阅读说明：本技术 一种大管径顶管穿海堤施工方法 (Construction method for large-diameter pipe jacking to penetrate through seawall ) 是由 陈兴林 戴德军 程喜 王涛 简大昌 郭子豪 王晶城 莫蜀湘 喻明富 詹袁袁 丁凌 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种大管径顶管穿海堤施工方法,包括以下步骤：在海堤上标注管道走向；顶管前在管道走向的左右两侧分别钻多个第一注浆孔,多个第一注浆孔沿管道走向的纵向排列布置,通过第一注浆孔向海堤的抛石区内注浆,使得在管道走向的左右两侧分别形成有固结屏障；利用顶管装置进行顶管施工,使得管道沿管道走向穿过海堤的抛石区；顶管后在管道的两侧钻多个第二注浆孔,在管道的顶部钻多个第三注浆孔,多个第二注浆孔和多个第三注浆孔均沿管道的延伸方向排列布置,第二注浆孔和第一注浆孔错位布置,通过第二注浆孔和第三注浆孔向海堤的抛石区内注浆,使得管道的上下及左右两侧连结成固结团块。本发明能防止堤岸沉降并提高堤岸结构强度。(The invention provides a construction method for a large-diameter pipe jacking to penetrate through a seawall, which comprises the following steps: marking the direction of the pipeline on the seawall; drilling a plurality of first grouting holes on the left side and the right side of the pipeline trend respectively before jacking the pipe, arranging the plurality of first grouting holes in a longitudinal arrangement along the pipeline trend, and grouting into a riprap region of the sea wall through the first grouting holes so as to form consolidation barriers on the left side and the right side of the pipeline trend respectively; pipe jacking construction is carried out by using a pipe jacking device, so that the pipeline passes through a riprap area of the seawall along the pipeline direction; drilling a plurality of second grouting holes in two sides of the pipeline after jacking, drilling a plurality of third grouting holes in the top of the pipeline, arranging the plurality of second grouting holes and the plurality of third grouting holes along the extending direction of the pipeline, arranging the second grouting holes and the first grouting holes in a staggered manner, and grouting in a rock throwing area of the sea wall through the second grouting holes and the third grouting holes so that the upper side, the lower side, the left side and the right side of the pipeline are connected into a consolidated block. The invention can prevent the embankment from settling and improve the structural strength of the embankment.)

一种大管径顶管穿海堤施工方法

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，具体是涉及一种大管径顶管穿海堤施工方法。

背景技术

目前大部分污水处理厂选址在临江或临海处，污水经过污水处理厂一系列净化处理后排入江海中。在排水过程中，一般是在堤坝下预埋排水管，通过排水管排入河流中。

在排水管施工过程中，一般要穿过提防，此时施工有两种方法：一是明埋管道，即直接在堤岸开挖并埋设排水管，此种方法虽然简单，但容易破坏堤坝的整体性、对整个提防有极大危害；二是采用顶管技术，在堤坝内侧设置工作井，将管道节节顶入并穿过堤坝，此种方法不会破坏提防的整体性，对提防的危害较小。

在大型污水处理厂尾水排放口穿珠江海堤顶管工程中，原堤岸经过多次改造，地质复杂多变，根据地质资料揭露，管道穿过区域地质为淤泥夹石层，包含有较多抛石和淤泥，采用现有的顶管技术进行顶管施工，由于管道直径较大，若海堤不经过特殊处理，顶管施工时钻头会扰动其两侧的抛石，引起内部孔洞，导致堤岸塌陷沉降。

发明内容

本发明的目的是提供一种能防止堤岸沉降、提高堤岸结构强度的大管径顶管穿海堤施工方法。

为了实现上述的目的，本发明提供的一种大管径顶管穿海堤施工方法，海堤内设置有抛石区，包括以下步骤：

测量放样，在海堤上标注管道走向；

顶管前预加固，即管道顶进前，在管道走向的左右两侧分别钻多个第一注浆孔，多个第一注浆孔沿管道走向的纵向排列布置，通过第一注浆孔向海堤的抛石区内注浆，使得在管道走向的左右两侧均分别形成有固结屏障；

顶管施工，利用顶管装置进行顶管施工，使得管道沿管道走向穿过海堤的抛石区；

顶管后加固，即管道顶进后，在管道的左右两侧钻多个第二注浆孔，在管道的顶部钻多个第三注浆孔，多个第二注浆孔和多个第三注浆孔均沿管道的延伸方向排列布置，第二注浆孔和第一注浆孔错位布置，通过第二注浆孔和第三注浆孔向海堤的抛石区内注浆，使得管道的上下及左右两侧连结成固结团块，管道固连在固结团块内。

由上述方案可见，通过在顶管顶进前，向顶管走向的左右两侧分别注入水泥浆，水泥浆沿抛石的缝隙渗透，使得在顶管走向的左右两侧均形成有固结屏障，顶进施工时，顶管钻头位于两道固结屏障之间，以减少和限制钻头的扰动程度，缩减对抛石的扰动范围，防止堤岸发生塌陷沉降，且固结屏障位于管道走向的左右两侧，不会影响钻头的正常顶管施工；通过在顶管顶进后，向管道上下及左右两侧注浆，水泥浆与管道四周的抛石固结，形成固结团块，一方面有利于固定管道，防止管道位置偏移和下沉，另一方面有利于加固堤坝，提高堤坝的结构强度。

进一步的方案是，在竖直方向上，第一注浆孔的钻孔深度超过管道走向的所在深度，固结屏障的底部低于管道的底部。

由上述方案可见，通过设置第一注浆孔的钻孔深度低于管道走向的所在深度，当通过注浆管向第一注浆孔注浆时，水泥浆能沿抛石的缝隙向管道走向的下部渗透，起防止管道下沉的作用。

进一步的方案是，在竖直方向上，第二注浆孔的钻孔深度超过管道的底部，第三注浆孔位于管道的上方，且第三注浆孔与管道之间间隔预设安全距离，固结团块包裹在管道的四周。

由上述方案可见，顶管施工后，通过向管道的左右两侧及上方注浆，使得固结团块包裹在管道的四周，使得水泥浆能更好的密实管道与抛石的间隙，加固密实效果。

进一步的方案是，大管径顶管穿海堤施工方法还包括：

在海堤的内侧设置工作井，在海堤的外侧设置接收井，工作井和接收井分别位于管道纵向的两端，工作井采用沉井方法施工，接收井采用钢板桩围堰而成，围堰内设置有钢内撑。

进一步的方案是，管道设置有两根，在顶管施工步骤中，先顶管其中一根管道，待前一顶管施工完成后，再进行后一顶管施工，顶管时采用十字型四顶顶进施工方法进行施工。

附图说明

图1是本发明实施例的俯视图。

图2是本发明实施例的结构示意图。

图3是本发明实施例顶管前注浆的示意图。

图4是本发明实施例顶管前注浆的截面结构图。

图5是本发明实施例顶管后注浆的示意图。

图6是本发明实施例顶管后注浆的截面结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1至6，本实施例提供的一种大管径顶管穿海堤施工方法，海堤3内设置有抛石区31，包括以下步骤：

步骤一，测量放样，在海堤3上标注两根管道走向40，两个管道走向40沿纵向排列布置，该管道走向40包括管道4所在位置及其延伸方向，然后在管道走向40的两侧标注多个第一注浆孔位置，多个第一注浆孔位置沿管道走向40的延伸方向排列延伸。

步骤二，施作工作井1，在海堤3的内侧距离海堤350m处，采用沉井方法施作工作井1，工作井1位于管道走向40的第一端，工作井1为正方形结构，工作井1的侧壁采用C30钢筋混凝土浇筑而成，工作井1的底板为抛石加钢筋混凝土浇筑而成的底板结构，为了方便施工，每节沉降施工高度为2m。

步骤三，施作接收井2，在海堤3的外侧施作接收井2，接收井2位于管道走向40的第二端，用于从接收井2吊出顶管机械的钻头，接收井2的位置处于水中，可采用U型钢板桩围堰，并在围堰内设置钢内撑，以保证围堰的结构强度。

步骤四，顶管前预加固，即管道4顶进前，在管道走向40的左右两侧分别钻多个第一注浆孔5，多个第一注浆孔5沿管道走向40的纵向排列布置，在横向上第一注浆孔5到管道走向40的距离为0.5m,在纵向上相邻两个第一注浆孔5之间间隔范围在0.1m至1m之间，本实施例优选间隔1m。第一注浆孔5的直径为3cm至40cm，对应两个第一注浆孔5间隔0.1m时，第一注浆孔5的直径为3cm,对应两个第一注浆孔5间隔1m时，第一注浆孔5的直径为40cm。在竖直方向上，第一注浆孔5的钻孔深度超过管道走向40的所在深度，使得后续注浆时，水泥浆能在管道走向40的左右两侧及其下部渗透，使得固结屏障的底部低于管道4的底部，以限制顶管时，防止钻头和管道4下沉。

通过第一注浆孔5向海堤3的抛石区31内注浆，注浆压力为0.8MPa。注浆时，注浆管插入第一注浆孔5内，注浆管的端部设置有出浆口，注浆管的管壁设置有喷浆口，水泥浆能同时从注浆管的端部和喷浆口同时向外注浆，使得注浆更均匀。注浆采用水泥粘土浆，水泥含量约占6％，粘土含量约占94％，水泥浆沿抛石间缝隙渗透，使得在管道走向40的左右两侧分别形成有固结屏障，以限制在后续顶管施工时，钻头只扰动两道固结屏障之间区域内的抛石，而几乎不影响固结屏障外侧的抛石，以保证海堤3的结构稳定性。

步骤五，顶管施工，利用顶管装置进行顶管施工，使得管道4沿管道走向40穿过海堤3的抛石区31。在顶管施工过程中，先顶管其中一根管道4，待前一顶管施工完成后，再进行后一顶管施工，顶管时采用十字型四顶顶进施工方法，即顶管装置的四个千斤顶相隔90°地排列布置在管道4的周向上，由顶管装置的推力系统控制顶力平衡，从而达到自纠偏及平衡顶进状态。

步骤六，顶管后加固，即管道4顶进后，在管道4的两侧钻多个第二注浆孔6，在管道4的顶部钻多个第三注浆孔7，多个第二注浆孔6和多个第三注浆孔7均沿管道4的延伸方向排列布置，第二注浆孔6和第一注浆孔5错位布置，第三注浆孔7的底部到管道4的顶部之间间隔预设安全距离，即第三注浆孔7与管道4不连通。

通过第二注浆孔6和第三注浆孔7向海堤3的抛石区31内注浆，注浆压力为0.8MPa。注浆时，注浆管插入第二注浆孔6和第三注浆孔7内，注浆管的端部设置有出浆口，注浆管的管壁设置有喷浆口，水泥浆能同时从注浆管的端部和喷浆口同时向外注浆，使得注浆更均匀。注浆采用水泥粘土浆，水泥含量约占6％，粘土含量约占94％，水泥浆沿抛石间缝隙渗透，使得管道4的上下及左右两侧连结成固结团块，管道4固连在固结团块内，有利于固结顶管时扰动的抛石，修复海堤3的整体性并提高海堤3的结构强度。

在竖直方向上，第二注浆孔6的钻孔深度超过管道4的底部，第三注浆孔7位于管道4的上方，且第三注浆孔7与管道4不连通，固结团块包裹在管道4及管道4四周的抛石的四周。

综上可见，本发明通过在顶管顶进前，向顶管走向的左右两侧分别注入水泥浆，水泥浆沿抛石的缝隙渗透，使得在顶管走向的左右两侧均形成有固结屏障，顶进施工时，顶管钻头位于两道固结屏障之间，以减少和限制钻头的扰动程度，缩减对抛石的扰动范围，防止堤岸发生塌陷沉降，且固结屏障位于管道走向的左右两侧，不会影响钻头的正常顶管施工；通过在顶管顶进后，向管道上下及左右两侧注浆，水泥浆与管道四周的抛石固结，形成固结团块，一方面有利于固定管道，防止管道位置偏移和下沉，另一方面有利于加固堤坝，提高堤坝的结构强度。

最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。