1.無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝,包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)、頂管(4),所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)內(nèi)設(shè)有工井(2),所述工井(2)包括頂管工井側(cè)墻(21)、頂管工井底板(22),其特征在于:所述工井(2)內(nèi)上方開設(shè)有頂管吊裝孔(23),所述頂管吊裝孔(23)下面由所述頂管工井側(cè)墻(21)、所述頂管工井底板(22)圍成的區(qū)域?yàn)榕菽撂顐}區(qū)域(3),所述泡沫土填倉區(qū)域(3)填有泡沫土(9),所述工井側(cè)墻(21)設(shè)有頂管進(jìn)洞(24),所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)對應(yīng)所述頂管進(jìn)洞(24)位置設(shè)有可切削體(11);所述頂管(4)與頂管機(jī)(5)連接,所述頂管(4)籍由所述頂管機(jī)(5)破開所述可切削體(11),從所述頂管進(jìn)洞(24)進(jìn)入所述工井(2)內(nèi);所述頂管機(jī)(5)包括頂管機(jī)機(jī)殼(51),所述頂管機(jī)機(jī)殼(51)內(nèi)設(shè)有頂管機(jī)機(jī)頭(52),所述頂管機(jī)(5)前進(jìn)的一端設(shè)有刀盤(53),另一端連接所述頂管(4);所述頂管(4)與所述頂管機(jī)(5)連接的一端端部的外側(cè)壁設(shè)有預(yù)埋鋼板(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝,其特征在于,所述頂管進(jìn)洞(24)設(shè)有預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25),所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)內(nèi)設(shè)有液氮環(huán)管路(26),所述液氮環(huán)管路(26)呈環(huán)形,沿所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)的內(nèi)表面環(huán)繞一周。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,步驟如下:
a.根據(jù)開挖深度、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境建造所述工井(2)的所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1),在所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)對應(yīng)所述頂管進(jìn)洞(24)的位置設(shè)置所述可切削體(11);
b.按常規(guī)做法完成所述工井(2)的基坑開挖及主體結(jié)構(gòu)回筑,所述頂管進(jìn)洞(24)設(shè)置所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25),所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)內(nèi)徑空尺寸比后期從所述工井(2)側(cè)面頂入的所述頂管(4)的外壁大;
c.設(shè)置液氮環(huán)管路(26),在所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)內(nèi)靠近所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)的位置,繞所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)內(nèi)壁設(shè)置液氮環(huán)管路(26);
d.向所述泡沫土填倉區(qū)域(3)填充所述泡沫土(9);
e.操作所述頂管機(jī)(5)從所述工井(2)外側(cè)向內(nèi)掘進(jìn),切削通過所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)的所述可切削體(11),經(jīng)所述頂管進(jìn)洞(24),進(jìn)入所述泡沫土填倉區(qū)域(3),并繼續(xù)切削進(jìn)入所述工井(2)內(nèi);
f.當(dāng)所述頂管機(jī)機(jī)頭(52)全部進(jìn)入所述工井(2),到達(dá)預(yù)定位置后,在所述頂管(4)與所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)和/或所述頂管(4)與所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)之間的間隙內(nèi),填注發(fā)泡聚氨酯,形成雙環(huán)箍止水(42);
g.逐片焊接連接鋼板(7)封閉井接頭,在所述工井(2)內(nèi),所述頂管進(jìn)洞(24)側(cè),以人工破除方式分步破除已經(jīng)硬化的所述泡沫土(9),籍由所述連接鋼板(7)將所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)與所述預(yù)埋鋼板(41)焊接封閉;
h.清除填倉區(qū)內(nèi)剩余泡沫土(9)并回收所述頂管機(jī)(5);
i.在所述頂管(4)與所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)接口處采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆一圈環(huán)梁(8),在所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)、所述連接鋼板(7)和所述預(yù)埋鋼板(41)形成環(huán)形縫隙內(nèi)注入填充混凝土(81),形成永久井接頭,徹底封閉接縫的滲漏通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)采用的是地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁或鉆孔咬合樁制成,在對應(yīng)所述頂管進(jìn)洞(24)的相應(yīng)位置,采用玻璃纖維筋代替常規(guī)普通鋼筋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)采用型鋼水泥土攪拌墻,在頂管進(jìn)洞(24)施工前,需要拔出H型鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)內(nèi)徑空尺寸比后期從井外頂入的所述頂管(4)外壁大250mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,在所述步驟d中,在填充所述泡沫土(9)之前,在所述泡沫土填倉區(qū)域(3)內(nèi),遠(yuǎn)離所述頂管進(jìn)洞(24)的位置設(shè)置一個(gè)鋼制密封箱體,用于減少所述泡沫土填倉區(qū)域(3)內(nèi)的容積。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,所述泡沫土(9)干密度為600~800kg/m3、抗壓強(qiáng)度5~10MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,在所述步驟f中,當(dāng)所述頂管(4)的軸線偏差過大或所在地層為承壓水層時(shí)而存在止水困難的風(fēng)險(xiǎn)時(shí),開啟所述液氮環(huán)管路(26)對所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)和所述圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)之間的間隙迅速局部冷凍。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無需坑外地基加固的泡沫土中頂管進(jìn)洞工裝的施工方法,其特征在于,在步驟g中,以人工破除方式分步破除已經(jīng)硬化的所述泡沫土(9),形成不小于1m寬的溝槽(10),在所述溝槽(10)內(nèi),沿所述所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)從上向下、左右交替的方式用若干塊所述連接鋼板(7)將所述預(yù)埋進(jìn)洞鋼環(huán)(25)與所述預(yù)埋鋼板(41)焊接封閉。