本发明涉及顶管施工，具体为一种顶管纠偏装置及纠偏方法。
背景技术：
1、顶管纠偏过程中，顶管机开挖出来的洞穴轴线与后续管节的轴线不一致，存在一定夹角，在顶推力作用下，顶管机侧面与土体接触，并将推力作用于土体，土体约束顶管机偏移，将隧道轴线纠正至设计轴线，达到纠偏效果。然而，滨海地区顶管施工中，常会遇到淤泥质软弱地层，土体强度不能约束顶管机的运动轨迹，在纠偏过程中顶管机继续按偏移的轴线行进，造成轴线偏移量继续扩大，导致顶管顶进失败，无法按设计轴线顶进至收井贯通。
2、图1为未施加预加力前顶管机的受力简图，顶管隧道基底受力平衡为p0a＝g+pz。一般顶管机自重g较大，当土体强度很低时，地基承载力p0亦很小，则p0a<g+pz，土体无法支撑顶管机，导致顶管顶进过程中，顶管隧道轴线逐渐向下。另外，当隧道轴线存在向左偏移时，需伸出设置在顶管机左侧的纠偏千斤顶，左侧的土体约束顶管机向与设计轴线相反的方向顶进，沿隧道轴线方向向顶进方的顶进力f与隧道轴线存在微小夹角，使顶管机左侧面与土体存在受压作用，当土体强度很低时，则左侧土压力pl不能约束顶管机朝着相反方向顶进，隧道轴线越来越偏离设计轴线；同理，当顶管隧道轴线向右偏移时，需伸出设置在顶管机右侧的纠偏千斤顶，右侧的土体约束顶管机向与设计轴线相反的方向顶进，沿隧道轴线方向向顶进方的顶进力f与隧道轴线存在微小夹角，使顶管机右侧面与土体存在受压作用，当土体强度很低时，则右侧土压力pr不能约束顶管机朝着相反方向顶进，隧道轴线越来越偏离设计轴线，导致顶管顶进施工失败。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种通过钢绞线对顶管机施加一定角度的拉力，形成竖向力和横向力，达到对顶管轴线纠偏和控制的目的，主要应用于软弱地层顶管施工的顶管纠偏装置和纠偏方法。
2、本发明是通过以下技术方案来实现的：一种顶管纠偏装置，安装于顶管机内，包括：
3、左固定端锚定块和左活动端锚定块，所述左固定端锚定块和左活动端锚定块上分别设置有锚定孔，所述左固定端锚定块通过左固定端锚垫板设置在顶管机的后壳体的底壁，所述左活动锚定块通过左活动端锚垫板设置在顶管机的管节的左内壁，所述左固定端锚垫板和左活动端锚垫板位于不同高度；
4、预应力钢绞线l1，所述预应力钢绞线l1的固定端穿过所述左固定端锚定块的锚定孔后通过挤压头固定，并与混凝土粘结，所述预应力钢绞线l1的张拉端穿过所述左活动端锚定块的锚定孔后通过夹片锚定；
5、右固定端锚定块和右活动端锚定块，所述右固定端锚定块和右活动端锚定块上分别设置有锚定孔，所述右固定端锚定块通过右固定端锚垫板设置在顶管机的后壳体的底壁，且所述左固定端锚定块和所述右固定端锚定块并列间隔分布，所述右活动锚定块通过右活动端锚垫板设置在顶管机的管节的右内壁，所述右固定端锚垫板和右活动端锚垫板位于不同高度，所述左活动端锚定块和所述右活动端锚定块相互对称；
6、预应力钢绞线l2，所述预应力钢绞线l2的固定端穿过所述右固定端锚定块的锚定孔后通过挤压头固定，并与混凝土粘结，所述预应力钢绞线l2的张拉端穿过所述右活动端锚定块的锚定孔后通过夹片锚定。
7、进一步地：所述预应力钢绞线l1与隧道轴线垂直方向的夹角以及所述预应力钢绞线l2与隧道轴线垂直方向的夹角均为α，30°≤α≤50°。
8、进一步地：所述预应力钢绞线l1与隧道轴线水平方向的夹角以及所述预应力钢绞线l2与隧道轴线水平方向的夹角均为β，5°≤β≤20°。
9、进一步地：所述左活动端锚垫板的端面和右活动端锚垫板的端面分别设置有灌浆孔。
10、进一步地：所述左固定端锚垫板和左活动端锚垫板分别连通有左波纹管，所述预应力钢绞线l1穿装在所述左波纹管内。
11、进一步地：所述右固定端锚垫板和右活动端锚垫板分别连通有右波纹管，所述预应力钢绞线l2穿装在所述右波纹管内。
12、进一步地：所述左固定端锚垫板、左活动端锚垫板、右固定端锚垫板、右活动端锚垫板上分别套装有螺旋筋。
13、进一步地：还包括多个纠偏千斤顶，多个所述纠偏千斤顶环向布置在顶管机上。
14、一种顶管纠偏方法，采用上述所述的顶管纠偏装置，包括以下步骤：
15、s1.将预应力钢绞线l1的固定端穿过左固定端锚定块的锚定孔后用挤压头固定在左固定端锚定块处，且预应力钢绞线l1的固定端与混凝土粘结，将预应力钢绞线l1的张拉端穿过左活动端锚定块的锚定孔和张拉千斤顶，将预应力钢绞线l2的固定端穿过右固定端锚定块的锚定孔后用挤压头固定在右固定端锚定块处，且预应力钢绞线l2的固定端与混凝土粘结，将预应力钢绞线l2的张拉端穿过右活动端锚定块的锚定孔和张拉千斤顶；
16、s2.利用张拉千斤顶在左活动端锚定块处张拉预应力钢绞线l1、或在右活动端锚定块处张拉预应力钢绞线l2，并以伸长值进行校核，当预加力达到计算值时，在左活动端锚定块处或右活动端锚定块处塞入夹片，将预应力钢绞线l1或预应力钢绞线l2固定；
17、s3.假定预应力钢绞线l1的预加力为t1，预应力钢绞线l2的预加力为t2，则顶管机位置处受力平衡如下式所示：
18、(1)与隧道轴线垂直方向的竖向(z轴)：
19、pza顶+g＝p0a底+tz1+tz2
20、tz1＝t1×cosα
21、tz2＝t2×cosα
22、所以：
23、pza顶+g＝p0a底+(t1+t2)cosα (1)
24、(2)与隧道轴线垂直方向的水平向(x轴)：
25、
26、tx1＝txy1×sinβ＝t1×sinα×sinβ
27、tx2＝txy2×sinβ＝t2×sinα×sinβ
28、所以：
29、
30、式中pz——顶管上覆土层自重压力(kpa)；
31、pr1、pl1——顶管机上部土主动或被动侧压力(kpa)，挤压土体为被动侧压力，可通过朗肯土压力理论进行计算；
32、pr2、pl2——顶管机上部土主动或被动侧压力(kpa)，挤压土体为被动侧压力，可通过朗肯土压力理论进行计算；
33、a顶、a底——顶管机顶部、底部面积(mm2)，二者相等；
34、a侧——顶管机侧边面积(mm2)；
35、t1、t2——预应力钢绞线预加力(kn)；
36、tz1、tz2——预应力钢绞线预加力在z轴(与隧道轴线垂直的竖向)上的分力(kn)；
37、txy——预应力钢绞线预加力在xy平面(水平面)上的分力(kn)；
38、tx1、tx2——预应力钢绞线预加力在x轴(与隧道轴线垂直的水平向)上的分力(kn)；
39、当隧道轴线向左偏时，伸出设置于顶管机左侧的纠偏千斤顶，位于顶管机左侧的土体受到挤压，增大t2的数值，减少t1的数值，二者增加、减少的数值需满足公式(2)，同时变化后的t1、t2要使得公式(1)等式成立；
40、当隧道轴线向右偏时，伸出设置于顶管机右侧的纠偏千斤顶，位于顶管机右侧的土体受到挤压，增大t1的数值，减少t2的数值，二者增加、减少的数值需满足公式(2)，同时变化后的t1、t2要使得公式(1)等式成立。
41、进一步地：步骤s2中所述以伸长值进行校核的方法为，
42、预加力采用预应力钢绞线的理论伸长值δll(mm)进行校核，
43、其校核公式为：
44、
45、其中，式中pp——预应力钢绞线的预加力(n)，l——预应力钢绞线的长度(mm)，ap——预应力钢绞线的截面面积(mm2)，ep——预应力钢绞线的弹性模量(n/mm2)
46、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
47、通过将左固定端锚定块利用左固定端锚垫板设置在顶管机的后壳体的底壁，左活动端锚定块利用左活动端锚垫板设置在顶管机的管节的左内壁，且左固定端锚垫板和左活动端锚垫板位于不同高度，预应力钢绞线l1的固定端穿过左固定端锚定块的锚定孔后通过挤压头固定，预应力钢绞线l1的张拉端穿过左活动端锚定块的锚定孔后通过夹片锚定，右固定端锚定块通过右固定端锚垫板设置在顶管机的后壳体的底壁，且左固定端锚定块和右固定端锚定块并列间隔分布，右活动锚定块通过右活动端锚垫板设置在顶管机的管节的右内壁，右固定端锚垫板和右活动端锚垫板位于不同高度，左活动端锚定块和右活动端锚定块相互对称，预应力钢绞线l2的固定端穿过右固定端锚定块的锚定孔后通过挤压头固定，预应力钢绞线l2的张拉端穿过右活动端锚定块的锚定孔后通过夹片锚定，并使预应力钢绞线l1与隧道轴线垂直方向的夹角以及预应力钢绞线l2与隧道轴线垂直方向的夹角均为α，预应力钢绞线l1与隧道轴线水平方向的夹角以及预应力钢绞线l2与隧道轴线水平方向的夹角均为β，从而实现通过预应力钢绞线l1和预应力钢绞线l2对顶管机施加一定角度的拉力，形成竖向力和横向力，从而达到隧道轴线纠偏和控制的目的，本顶管纠偏装置主要应用于软弱底层顶管施工。
1.一种顶管纠偏装置，安装于顶管机内，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：所述预应力钢绞线l1与隧道轴线垂直方向的夹角以及所述预应力钢绞线l2与隧道轴线垂直方向的夹角均为α，30°≤α≤50°。
3.根据权利要求2所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：所述预应力钢绞线l1与隧道轴线水平方向的夹角以及所述预应力钢绞线l2与隧道轴线水平方向的夹角均为β，5°≤β≤20°。
4.根据权利要求3所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：所述左活动端锚垫板的端面和右活动端锚垫板的端面分别设置有灌浆孔。
5.根据权利要求4所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：所述左固定端锚垫板和左活动端锚垫板分别连通有左波纹管，所述预应力钢绞线l1穿装在所述左波纹管内。
6.根据权利要求5所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：所述右固定端锚垫板和右活动端锚垫板分别连通有右波纹管，所述预应力钢绞线l2穿装在所述右波纹管内。
7.根据权利要求6所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：所述左固定端锚垫板、左活动端锚垫板、右固定端锚垫板、右活动端锚垫板上分别套装有螺旋筋。
8.根据权利要求7所述一种顶管纠偏装置，其特征在于：还包括多个纠偏千斤顶，多个所述纠偏千斤顶环向布置在顶管机上。
9.一种顶管纠偏方法，采用如权利要求1所述的顶管纠偏装置，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述一种顶管纠偏方法，其特征在于：步骤s2中所述以伸长值进行校核的方法为，
