[发明专利]岩层中垂直顶升取排水管预处理方法

说明书

本发明涉及一种岩层中垂直顶升取排水管预处理方法，首先，通过GPS配合全站仪对清障换填区域进行精确定位，船舶抛锚固定；再利用旋挖钻机对基岩进行套管切削；采用浮吊提升大抓斗将块石取出置于运输船上运抵指定位置，在套管内进行换填黄沙和粘土；待换填完成后，采用垂直顶升装置将管节逐节顶升，直至预定位置；顶升节全部就位后，利用船舶将取水格栅运抵取水头安装位置，潜水员水下安装取水头。本发明解决了垂直顶升工艺在岩层中无法实施的难题，同时清障完成下部采取优质粘土、黄沙换填的做法，避免了单纯换填粘土随风浪冲刷造成损失和单纯换填黄沙易引发隧道内垂直顶升渗漏风险；同时也规避了在隧道底部进行岩层处理的施工难度及风险。

技术领域

本发明涉及一种应用于核电盾构取排水隧道的过程中的垂直顶升施工方法，尤其是一种岩层中垂直顶升取排水管预处理方法。

背景技术

随着近年来我国核电建设进一步发展，部分滨海核电站开始用盾构隧道取排水替代传统的明渠取排水设计。相比火电，由于其取水量大，隧道口径增大，与之配套的垂直顶升立管与取水口尺寸也相应增大。垂直顶升工艺也需要进一步发展和优化，以满足核电取、排水口大型化的趋势。

垂直顶升法应用于核电盾构取排水隧道的过程中，适用于软土地层中，在岩石地层中由于顶力过大，隧道底部加固的土体强度无法满足垂直顶升岩层顶进作用力的需求，垂直顶升装置无法在地基未经处理的情况下进行正常顶进作业，且通过隧道内部进行岩层处理，施工操作面受限，大型设备无法正常作业，施工难度和风险较大。

旋挖钻机因其高效、移动灵活、环保和适应地层性较广等优点被广泛应用于桥梁、铁路、市政和水利工程中，旋挖钻机适用于黏土、粉土、沙土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石地层等软土地层及致密的卵砾层、孤石层和硬岩层。因此，需要一种采用专用钻机进行岩石换填施工方法。

发明内容

本发明提供一种岩层中垂直顶升取排水管预处理方法，通过在水面上利用施工船舶配合专用钻机进行岩石换填工艺，解决了垂直顶升工艺在岩层中无法实施的难题，同时也规避了在隧道底部进行岩层处理的施工难度及风险。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种岩层中垂直顶升取排水管预处理方法，采用浮吊船、运输船、旋挖钻机、垂直顶升装置，首先，通过GPS配合全站仪对清障换填区域进行精确定位，船舶抛锚固定；再利用旋挖钻机对基岩进行套管切削，采用浮吊船的浮吊提升大抓斗将块石取出置于运输船上运抵指定位置，然后，在套管内进行换填黄沙和粘土；待换填完成后，采用垂直顶升装置将管节逐节顶升，直至预定位置；顶升节全部就位后，利用船舶将取水格栅运抵取水头安装位置，潜水员水下安装取水头。

进一步，利用浮吊船8根锚缆进行船舶固定，确保换填区域准确定位。进一步，在钢套管内渣土清理完成后，套管内下部采取优质粘土、上部采取黄沙换填，分层压实，直至河床标高，避免单纯换填粘土冲刷损失和单纯换填黄沙易引发隧道内垂直顶升渗漏风险。

进一步，成孔前，采用小直径嵌岩筒钻钻进，对孔内岩心圆周进行松动，增加岩层的自由面，降低其应力水平，有利于大直径筒钻进一步钻进，提高工作效率。

进一步，顶升时，确保垂直顶升四个拐角顶力均匀性，利于顶升管节垂直度控制，以及管节转向法兰螺栓紧固质量控制，确保施工安全。

进一步，顶升完成后进行取水格栅安装，取水格栅设底部法兰，与竖管顶部法兰连接，取水格栅预先在陆上制作好，通过运输船运抵指定位置，水下整体吊装，安装完成后由潜水员进行水下切割钢闷板通水。

本发明的有益效果是：本发明从技术层面填补了岩石地层取排水立管垂直顶升领域的空白，解决了垂直顶升工艺在岩层中无法实施的难题，拓展了垂直顶升应用领域空间；同时清障完成下部采取优质粘土(1/2)、上部采取黄沙(1/2)换填的做法，既避免了单纯换填粘土随风浪冲刷造成损失，也避免单纯换填黄沙易引发隧道内垂直顶升渗漏风险，同时也规避了在隧道底部进行岩层处理的施工难度及风险。

附图说明