎn)推力，分布在被頂“F”管的四周上，均勻并保護(hù)管道拼裝節(jié)6的端面?？v向頂鐵(即頂鐵5)與管道拼裝節(jié)6的管端面相接觸時，必須使縱向頂鐵著力點(diǎn)高度位置位于管道拼裝節(jié)6的外直徑1/3～1/4處，以防止著力點(diǎn)太高造成前管低頭。當(dāng)頂力較大時，管道拼裝節(jié)6的管端面應(yīng)加弧形頂鐵鋼板，以增大管端的受力面積，改善其受力情況，防止管子在頂力過大時損壞。

并且，所述頂鐵5與管道拼裝節(jié)6的管口之間墊裝三合板墊圈，當(dāng)頂力接近管節(jié)材料的允許抗壓強(qiáng)度時，管端應(yīng)增加環(huán)形頂鐵，避免應(yīng)力集中對管端的損傷。頂進(jìn)時，工作人員不得在頂鐵5的上方與側(cè)面停留，并隨時觀察頂鐵5有無異常跡象。

本實(shí)施例中，所述頂推設(shè)備3包括左右兩組布設(shè)布設(shè)的所述液壓千斤頂。頂進(jìn)開始時，緩慢進(jìn)行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn)；頂進(jìn)中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，立即停止頂進(jìn)，檢查原因并經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)；千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。

本實(shí)施例中，步驟302中進(jìn)行鋼套頭工具管頂進(jìn)之前，先做預(yù)頂試驗(yàn)，以便檢驗(yàn)液壓系統(tǒng)的性能、液壓缸行程以及傳力設(shè)備的中心線和垂直度等。

本實(shí)施例中，步驟302中所述頂推長度為鋼套管2-1長度的

本實(shí)施例中，所述工作井1的上部外側(cè)設(shè)置有工作平臺10，所述工作井1上方安裝有龍門架11，所述工作平臺10為供管道拼裝節(jié)6水平放置和供龍門架11安裝的平臺。

實(shí)際使用時，采用龍門架11將鋼套頭工具管2或管道拼裝節(jié)6吊裝至工作井1內(nèi)。

本實(shí)施例中，步驟303中、步驟4012中、步驟4022中和步驟4042中對鋼套頭工具管2內(nèi)土體進(jìn)行開挖時，先采用運(yùn)輸車12將所開挖土體向后運(yùn)至工作井1內(nèi)側(cè)底部，再采用龍門吊11將運(yùn)輸車12吊裝至工作井1外側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對所開挖土體進(jìn)行外運(yùn)的目的。因而，所述龍門吊11為對運(yùn)輸車12進(jìn)行吊裝的吊裝設(shè)備。

本實(shí)施例中，所述運(yùn)輸車12為手推車，具體是四輪手推車。

本實(shí)施例中，步驟301中將鋼套頭工具管2吊裝入工作井1內(nèi)的導(dǎo)軌4上后，對鋼套頭工具管2前端、中部和后端的底部高程分別進(jìn)行測量，并對鋼套頭工具管2的管道中心軸線進(jìn)行測量，使鋼套頭工具管2沿所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線布設(shè)。

步驟302中對鋼套頭工具管2向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對鋼套頭工具管2的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；步驟4012中對所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管2同步進(jìn)行向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對所述前端拼裝節(jié)與鋼套頭工具管2所組成拼接管的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；步驟4022中對所述當(dāng)前頂推管道進(jìn)行向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對所述當(dāng)前頂推管道的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量；步驟4042中對所述待頂推管道進(jìn)行向前頂推過程中，每向前頂推50cm～100cm，對所述待頂推管道的高程與中心軸線進(jìn)行一次測量。

步驟四中管道頂進(jìn)過程中，每向前頂推30m～50m，對鋼套頭工具管2與此時已頂進(jìn)完成的所有管道拼裝節(jié)的高程與中心軸線分別進(jìn)行一次測量。

頂進(jìn)開始時，應(yīng)緩慢進(jìn)行，待各接觸部分密合后，再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn)。頂進(jìn)中若發(fā)現(xiàn)油路子壓力增高，應(yīng)停止頂進(jìn)，檢查原因并經(jīng)過處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)，回鎬時，油路壓力不得過大，速度不得過快。挖出的土方要及時外運(yùn)，及時頂進(jìn)，使頂力限制在較小的范圍內(nèi)。并且，應(yīng)對管道的長度進(jìn)行測量和記錄，根據(jù)管道的長度，每頂進(jìn)2m及每完成一根管道頂進(jìn)時，應(yīng)對鋼套頭工具管及第一節(jié)管道的垂直和側(cè)向位置進(jìn)行檢測，記錄的結(jié)果應(yīng)繪制成圖表。另外，監(jiān)測系統(tǒng)還應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r間間隔內(nèi)對其它參數(shù)進(jìn)行常規(guī)的監(jiān)測。

測量工作在頂管過程中是非常重要的，測量準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到頂管的質(zhì)量，從工作井的定位到頂進(jìn)過程中的測量工作均安排二名專職測量人員日夜監(jiān)測，并通過測量成果來指導(dǎo)工人施工。

其中，對中心軸線進(jìn)行測量時，頂進(jìn)長度在60cm范圍內(nèi)，采用垂球拉線的方法進(jìn)行測量，要求兩垂球的間距盡可能拉大，用水平尺測量頭一節(jié)管前端的中心偏差；一次頂進(jìn)超過60cm，應(yīng)采用經(jīng)緯儀或激光導(dǎo)向儀測量，即用激光束進(jìn)行定位。

實(shí)際進(jìn)行高程測量時，用水準(zhǔn)儀與高程尺相配合進(jìn)行測量，根據(jù)工作井1內(nèi)設(shè)置的水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高(不少于兩個)，測管道拼裝節(jié)6的走向趨勢。測量后應(yīng)與工作井1內(nèi)另一水準(zhǔn)點(diǎn)閉合。

本實(shí)施例中，針對粉砂土地層頂管過程中鋼套管工具管2易跑偏或栽頭的情況，更應(yīng)著力加大控制測量，高程控制用水準(zhǔn)儀測量；而中心軸線測量采用激光經(jīng)緯儀與光靶配合的方法：在鋼套管工具管2內(nèi)合理設(shè)置光靶一個，無論鋼套管工具管2的運(yùn)動方式如何，或高或低或偏或轉(zhuǎn)，光靶始終處于鋼套管工具管2的中央，激光經(jīng)緯儀的紅色光束一直照在光靶上，便于頂進(jìn)控制和糾偏，保證工程施工質(zhì)量。

本實(shí)施例中，步驟303中、步驟4012中、步驟4022中和步驟4042中對鋼套頭工具管2內(nèi)土體進(jìn)行開挖后，還需人工由上至下分層對鋼套頭工具管2正前方的土體進(jìn)行開挖，開挖長度為30cm～50cm。

管前挖土是控制管節(jié)(即管道拼裝節(jié)6)頂時方向和高程，減少偏差的重要作業(yè)，是保證頂管質(zhì)量及管上構(gòu)筑物安全的關(guān)鍵，本發(fā)明頂管掘進(jìn)時主要采用鋼套頭工具管2超前頂入，施工人員在安全區(qū)域，防止粉砂土地層坍塌，管道內(nèi)砂子通過管內(nèi)水平運(yùn)輸設(shè)備(即運(yùn)輸車12)和工作井1上方的龍門吊11垂直運(yùn)輸提升至地面，管內(nèi)水平運(yùn)輸通過運(yùn)輸車12托運(yùn)土體，人工或卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)，然后將砂子運(yùn)至指定的地點(diǎn)進(jìn)行堆置。

在一般頂管地段，土質(zhì)良好，可超越前端30cm～50cm，并且自上而下分層開挖；鋼套頭工具管2迎面的超挖量應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定。

對鋼套頭工具管2周圍的超挖情況，在不允許土下沉的頂管地段(如上面有重要構(gòu)筑物或其它管道)，鋼套頭工具管2周圍一律不得超挖；在一般頂管地段，上面允許超挖15mm，但在下面135°范圍內(nèi)不得超挖，一定要保持管壁與土基表面吻合。

當(dāng)頂進(jìn)作業(yè)停頓時間較長，為防止開挖面的松動或坍塌，應(yīng)對挖掘面及時采取正面支撐或全部封閉措施。

本實(shí)施例中，步驟四中管道頂進(jìn)過程中，對鋼套頭工具管2與此時已頂進(jìn)完成的所有管道拼裝節(jié)組成的已頂進(jìn)管道進(jìn)行糾偏時，采用挖土校正法和頂木校正法進(jìn)行糾偏。

糾偏是指鋼套頭工具管2偏離設(shè)計軸線(即所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線)后，利用鋼套頭工具管2的糾偏機(jī)構(gòu)或其它措施改變管端的方向，減少軸線偏差的方法。管道在頂進(jìn)過程中，由于迎面阻力、管壁摩擦力分部不均和千斤頂頂力的微小偏心等都可能導(dǎo)致工具管前進(jìn)的方向偏離或旋轉(zhuǎn)。為保證管道的施工質(zhì)量，必須及時糾正，才能避免施工偏差超過允許值。頂進(jìn)過程中要“勤頂、勤挖、勤測、勤糾”。

當(dāng)測量結(jié)果超出允許范圍外，就要進(jìn)行糾偏，頂管糾偏是逐步進(jìn)行的，形成誤差后不可立即將已頂好的管子校正到位，應(yīng)緩慢慢進(jìn)行，使管子復(fù)位，不能猛、糾硬調(diào)，以防產(chǎn)生相反的結(jié)果。糾偏采用人工與鋼套頭工具管2聯(lián)合應(yīng)用的方法進(jìn)行。

由于鋼套頭工具管2(即頂管中的第一節(jié)管)要承受工具管糾偏較大的不均勻反復(fù)應(yīng)力，故鋼套頭工具管2的質(zhì)量一定要好，同時為保證糾偏較大的靈敏度，鋼套頭工具管2的長度不宜過長。

其中，挖土校正法是指在鋼套頭工具管2偏向設(shè)計中心線(即所施工地下管道的管道設(shè)計中心軸線)的一側(cè)(即偏移方向的另一側(cè))適當(dāng)超挖，以使迎面阻力減小，而在相對一側(cè)不超挖或留坎，使迎面阻力加大，形成力偶，讓鋼套頭工具管2調(diào)向，逐漸回到設(shè)計位置。高程檢查結(jié)果如發(fā)現(xiàn)管子“低頭”時，則在管頂處上多挖土，管底處略挖出向上的斜坡；若管子頂進(jìn)過程中發(fā)生“抬頭”時，則在觀前下部稍多挖土，管頂少挖土，再進(jìn)行頂進(jìn)即得以校正。挖土校正法適用于當(dāng)偏差在10mm～30mm范圍內(nèi)時校正。

當(dāng)偏差大于30mm或利用挖土校正法無效時，用1根圓木，所述圓木的一端頂在鋼套頭工具管2偏向設(shè)計中心線的另一側(cè)(即偏移方向)內(nèi)管壁上，另一端支在墊有木板的管前土壤上，支架穩(wěn)定后開動頂進(jìn)設(shè)備3，利用頂進(jìn)時斜支在鋼套頭工具管2的所述圓木所產(chǎn)生的分力使鋼套頭工具管2得以校正。所述圓木由后向前逐漸向偏向設(shè)計中心線的一側(cè)傾斜。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，如圖5所示，與實(shí)施例1不同的是：步驟一中所述支撐環(huán)2-2為鋼環(huán)，所述支撐環(huán)2-2為厚度為0.8cm～1.2cm的薄支撐環(huán)，所述薄支撐環(huán)的前側(cè)沿圓周方向設(shè)置有多道三角形加勁肋2-4，所述三角形加勁肋2-4外側(cè)固定在鋼套管2-1的內(nèi)側(cè)壁上。

本實(shí)施例中，所述支撐環(huán)2-2的厚度為1cm。

實(shí)際使用時，可根據(jù)具體需要，對支撐環(huán)2-2的厚度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

并且，所述支撐環(huán)2-2和插口2-3均與鋼套管2-1加工制作為一體。

本實(shí)施例中，其余方法步驟均與實(shí)施例1相同。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。