專(zhuān)利名稱(chēng)：頂管施工中防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種地下建筑工程技術(shù)領(lǐng)域中的施工技術(shù)，具體是一種防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法。
背景技術(shù)：
鋼筋混凝土頂管技術(shù)由于經(jīng)濟(jì)好、施工快捷，已逐步成為了中小口徑頂管隧道的主要施工方式。在鋼筋混凝土管頂管的頂進(jìn)作業(yè)過(guò)程中混凝土在壓、彎等組合作用下，可能會(huì)在局部發(fā)生混凝土達(dá)到其極限承載力而破壞的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致管端破損并使排水管道的閉水功能與管節(jié)的整體強(qiáng)度受到影響。當(dāng)此破損現(xiàn)象嚴(yán)重到產(chǎn)生“碎管”的時(shí)候，整個(gè)工程則將報(bào)廢。當(dāng)然管端破損所帶來(lái)的影響不僅體現(xiàn)在其管節(jié)的整體強(qiáng)度上，還體現(xiàn)在因此而產(chǎn)生的漏漿問(wèn)題上。在頂管頂進(jìn)過(guò)程中為了減少管壁與土體之間的摩擦力，通常采用向管道壁外注入膨潤(rùn)土泥漿的方法來(lái)進(jìn)行減阻。因此在施工過(guò)程中很可能發(fā)生膨潤(rùn)土泥漿由管節(jié)接口或管壁破損處滲入頂管管壁里面的現(xiàn)象，影響壓漿效果，從而影響頂力控制與地面 沉降控制。漏漿的發(fā)生會(huì)使管壁的阻力增大，從而使頂力增大，管節(jié)的受力增大，導(dǎo)致管端破損的可能性增大，造成惡性循環(huán)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與此技術(shù)相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)。目前，在頂管施工中一般使用橡膠密封圈來(lái)防止膨潤(rùn)土泥漿的滲入。并且根據(jù)工況、所采用的施工方法和管壁接口形狀的不同，所采用的橡膠密封圈也不盡相同?，F(xiàn)實(shí)工程中通常采用的是聚氨酯封堵法。此方法雖可快速有效地解決漏漿問(wèn)題，但費(fèi)用較高，而且也僅適用于由橡膠圈的錯(cuò)位或扭轉(zhuǎn)帶來(lái)的漏漿問(wèn)題。如果將聚氨酯封堵法運(yùn)用在解決管端破損或管節(jié)破損所帶來(lái)的漏漿問(wèn)題時(shí)，其后果可能就會(huì)造成管節(jié)的繼續(xù)破損，甚至“碎管”。為了有效解決由管端或管節(jié)破損所帶來(lái)的漏漿問(wèn)題，應(yīng)在封堵的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加固，以防止二度破損的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要內(nèi)容是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種解決管節(jié)局部發(fā)生破損進(jìn)而漏漿問(wèn)題的施工方法。該方法不僅能有效地止住漏漿，還能對(duì)發(fā)生破損位置進(jìn)行加固保護(hù)以防止破壞的再次發(fā)生。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟第一步，頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)頂力過(guò)大時(shí)，對(duì)頂進(jìn)中過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位進(jìn)行排查,確定管節(jié)是否發(fā)生破壞。所述的過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位按以下方法確定①管節(jié)在管道軸線方向上，在土壓力、管內(nèi)外水壓、管子自重等因素的影響下管節(jié)豎直方向的荷載大于管節(jié)水平方向的荷載，使得管節(jié)的左右部分可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的豎直方向上的拉應(yīng)力，管節(jié)的左右部分是過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位。②在曲線頂管中彎曲的軸線使得頂管的內(nèi)側(cè)壁非常容易發(fā)生點(diǎn)接觸與應(yīng)力集中，最后在內(nèi)側(cè)壁發(fā)生過(guò)載。不僅曲線頂管如此，即使是在直線頂管中軸線也很難一直保持在直線的狀態(tài)，經(jīng)常會(huì)在軸線失控的影響下產(chǎn)生彎曲并導(dǎo)致內(nèi)側(cè)壁發(fā)生過(guò)載。③由于管端的截面要略小于管的大部分地區(qū)，使得應(yīng)力在管端處要大于其他地方。而且由于管端在軸線失控等因素的影響下處于點(diǎn)接觸多發(fā)的地區(qū)，使得管端成為了過(guò)載發(fā)生密度較大的地區(qū)。第二步，對(duì)管節(jié)破壞部分進(jìn)行初步處理；①當(dāng)有灰屑脫落或管壁外皮脫落等現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，立即停止頂進(jìn)并觀察破壞發(fā)生得是否嚴(yán)重。如果脫落面積較大或有露筋現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，則可認(rèn)為破損發(fā)生得較為嚴(yán)重；反之，則認(rèn)為破損發(fā)生得不嚴(yán)重。如果破損發(fā)生得較 為嚴(yán)重，則立即在破壞處涂抹水泥砂漿，涂抹時(shí)因盡量壓實(shí)并使表面光滑。如果破損發(fā)生得不嚴(yán)重則直接進(jìn)行下一步。②檢查破壞處有無(wú)漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。如果有漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，則在漏漿處用聚氨酯快速堵漏，待其凝固并成功堵漏后進(jìn)行下一步。如果沒(méi)有漏漿現(xiàn)象的發(fā)生則直接進(jìn)行下一步。第三步，對(duì)管節(jié)破壞處進(jìn)行防漏處理；①在管節(jié)破壞部分的前方與后方分別挖出截面為矩形的圓環(huán)狀空隙。開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意與破壞的部分保持一定距離，以防止破壞處與開(kāi)挖處貫通形成更大的破壞面。并在所挖出的圓環(huán)狀空隙內(nèi)置入寬度與所挖空隙的寬度相同，但厚度比所挖深度略大的防水橡膠圈。②為防止鋼管銹蝕并確保密封效果，把長(zhǎng)度比所挖圓環(huán)之間的距離略大的黑色橡膠皮在破壞處覆蓋兩個(gè)防水橡膠圈的前提下用膠與周?chē)鼙谡辰Y(jié)固定起來(lái)，使其形成一個(gè)橡膠皮圓環(huán)。橡膠皮圓環(huán)的接口處用密封膠封堵。第四步，根據(jù)第二步①所判斷的管節(jié)破壞的嚴(yán)重狀況，對(duì)管節(jié)破壞處進(jìn)行加固處理；①如破損發(fā)生得不嚴(yán)重則直接把弧形鋼板組合后的外徑與管壁內(nèi)徑相同的各個(gè)弧形鋼板按下述順序組合好既可。將三個(gè)端面有突起的寬度較狹窄的弧形鋼板插入到寬度較大的主體鋼板中去，并在之后把兩端端面平整且厚度較小的弧形鋼板插入到最后所留下的空白處，并在最后插入鋼板的上表面的兩端用兩塊弧形鋼板插入到主體鋼板所預(yù)留的空隙中，把整個(gè)結(jié)構(gòu)固定成圓環(huán)狀。組合好之后便可繼續(xù)頂進(jìn)。②如破損發(fā)生得較為嚴(yán)重，則在黑色橡膠皮的兩側(cè)挖出兩個(gè)截面為矩形的圓環(huán)。在所挖出圓環(huán)的兩側(cè)各自粘上木墊，并將帶有兩個(gè)截面為矩形的圓環(huán)狀突起的弧形鋼板按第四步步驟①的順序組合起來(lái)。之后便可繼續(xù)頂進(jìn)。本發(fā)明可通過(guò)上述技術(shù)方案的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)阻止混凝土向內(nèi)部大變形而產(chǎn)生的二次破壞，而當(dāng)破損發(fā)生較嚴(yán)重時(shí)則可用上述方法使鋼管基本代替破壞部分的混凝土起到傳遞頂力的作用。


圖I為橡膠密封圈布置圖；圖2為黑色橡膠皮布置圖；圖3為黑色橡膠皮布置剖面圖；圖4為鋼板構(gòu)件組裝完成剖面圖5為鋼板11、13、14的構(gòu)件連接圖；圖6為鋼板12的構(gòu)件連接圖。圖7為修復(fù)完成中管端破損處I、破損涂抹段2、橡膠密封圈3、頂管管壁4、黑色橡膠皮圓環(huán)5、密封膠6、鋼板7-15、木墊16。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。 實(shí)施例以上海市某污水治理工程的某段為例。本段頂管為長(zhǎng)距離“S”形曲線頂管，由三段曲率半徑R=600曲線和一段直線組成，頂程747m。頂管管材采用fWSOF型管(2m/節(jié))，頂管管材壁厚190mm。頂進(jìn)613m時(shí)遇到頂力過(guò)大的問(wèn)題。為保證工程成功，采用本發(fā)明所述方法。
具體實(shí)施方式
如下。第一步，頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)頂力過(guò)大，對(duì)頂進(jìn)中過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位進(jìn)行排查，在曲線頂管486m的管端內(nèi)側(cè)處發(fā)現(xiàn)了管壁外皮脫落并伴隨漏筋的現(xiàn)象。第二步，對(duì)破壞處進(jìn)行初步處理；①發(fā)現(xiàn)存在管壁外皮脫落與漏筋現(xiàn)象，立即停止頂進(jìn)，經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)脫落面積較大，判斷破壞較為嚴(yán)重。因此在破壞處涂抹水泥砂漿，盡量使砂漿密實(shí)、表面光滑。②管壁內(nèi)發(fā)生漏漿現(xiàn)象，把聚氨酯涂抹在裂縫處和砂漿與混凝土的交界面處堵漏，并待其凝固。第三步，對(duì)破壞處進(jìn)行防漏處理；①在管端破損處I涂抹的水泥砂漿2與管壁交界處各自向外5cm的地方挖出兩個(gè)3cm寬3cm深的圓環(huán)狀空隙,并在所挖圓環(huán)內(nèi)置入3cm寬4cm高的橡膠密封圈3。如圖I所
/Jn o②把寬度比兩個(gè)密封圈間距大IOcm的黑色橡膠皮5在管壁內(nèi)側(cè)處用膠水粘成一個(gè)圓環(huán)，黑色橡膠皮5的邊緣與相鄰橡膠密封圈3的距離均為5cm。把黑色橡膠皮5的接口用密封膠6封堵起來(lái)。如圖2所示。第四步，根據(jù)第二步①判斷該處管節(jié)破壞較為嚴(yán)重，所以選用弧形鋼板上帶有突起鋼環(huán)的鋼板作為組合部件。先在黑色橡膠皮的兩側(cè)挖出兩個(gè)6cm寬IOcm深的圓環(huán)，在挖出圓環(huán)的兩側(cè)各粘上Icm厚的木墊16，并將弧形鋼板外側(cè)帶有4cm寬IOcm高鋼環(huán)的弧形鋼板按下述步驟組合起來(lái)。把弧形鋼板7、8、9、10送到管節(jié)破損位置并插入弧形鋼板11、12、13,14連接成圖4所示的圓環(huán)形狀。其具體措施為先在弧形鋼板7與弧形鋼板8之間如圖5所示插入鋼板11，之后按此方法再將鋼板13插入鋼板9與鋼板10之間、將鋼板14插入鋼板7與鋼板10之間。最后將鋼板12插入鋼板8與鋼板9之間，并將鋼板15插入到鋼板8與鋼板9預(yù)留的空隙中，如圖6所示。最后實(shí)現(xiàn)如圖7所示的完整連接。修復(fù)完成后，頂管繼續(xù)頂進(jìn)時(shí)修復(fù)處并未再次出現(xiàn)開(kāi)裂破壞情況。也證實(shí)了此發(fā)明較好的處理效果。本發(fā)明為了有效解決由管端或管節(jié)破損所帶來(lái)的漏漿問(wèn)題，在封堵的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加固，實(shí)現(xiàn)阻止混凝土向內(nèi)部大變形而產(chǎn)生的二次破壞，而當(dāng)破損發(fā)生較嚴(yán)重時(shí)則可用
上述方法使鋼管基本代替破壞部分的混凝土起到傳遞頂力的作用。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種頂管施工中防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法，其特征在于包括以下步驟 第一步，頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)頂力過(guò)大時(shí)，對(duì)頂進(jìn)中過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位進(jìn)行排查，確定管節(jié)是否發(fā)生破壞； 第二步，對(duì)管節(jié)破壞部分進(jìn)行初步處理； ①如果破損發(fā)生得較為嚴(yán)重，則立即在破壞處涂抹水泥砂漿，涂抹時(shí)因盡量壓實(shí)并使表面光滑；如果破損發(fā)生得不嚴(yán)重則直接進(jìn)行以下②； ②檢查破壞處有無(wú)漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，如果有漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，則在漏漿處用聚氨酯快速堵漏，待其凝固并成功堵漏后進(jìn)行第三步；如果沒(méi)有漏漿現(xiàn)象的發(fā)生則直接進(jìn)行第三I K少; 第三步，對(duì)管節(jié)破壞處進(jìn)行防漏處理； ①在管節(jié)破壞部分的前方與后方分別挖出截面為矩形的圓環(huán)狀空隙，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意與破壞的部分保持一定距離，以防止破壞處與開(kāi)挖處貫通形成更大的破壞面，并在所挖出的圓環(huán)狀空隙內(nèi)置防水橡膠圈； ②把長(zhǎng)度比所挖圓環(huán)之間的距離略大的黑色橡膠皮在破壞處覆蓋兩個(gè)防水橡膠圈的前提下，用膠與周?chē)鼙谡辰Y(jié)固定起來(lái)，使其形成一個(gè)橡膠皮圓環(huán)，橡膠皮圓環(huán)的接口處用密封膠封堵； 第四步，根據(jù)第二步①所判斷的管節(jié)破壞的嚴(yán)重狀況，對(duì)管節(jié)破壞處進(jìn)行加固處理； ①如破損發(fā)生得不嚴(yán)重則直接把弧形鋼板組合后的外徑與管壁內(nèi)徑相同的各個(gè)弧形鋼板按下述順序組合好將三個(gè)端面有突起的寬度較狹窄的弧形鋼板插入到寬度較大的主體鋼板中去，并在之后把兩端端面平整且厚度較小的弧形鋼板插入到最后所留下的空白處，并在最后插入鋼板的上表面的兩端用兩塊弧形鋼板插入到主體鋼板所預(yù)留的空隙中，把整個(gè)結(jié)構(gòu)固定成圓環(huán)狀；組合好之后繼續(xù)頂進(jìn)； ②如破損發(fā)生得較為嚴(yán)重，則在黑色橡膠皮的兩側(cè)挖出兩個(gè)截面為矩形的圓環(huán)，在所挖出圓環(huán)的兩側(cè)各自粘上木墊，并將帶有兩個(gè)截面為矩形的圓環(huán)狀突起的弧形鋼板按第四步中步驟①的順序組合起來(lái)，之后繼續(xù)頂進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頂管施工中防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法，其特征在于第一步中，所述的過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位按以下方法確定 ①管節(jié)在管道軸線方向上，在土壓力、管內(nèi)外水壓、管子自重等因素的影響下管節(jié)豎直方向的荷載大于管節(jié)水平方向的荷載，使得管節(jié)的左右部分可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的豎直方向上的拉應(yīng)力，管節(jié)的左右部分是過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位； ②在曲線頂管中彎曲的軸線使得頂管的內(nèi)側(cè)壁非常容易發(fā)生點(diǎn)接觸與應(yīng)力集中，最后在內(nèi)側(cè)壁發(fā)生過(guò)載，不僅曲線頂管如此，即使是在直線頂管中軸線也很難一直保持在直線的狀態(tài)，經(jīng)常會(huì)在軸線失控的影響下產(chǎn)生彎曲并導(dǎo)致內(nèi)側(cè)壁發(fā)生過(guò)載； ③由于管端的截面要略小于管的大部分地區(qū)，使得應(yīng)力在管端處要大于其他地方，而且由于管端在軸線失控等因素的影響下處于點(diǎn)接觸多發(fā)的地區(qū)，使得管端成為了過(guò)載發(fā)生密度較大的地區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頂管施工中防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法，其特征在于第二步中①，具體為當(dāng)有灰屑脫落或管壁外皮脫落時(shí)，立即停止頂進(jìn)并觀察破壞發(fā)生得是否嚴(yán)重，如果脫落面積較大或有露筋現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，則認(rèn)為破損發(fā)生得較為嚴(yán)重；反之，則認(rèn)為破損發(fā)生得不嚴(yán)重；如果破損發(fā)生得較為嚴(yán)重，則立即在破壞處涂抹水泥砂漿，涂抹時(shí)因盡量壓實(shí)并使表面光滑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頂管施工中防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法，其特征在于第三步中①，所述防水橡膠圈寬度與所挖空隙的寬度相同，但厚度比所挖深度略大。
全文摘要
一種頂管施工中防止鋼筋混凝土管節(jié)破損與漏漿的施工方法，包括以下步驟第一步，頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)頂力過(guò)大時(shí)，對(duì)頂進(jìn)中過(guò)載應(yīng)力產(chǎn)生的部位進(jìn)行排查，確定管節(jié)是否發(fā)生破壞；第二步，對(duì)管節(jié)破壞部分進(jìn)行初步處理；第三步，對(duì)管節(jié)破壞處進(jìn)行防漏處理；第四步，根據(jù)第二步①所判斷的管節(jié)破壞的嚴(yán)重狀況，對(duì)管節(jié)破壞處進(jìn)行加固處理。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)阻止混凝土向內(nèi)部大變形而產(chǎn)生的二次破壞，而當(dāng)破損發(fā)生較嚴(yán)重時(shí)則可使鋼管基本代替破壞部分的混凝土起到傳遞頂力的作用。
文檔編號(hào)F16L1/028GK102679040SQ20121015354
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者李博, 沈水龍, 許燁霜, 車(chē)東日 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)