CN101701646A - 地下管道的泥水平衡式拉管施工方法 - Google Patents

地下管道的泥水平衡式拉管施工方法 Download PDF

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Abstract

一种地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，涉及地下施工技术领域，所解决的是提高对施工场地的适应性及施工工效的技术问题。该方法先在管道设计轴线两端建造一个出发井和一个接收井；再在接收井中安装水平拉力装置；然后采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间铺设多根同轴向的拉索，各拉索的一端由接收井中的水平拉力装置锁固，另一端轴对称固定于掘进机头前端；掘进机头掘进时利用接收井中的水平拉力装置对拉索组施加拉力，由掘进机头将各管节带入掘进地层。本发明提供的方法，适用于各种断面尺寸的钢筋混凝土或钢质结构的管道。

Description

地下管道的泥水平衡式拉管施工方法
技术领域
本发明涉及地下施工的技术，特别是涉及一种地下管道的泥水平衡式拉管施工方法的技术。
背景技术
顶管法作为一种非开挖技术，具有对地面干扰小的优点，因此在目前的地下管道施工时被普遍采用。但是这种施工方法具有以下缺陷：1)由于顶管法施工中顶推装置所占出发井的空间较大，而且还要有设置千斤顶组的空间，因此出发井的长度都较长，也因此使得出发井(顶管工作井)经常受场地条件和周边建(构)筑物的限制而难以设置，对狭小施工场地的适应性较差，会遇到在城区局限的施工场地不能满足工作井长度和“后靠”加固空间的需求，或者需要投入较大措施费对邻近建构筑物采取措施进行改造或保护；2)由于顶管掘进机的机头较重，因此顶管法施工在软土地区掘进过程中易出现机头偏离行进轴线的现象，在掘进机头掘进过程需要经常进行掘进机头纠偏，其掘进工效较低。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，该方法对狭小施工场地的适应性强，能减少纠偏次数、提高掘进工效。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)在管道设计轴线两端建造两个工作井，其中一个为出发井，另一个为接收井；
2)在出发井的机头出洞位置安装机头出洞装置，并对出洞装置进行防渗漏处理；在接收井的机头进洞位置安装机头进洞装置，并对进洞装置进行防渗漏处理；
3)在接收井中设置拉索反力墙，并在拉索反力墙上安装水平拉力装置；
4)采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间沿管道轴线方向钻设至少一个水平定向孔，并在每个水平定向孔中铺设一根拉索，各拉索的一端由接收井中的水平拉力装置锁固，另一端经水平定向孔拖引至出发井；
5)将掘进机头吊放入出发井中，并将各拉索轴对称固定于掘进机头前端；
6)将掘进机头推进到掘进初始位，并拉紧全部拉索；
7)将第一节管节吊入出发井中，并将该管节接至掘进机头尾部；
8)利用接收井中的水平拉力装置对拉索组同步施加拉力，使得掘进机头在拉索组的拉力作用下掘进前行，连接掘进机头的后续管节随掘进机头进入掘进的地层中；
9)将后一节管节吊入出发井中，并将该管节接至前一节管节的尾部；
10)重复步骤8至步骤9，直至第一节管节的前端进入接收井中的设定位置。
进一步的，所述水平拉力装置是安装于拉索反力墙上的至少一个空心千斤顶，每个拉索对应一个空心千斤顶。
进一步的，在掘进机头的掘进过程中，掘进机头前端所切削下的土体以泥浆形式排至地表。
进一步的，在掘进机头的掘进过程中，通过调节各拉索的拉力及时纠正掘进机头的偏移。
进一步的，在掘进机头内设有纠偏油缸，在掘进机头的掘进过程中，通过纠偏油缸的伸缩来控制掘进机头的掘进方向。
进一步的，在掘进机头的掘进过程中，向已进入掘进地层的各管节外壁压注触变泥浆，使所压注的触变泥浆在各管节外壁形成泥浆套。
进一步的，在掘进完成后向各管节外壁压注水泥浆液以置换触变泥浆，并使所压注的水泥浆液固化包裹于各管节外壁。
本发明提供的地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，具有以下有益效果：
1)由于在出发井中不需根设置顶进油缸，也不需要进行后靠加固，因而出发井的长度在满足单个管节安放前提下可适当缩小，对狭小施工场地的适应性较强；
2)由于拉索组兼有提供管道进入地层的动力与掘进机头掘进导向的双重功用，因此能随机控制掘进机头的轴向偏移，从而减少纠偏次数、提高掘进工效。
附图说明
图1是本发明实施例的地下管道的泥水平衡式拉管施工方法中，第一节管节吊入出发井并接至掘进机头尾部的俯视示意图；
图2是本发明实施例的地下管道的泥水平衡式拉管施工方法中，第一节管节吊入出发井并接至掘进机头尾部的竖向剖面示意图；
图3是本发明实施例的地下管道的泥水平衡式拉管施工方法中，掘进机头进行掘进作业的俯视示意图；
图4是本发明实施例的地下管道的泥水平衡式拉管施工方法中，掘进机头进行掘进作业的竖向剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1-图4所示，本发明实施例所提供的一种地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)在管道设计轴线两端建造两个工作井，其中一个为出发井1，另一个为接收井2；
2)在出发井1的机头出洞位置安装机头出洞装置，并对出洞装置进行防渗漏处理；在接收井2的机头进洞位置安装机头进洞装置，并对进洞装置进行防渗漏处理；
3)在接收井2中设置拉索反力墙，并在拉索反力墙上安装水平拉力装置6；
4)采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间沿管道轴线方向钻设至少一个水平定向孔，并在每个水平定向孔中铺设一根拉索5，各拉索5(钢筋棒或钢索)的一端由接收井2中的水平拉力装置6锁固，另一端经水平定向孔拖引至出发井1；
5)将掘进机头4吊放入出发井1中，并将各拉索5轴对称固定于掘进机头4前端；
6)将掘进机头4推进到掘进初始位，并拉紧全部拉索5；
7)将第一节管节3吊入出发井1中，并将该管节3接至掘进机头4尾部；
8)利用接收井2中的水平拉力装置6对拉索组同步施加拉力，使得掘进机头4在拉索组的拉力作用下掘进前行，连接掘进机头4的后续管节随掘进机头4进入掘进的地层中；
其中，在掘进机头4的掘进过程中，掘进机头4前端所切削下的土体以泥浆形式排至地表，并通过控制泥浆压力保证掘进机头4掘进工作面的土体稳定；
其中，在掘进机头4的掘进过程中，通过调节各拉索5的拉力及时纠正掘进机头4的轻微偏移，以保证掘进机头4的轴向行进精度；
其中，在掘进机头4内设有纠偏油缸，在掘进机头4的掘进过程中，通过纠偏油缸的伸缩来控制掘进机头4的掘进方向，以保证掘进机头4按预定轴线掘进；
其中，在掘进机头4的掘进过程中，向已进入掘进地层的各管节外壁压注触变泥浆，使所压注的触变泥浆在各管节外壁形成泥浆套，以减小侧壁的行进阻力；
9)将后一节管节31吊入出发井1中，并将该管节接至前一节管节的尾部；
10)然后重复步骤8至步骤9，直至第一节管节的前端进入接收井2中的设定位置。
本发明实施例中，所述水平拉力装置6是安装于拉索反力墙上的至少一个空心千斤顶，每个拉索5对应一个空心千斤顶。
本发明实施例中，在掘进完成后向各管节外壁压注水泥浆液以置换触变泥浆，并使所压注的水泥浆液固化包裹于各管节外壁，形成水泥浆固化包裹体。
本发明实施例中所述的水平定向钻进成孔技术为现有技术。
本发明实施例的地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，适用于各种断面尺寸的钢筋混凝土或钢质结构的管道。

Claims (7)

1.一种地下管道的泥水平衡式拉管施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)在管道设计轴线两端建造两个工作井，其中一个为出发井，另一个为接收井；
2)在出发井的机头出洞位置安装机头出洞装置，并对出洞装置进行防渗漏处理；在接收井的机头进洞位置安装机头进洞装置，并对进洞装置进行防渗漏处理；
3)在接收井中设置拉索反力墙，并在拉索反力墙上安装水平拉力装置；
4)采用水平定向钻进成孔技术在两个工作井之间沿管道轴线方向钻设至少一个水平定向孔，并在每个水平定向孔中铺设一根拉索，各拉索的一端由接收井中的水平拉力装置锁固，另一端经水平定向孔拖引至出发井；
5)将掘进机头吊放入出发井中，并将各拉索轴对称固定于掘进机头前端；
6)将掘进机头推进到掘进初始位，并拉紧全部拉索；
7)将第一节管节吊入出发井中，并将该管节接至掘进机头尾部；
8)利用接收井中的水平拉力装置对拉索组同步施加拉力，使得掘进机头在拉索组的拉力作用下掘进前行，连接掘进机头的后续管节随掘进机头进入掘进的地层中；
9)将后一节管节吊入出发井中，并将该管节接至前一节管节的尾部；
10)重复步骤8至步骤9，直至第一节管节的前端进入接收井中的设定位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水平拉力装置是安装于拉索反力墙上的至少一个空心千斤顶，每个拉索对应一个空心千斤顶。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在掘进机头的掘进过程中，掘进机头前端所切削下的土体以泥浆形式排至地表。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在掘进机头的掘进过程中，通过调节各拉索的拉力及时纠正掘进机头的偏移。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在掘进机头内设有纠偏油缸，在掘进机头的掘进过程中，通过纠偏油缸的伸缩来控制掘进机头的掘进方向。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在掘进机头的掘进过程中，向已进入掘进地层的各管节外壁压注触变泥浆，使所压注的触变泥浆在各管节外壁形成泥浆套。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在掘进完成后向各管节外壁压注水泥浆液以置换触变泥浆，并使所压注的水泥浆液固化包裹于各管节外壁。
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