DEVICE AND PROCESS FOR RECEIVING SLURRY-BALANCED PIPE JACKING MACHINE IN HIGH-WATER-PRESSURE CONDITION

本发明涉及高水条件下泥水平衡顶管机接收装置及工艺，属于泥水平衡顶管技术领域。

泥水平衡顶管机出洞接收是顶管施工中重大风险点之一，尤其在地下水丰富，土质软弱，水压大的复杂地质地层。顶管机进入有压接收舱后，需要开舱处理机头，拆除管线。在开舱过程中，由于地下水丰富且压力大，管节外壁土体易被冲刷出，出现涌水、涌泥，使得地层中水土流失，影响顶管曲线线型以及管幕施工，水土流失量过大进而可能造成地表塌陷或裂缝等安全隐患。

发明内容

此项发明是采用钢刷作为有压接收舱的第一道止水帘幕，使其有足够的承压能力承受管节外壁的水土压力，防止水土流失；第二道采用橡胶止水帘幕止水；然后在两道止水帘幕间注马丽散封闭顶管机与地层的水系联通，管节外壁与孔口管间注水泥浆封堵，从而达到开舱无漏水，顺利完成顶管机接收工作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为高水条件下泥水平衡顶管机接收装置，该装置包括顶管机机头4、接收孔口管6、前舱7、中舱8、尾舱9、泄压管10、泄压管阀门11、接收舱基座12、顶管机接收平台13、泥浆池14、观察窗15、井字形肋板16、螺栓孔17、排浆孔18、前舱加强肋板19、中舱加强肋板20、预留注浆管21、钢刷止水帘幕22、橡胶止水帘幕23；

前舱7、中舱8、尾舱9依次连接组成舱体部分，舱体部分安装在接收舱基座12上；顶管机机头4设置在舱体部分前端且与管幕管节5接触；

接收舱基座12安装在顶管机接收平台13上；前舱7与接收孔口管6通过 螺栓连接固定；顶管机接收平台13设在管幕施工工作井1侧壁与钢筋混凝土地下连续墙2之间；泄压管10一端与尾舱9连接，且泄压管10上设置有泄压管阀门11，泄压管10另一端与泥浆池14连接；尾舱9的端面上设有井字形肋板16，尾舱9的端面顶部设有观察窗15，尾舱9的端面底部设有排浆孔18；尾舱9的端面上均匀对称设有螺栓孔17；前舱7的外围焊接有前舱加强肋板19；中舱8的外围焊接有中舱加强肋板20；接收孔口管6与前舱7之间的舱体部分上设有钢刷止水帘幕22；前舱7与中舱8之间的舱体部分上设有橡胶止水帘幕23；预留注浆管21设置在接收孔口管6与钢刷止水帘幕22之间的舱体部分以及钢刷止水帘幕22与橡胶止水帘幕23之间的舱体部分上。

高水条件下泥水平衡顶管机接收工艺，该工艺流程如下，

S1在顶管机接收平台13上按前舱7、中舱8、尾舱9顺利拼装完成后与接收孔口管6通过螺栓连接，如图1所示。

S2从泄压管10向接收舱注满清水，检查接收舱密闭性，渗漏水处及时加紧螺栓、更换接合橡胶垫等措施进行修补，合格后排空接收舱，打开泄压管阀门11，注满泥水平衡泥浆。

S3顶管机4接收前根据测量结果调整机头姿态，使顶管机4能以良好的姿态到达接收舱。

S4顶管机4钻进速度控制在1cm/min以内，减速破除洞门素混凝土墙3开始进入接收舱，关闭泄压管阀门11。

S5顶管机4整体进入接收舱到达指定位置，抽出舱内泥浆，冲洗泥浆管路，顶管机4停止操作。

S6从预留注浆管21往两道帘幕间注马丽散止水(预留注浆管布置在前舱正上、左下及右下三个位置，呈120度环向布置)；注浆采用的是小型气动注浆机， 先注下侧预留注浆管，再注上部预留注浆管，注浆时注浆速度不宜过快，避免浆液流失，使马丽散与钢刷能充分结合形成整体，防止地层中的水土流失，封闭前舱7与中舱8的水系联通，如图3所示。

S7待马丽散基本凝固后，检验止水效果。打开预留注浆管，用钢筋疏通注浆导管至舱内，无渗水即可开始进行接收孔口管注浆；若有渗水，对渗水部位补注马丽散。

S8从接收孔口管6上的预留注浆管注水泥浆(预留注浆管布置在接收孔口管正上、左下及右下三个位置，呈120度环向布置)；注浆时，采用的是液压注浆机，先注一侧预留注浆管，打开另一侧预留注浆管，待另一侧预留注浆管有浆液流出时关闭该注浆管，然后打开上部预留注浆管，待有浆液流出时关闭该预留注浆管；若注浆压力过大，换其他预留注浆管注浆，使浆液充满管节外壁与接收孔口管间的空隙，封闭前舱7、孔口管6与地层中水的联通。

S9待水泥浆基本凝固后，检验注浆效果。打开预留注浆管，疏通注浆管至接收孔口管内，若无渗水即可进行开仓接收工作；若有渗水，对渗水部位进行补注水泥浆。

S10注浆效果检验合格后，打开排浆孔18排除舱内的的泥浆，打开后盖直接查看舱内是否有漏水或渗水现象，无漏水时拆除中舱8及尾舱9的上半圆部分，清除舱内的泥浆、砂石，吊出顶管机4，随即拆除其下部半圆部分。

S11在顶管机4后第一、二节管节5内的预留导丝管位置注双液浆止水，完全阻断接收孔口管6与地层中水的联通；注浆完成后即可开始管内管线的拆除工作。

S12待双液浆凝固后，打开导丝管检查止水效果，有渗水部位进行补注；注浆效果满足要求时后，拆除前舱及过渡环，立即用钢板封堵管节5与接收孔口 管6之间的间隙，如图4所示。

S13管内管线全部拆除后，进行泥浆置换注浆，接收工作完成。

与现有技术相比，本发明可有效阻止泥水平衡顶管机工作过程的透水、漏水事故，大大提高了工艺实施的安全性。

图1是泥水平衡顶管机有压接收舱作业示意图。

图2是泥水平衡顶管机有压接收舱尾舱后舱盖构造示意图。

图3是泥水平衡顶管机有压接收舱前舱止水帘幕构造示意图。

图4是管壁与孔口管封堵钢板示意图。

图中：1-管幕施工工作井，2-钢筋混凝土地下连续墙，3-素混凝土地下连续墙，4-顶管机机头，5-管幕管节，6-接收孔口管，7-前舱，8-中舱，9-尾舱，10-泄压管，11-泄压管阀门，12-接收舱基座，13-顶管机接收平台，14-泥浆池，15-观察窗，16-井字形肋板，17-螺栓孔，18-排浆孔，19-前舱加强肋板，20-中舱加强肋板，21-预留注浆管，22-钢刷止水帘幕，23-橡胶止水帘幕，24-封堵钢板。

如图1-4所示，高水条件下泥水平衡顶管机接收装置，该装置包括顶管机机头4、接收孔口管6、前舱7、中舱8、尾舱9、泄压管10、泄压管阀门11、接收舱基座12、顶管机接收平台13、泥浆池14、观察窗15、井字形肋板16、螺栓孔17、排浆孔18、前舱加强肋板19、中舱加强肋板20、预留注浆管21、钢刷止水帘幕22、橡胶止水帘幕23；

前舱7、中舱8、尾舱9依次连接组成舱体部分，舱体部分安装在接收舱基座12上；顶管机机头4设置在舱体部分前端且与管幕管节5接触；

接收舱基座12安装在顶管机接收平台13上；前舱7与接收孔口管6通过 螺栓连接固定；顶管机接收平台13设在管幕施工工作井1侧壁与钢筋混凝土地下连续墙2之间；泄压管10一端与尾舱9连接，且泄压管10上设置有泄压管阀门11，泄压管10另一端与泥浆池14连接；尾舱9的端面上设有井字形肋板16，尾舱9的端面顶部设有观察窗15，尾舱9的端面底部设有排浆孔18；尾舱9的端面上均匀对称设有螺栓孔17；前舱7的外围焊接有前舱加强肋板19；中舱8的外围焊接有中舱加强肋板20；接收孔口管6与前舱7之间的舱体部分上设有钢刷止水帘幕22；前舱7与中舱8之间的舱体部分上设有橡胶止水帘幕23；预留注浆管21设置在接收孔口管6与钢刷止水帘幕22之间的舱体部分以及钢刷止水帘幕22与橡胶止水帘幕23之间的舱体部分上。

高水条件下泥水平衡顶管机接收工艺，该工艺流程如下，

S1在顶管机接收平台13上按前舱7、中舱8、尾舱9顺利拼装完成后与接收孔口管6通过螺栓连接，如图1所示。

S2从泄压管10向接收舱注满清水，检查接收舱密闭性，渗漏水处及时加紧螺栓、更换接合橡胶垫等措施进行修补，合格后排空接收舱，打开泄压管阀门11，注满泥水平衡泥浆。

S3顶管机4接收前根据测量结果调整机头姿态，使顶管机4能以良好的姿态到达接收舱。

S4顶管机4钻进速度控制在1cm/min以内，减速破除洞门素混凝土墙3开始进入接收舱，关闭泄压管阀门11。

S5顶管机4整体进入接收舱到达指定位置，抽出舱内泥浆，冲洗泥浆管路，顶管机4停止操作。

S6从预留注浆管21往两道帘幕间注马丽散止水(预留注浆管布置在前舱正上、左下及右下三个位置，呈120度环向布置)；注浆采用的是小型气动注浆机， 先注下侧预留注浆管，再注上部预留注浆管，注浆时注浆速度不宜过快，避免浆液流失，使马丽散与钢刷能充分结合形成整体，防止地层中的水土流失，封闭前舱7与中舱8的水系联通，如图3所示。

S7待马丽散基本凝固后，检验止水效果。打开预留注浆管，用钢筋疏通注浆导管至舱内，无渗水即可开始进行接收孔口管注浆；若有渗水，对渗水部位补注马丽散。

S8从接收孔口管6上的预留注浆管注水泥浆(预留注浆管布置在接收孔口管正上、左下及右下三个位置，呈120度环向布置)；注浆时，采用的是液压注浆机，先注一侧预留注浆管，打开另一侧预留注浆管，待另一侧预留注浆管有浆液流出时关闭该注浆管，然后打开上部预留注浆管，待有浆液流出时关闭该预留注浆管；若注浆压力过大，换其他预留注浆管注浆，使浆液充满管节外壁与接收孔口管间的空隙，封闭前舱7、孔口管6与地层中水的联通。

S9待水泥浆基本凝固后，检验注浆效果。打开预留注浆管，疏通注浆管至接收孔口管内，若无渗水即可进行开仓接收工作；若有渗水，对渗水部位进行补注水泥浆。

S10注浆效果检验合格后，打开排浆孔18排除舱内的的泥浆，打开后盖直接查看舱内是否有漏水或渗水现象，无漏水时拆除中舱8及尾舱9的上半圆部分，清除舱内的泥浆、砂石，吊出顶管机4，随即拆除其下部半圆部分。

S11在顶管机4后第一、二节管节5内的预留导丝管位置注双液浆止水，完全阻断接收孔口管6与地层中水的联通；注浆完成后即可开始管内管线的拆除工作。

S12待双液浆凝固后，打开导丝管检查止水效果，有渗水部位进行补注；注浆效果满足要求时后，拆除前舱及过渡环，立即用钢板封堵管节5与接收孔口 管6之间的间隙，如图4所示。

S13管内管线全部拆除后，进行泥浆置换注浆，接收工作完成。