CN103382842B - 一种防止顶管机和管节旋转的施工方法 - Google Patents

一种防止顶管机和管节旋转的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,步骤包括:第一步,在顶管工作井的建造过程中安装滑移套环和滑轨支座,同步进行在顶管机上安装母头定位套管;第二步,在管节的制作过程中预埋母头定位套管、子头定位插杆和承拉护套,同步加工制作承拉圆柱、安装柔性限转拉条;第三步,顶管机的顶进与防止旋转;第四步,后续管节的顶进与防止旋转。本发明工作原理清晰、操作方便、可靠性高,其采取主动防偏的技术措施,有效的防止顶管机和管节在顶进过程中发生旋转,从而大幅度提高了施工效率。

Description

一种防止顶管机和管节旋转的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工方法,具体地,涉及一种防止顶管机和管节旋转的施工方法。
背景技术
[0002] 顶管工法有着施工效率高、经济性强的特点,是软土地层中小型地下隧道的主要施工方式。该工法需要先将顶管机顶进地下土层,然后再将后续管节接力顶进。在顶进的过程中,当顶管机和已顶进管节与土体之间的摩阻力无法平衡顶管机刀盘旋转带来的反向力矩时,顶管机和已顶进管节就会发生旋转,给顶进操作、测量、排土、止水等均带来极其不利的影响,所以,如何防止顶管机和管节旋转是顶管施工中的难点之一。
[0003] 经对现有技术文献的检索发现,中国专利号为201020522343.1,专利公开号为:201818900U,专利名称为:大口径顶管机出洞防偏差装置,该专利自述为:“包括防旋转装置,在顶管机尾部左、右对称设置该防旋转装置,该防旋转装置具有U形槽开口,该U形槽开口指向顶管机轴线顶进方向并卡在管节尾部,该防旋转装置的顶部设有多个螺栓并通过该多个螺栓固定在管节尾部。所述的大口径顶管机出洞防偏差装置,其进一步的特点是,还包括在顶管机机头管节后方的两侧配置的压重块。”。该专利自述,其使用方法为为了控制顶管机正常顶进阶段环向姿态,在顶管机机头或管节后方的两侧做好放压重块的架子,并均衡放置压重块。当顶管机身右转时,将右侧的压重块搬向左边;反之,当顶管机身左转时,将左侧的压重块搬至右侧。”。该专利中所述防旋转装置在使用过程中需要根据顶管机及管节的旋转趋势反复搬动压重块,施工效率低;而且,由于顶管机刀盘在切割前方土体时产生的反向力矩是随时变化的,平衡该反向力矩需要的压重也在随时变化,在实际操作过程中很难确定压重块的重量是多大,故该专利采用的配重压回式的防旋转装置和方法常会出现纠偏不足或纠偏过大的现象,可靠性较低。所以,该专利中所述防旋转装置虽然在一定程度上解决了顶管机和管节发生旋转以后如何纠偏的问题,但是存在着施工效率低、可靠性低、存在隐患等缺点。
发明内容
[0004] 针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,该方法改变了现有技术中的在顶管机和管节发生旋转以后再进行纠偏的被动纠偏方式,而是采用了一种将顶管机和管节连为一体、在工作井内设置一对柔性限转拉条拉住顶管机或管节的主动防偏方式,可以有效防止顶管机和管节旋转,确保顶管机和管节的顶进姿态正确,从而提高施工效率,确保工程质量。
[0005] 为实现以上目的,本发明提供一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,该方法包括以下步骤:
[0006] 第一步,在顶管工作井的建造过程中安装滑移套环和滑轨支座,同步进行在顶管机上安装母头定位套管,具体的:
[0007] I)加工制作两根长度等于工作井前背井壁外侧与工作井后背井壁外侧之间距离、横截面为圆形且表面光滑的所述滑轨支座,然后将两个所述滑移套环分别套在两根所述滑轨支座上;
[0008] 2)在工作井前背井壁和工作井后背井壁的混凝土进行浇筑时,在保证所述滑轨支座的轴线平行于管节的轴线的前提下,将两根套有所述滑移套环的所述滑轨支座的两端分别预埋在工作井前背井壁和工作井后背井壁上,且两根所述滑轨支座对称位于管节的左下方和右下方;
[0009] 3)将两个所述母头定位套管分别焊接于顶管机尾部内侧的左右对称位置且所述母头定位套管的轴线平行于顶管机的轴线;
[0010] 第二步,在管节的制作过程中预埋母头定位套管、子头定位插杆和承拉护套,同步加工制作承拉圆柱、安装柔性限转拉条,具体的:
[0011 ] I)在管节混凝土的浇筑过程中,在每个管节承口端的左右对称位置分别预埋一个所述母头定位套管且所述母头定位套管的轴线平行于管节的轴线;
[0012] 2)同时,在每个管节插口端的左右对称位置分别预埋一个所述子头定位插杆,所述子头定位插杆的轴线平行于管节的轴线且所述子头定位插杆有一半长度埋入管节插口端;
[0013] 3)同时,在距离管节承口端的端部1/12-1/10管节长度的管节左右对称位置分别预埋一个长度等于管节壁厚、内径等于所述母头定位套管内径的所述承拉护套,且所述承拉护套的轴线垂直于管节的轴线;
[0014] 4)同时,加工两根一端墩粗的所述承拉圆柱,其粗端的直径大于所述承拉护套及所述母头定位套管的内径,其细端的直径等于所述承拉护套及所述母头定位套管的内径,该细端设置有一圆孔且该圆孔的直径为所述承拉圆柱的细端的直径的1/3-1/2 ;
[0015] 5)计算当顶管机以正常状态顶入前方土体时焊接于顶管机内侧的所述母头定位套管的横截面的圆心至与该所述母头定位套管相邻的所述滑轨支座外缘之间的净距,在管节的左右两侧分别将一根长度等于该净距的所述柔性限转拉条的一端固定连接在所述滑移套环上;
[0016] 第三步,顶管机的顶进与防止旋转,具体的:
[0017] I)将顶管机吊装到工作井内基座顶面的导轨上,启动主顶液压千斤顶,将顶管机顶至顶管机的机头与封门的表面接触时,停止顶进;
[0018] 2)在顶管机的一侧,将所述承拉圆柱沿顶进的反方向插入焊接于顶管机尾部内侧的所述母头定位套管中至所述承拉圆柱的粗端与所述母头定位套管的端部接触;
[0019] 3)在顶管机的一侧,在保证所述柔性限转拉条所在的轴线垂直于所述滑轨支座的轴线的前提下,用卸扣将所述柔性限转拉条的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接;
[0020] 4)在顶管机的一侧,安装一套使得所述滑移套环与顶管机同步前进的滑轮牵引系统;
[0021] 5)在顶管机的另一侧,依次执行第三步中的2)、3)、4)步骤;
[0022] 6)启动主顶液压千斤顶,将顶管机缓慢顶入前方土体,当顶管机顶至所述滑移套环的端部与工作井前背井壁之间的距离为设定的距离时,停止顶进;
[0023] 7)依次解开两根所述柔性限转拉条与所述承拉圆柱之间的活动连接,依次解开两根所述牵引钢丝绳与所述承拉圆柱之间的活动连接,然后依次将两根所述承拉圆柱从所述母头定位套管中拔出;
[0024] 第四步,后续管节的顶进与防止旋转,具体的:
[0025] I)松开主顶液压千斤顶,将后续的管节吊装到工作井内基座顶面的导轨上,启动主顶液压千斤顶,将后续管节顶至该后续管节插口端的所述子头定位插杆完全插入到位于该管节所述子头定位插杆前方的所述母头定位套管中时,停止顶进;
[0026] 2)在管节的一侧,将所述承拉圆柱沿从管节内部向管节外部的方向插入预埋在管节中的所述承拉护套中至所述承拉圆柱的粗端与所述承拉护套的端部接触;
[0027] 3)在管节的一侧,在保证所述柔性限转拉条所在的轴线垂直于所述滑轨支座的轴线的前提下,用卸扣将所述柔性限转拉条的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接;
[0028] 4)在管节的左右两侧,调整工作井后背井壁上的两个定滑轮的位置使得当所述牵引钢丝绳的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接时所述牵引钢丝绳在所述承拉圆柱与设置在工作井后背井壁上的定滑轮之间的一段与管节的轴线平行;
[0029] 5)在管节的一侧,将所述牵引钢丝绳的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接;
[0030] 6)在管节的另一侧,依次执行第四步中的2)、3)、5)步骤;
[0031] 7)启动主顶液压千斤顶,将管节缓慢顶入前方土体,当管节顶至所述滑移套环的端部与工作井前背井壁之间的距离为设定的距离时,停止顶进;
[0032] 8)依次解开两根所述柔性限转拉条与所述承拉圆柱之间的活动连接,依次解开两根所述牵引钢丝绳与所述承拉圆柱的活动连接,然后依次将两根所述承拉圆柱从所述承拉护套中拔出;
[0033] 9)分别将两块直径等于所述承拉护套内径的圆形钢板焊接在该已顶进管节的两个所述承拉护套的靠管节内侧的端部进行堵漏,防止地下水渗入隧道内部;
[0034] 10)依次执行第四步中的1)、2)、3)、5)、6)、7)、8)、9)步骤至整条隧道贯通。
[0035] 优选地,所述滑移套环为一根钢管,其内径与所述滑轨支座的外径相同,其长度为管节长度的1/10-1/12 ;或者所述滑移套环为一根首尾焊接相连的圆环形钢筋,该钢筋的内侧边缘围成的圆的直径与所述滑轨支座的外径相同。
[0036] 优选地,所述滑轨支座为横截面为圆形且表面光滑的钢轴,其轴线距工作井侧壁和工作井底板的距离分别为2-3倍于所述滑轨支座的直径和4-5倍于所述滑轨支座的直径。
[0037] 优选地,所述母头定位套管长度等于1/16-1/15管节长度。
[0038] 优选地,所述子头定位插杆长度等于2倍所述母头定位套管长度,且外径等于所述母头定位套管内径。
[0039] 优选地,所述柔性限转拉条为一根钢链条,或者为一根钢丝绳。
[0040] 优选地,所述承拉护套为一根贯穿管节壁厚且长度等于该壁厚的钢管。
[0041] 优选地,所述滑轮牵引系统包括两个完全相同的定滑轮和一条牵引钢丝绳,其中;两个所述定滑轮分别固定在工作井前背井壁和工作井后背井壁上;所述牵引钢丝绳的一端与所述滑移套环固定连接,所述牵引钢丝绳的另一端与所述承拉圆柱的细端活动连接;所述牵引钢丝绳在所述滑移套环与设置在工作井前背井壁上的定滑轮之间的一段平行于管节的轴线布置,所述牵引钢丝绳在所述承拉圆柱与设置在工作井后背井壁上的定滑轮之间的一段平行于管节的轴线布置。
[0042] 本发明的工作原理为:
[0043] 所述柔性限转拉条和所述牵引钢丝绳均处于张紧状态,在顶管机和管节的顶进过程中,所述滑移套环在所述滑轮牵引系统的牵引作用下与顶管机同步前进,该同步前进的方式使得所述柔性限转拉条始终处在其轴线垂直于所述滑轨支座的轴线的状态。所以,当顶进顶管机时,顶管机受到顶管机两侧所述柔性限转拉条的限转作用无法旋转;当顶进管节时,顶管机和管节已由所述母头定位套管和所述子头定位插杆连为一体,顶管机和管节连成的整体受到管节两侧所述柔性限转拉条的限转作用而无法旋转。
[0044] 与现有技术相比,本发明具有如下效果:
[0045] 本发明采取的主动防偏的技术措施,有效防止顶管机和管节在顶进过程中发生旋转,无需再进行顶管机和管节发生旋转后的纠偏这一步骤,从而大幅度提高施工效率;本发明采取的在顶管机和管节两侧设置柔性限转拉条来防止旋转的技术方案工作原理清晰、操作方便、可靠性高。
附图说明
[0046] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0047] 图1为本发明应用于防止顶管机旋转时的平面装配图;
[0048] 图2为本发明应用于防止顶管机旋转时的断面装配图;
[0049] 图3为本发明应用于防止顶管机和管节旋转时的平面装配图;
[0050] 图4为本发明应用于防止顶管机和管节旋转时的断面装配图;
[0051] 图中:
[0052] I为母头定位套管、2为子头定位插杆、3为承拉护套、4为承拉圆柱、5为滑轨支座、6为滑移套环、7为柔性限转拉条、8为顶管机、9为已顶进管节、10为待顶进管节、11为管节插口端、12为管节承口端、13为工作井前背井壁、14为工作井后背井壁、15为工作井侧壁、16为工作井底板、17为基座、18为导轨、19为定滑轮、20为牵引钢丝绳、21为卸扣、22为主顶液压千斤顶、23为封门。
具体实施方式
[0053] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0054] 本实施例提供一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,应用于某电力电缆隧道的一长度为267m的直线段,纵向坡度为0.56%,隧道管节顶部覆土厚度为10.26-13.59m,隧道穿越的土层为淤泥质粉质粘土层,顶管管节为钢筋混凝土管节,外径为3500mm,壁厚为300mm,管节长度为1.5m,工作井为钢筋混凝土结构,其平面净尺寸为7.6mX 7.6m,深度为
11.56m,工作井前背井壁、工作井后背井壁、工作井侧壁的厚度均为650mm,工作井底板的厚度为850mm,应用本发明防止顶管机和管节旋转具体实施步骤如下:
[0055] 第一步,在顶管工作井的建造过程中安装滑移套环6和滑轨支座5,同步进行在顶管机8上安装母头定位套管1:
[0056] 如图1、图2、图3、图4所示:
[0057] 本实施例中,所述滑移套环6为一根内径200mm、外径212mm的Q235钢管,其内径与所述滑轨支座5的外径相同,其长度为管节长度的1/10。
[0058] 上述装置具体安装步骤如下:
[0059] I)加工制作两根长度等于工作井前背井壁13外侧与工作井后背井壁14外侧之间距离、横截面为圆形的所述滑轨支座5,然后将两个所述滑移套环6分别套在两根所述滑轨支座5上;
[0060] 2)在所述工作井前背井壁13和所述工作井后背井壁14的混凝土进行浇筑时,在保证所述滑轨支座5的轴线平行于管节轴线的前提下,将两根套有所述滑移套环6的所述滑轨支座5的两端分别预埋在所述工作井前背井壁13和所述工作井后背井壁14上,且两根所述滑轨支座5对称位于管节的左下方和右下方;所述滑轨支座5的轴线距工作井侧壁15和工作井底板16的距离分别为2倍于所述滑轨支座5的直径和4倍于所述滑轨支座5的直径;
[0061] 3)将两个长度等于1/16管节长度的母头定位套管I分别焊接于所述顶管机8尾部内侧的左右对称位置且所述母头定位套管I的轴线平行于所述顶管机8的轴线。
[0062] 第二步,在管节的制作过程中预埋所述母头定位套管1、子头定位插杆2和承拉护套3,同步加工制作承拉圆柱4、安装柔性限转拉条7:
[0063] 本实施例中,所述柔性限转拉条7为一根钢链条,其采用Q235钢。
[0064] 上述装置具体安装步骤如下:
[0065] I)在管节混凝土的浇筑过程中,在每个管节承口端12的左右对称位置分别预埋一个所述母头定位套管I且所述母头定位套管I的轴线平行于管节的轴线;
[0066] 2)同时,在每个管节插口端11的左右对称位置分别预埋一个长度等于2倍于所述母头定位套管I的长度、外径等于所述母头定位套管I内径的所述子头定位插杆2,所述子头定位插杆2的轴线平行于管节的轴线且所述子头定位插杆2有一半长度埋入管节插口端11,另一半插入所述母头定位套管I之中将顶管机与管节、管节与管节连为一体。
[0067] 3)同时,在距离管节承口端12的端部1/12管节长度的管节左右对称位置分别预埋一个长度等于管节壁厚、内径等于所述母头定位套管I内径的所述承拉护套3,且所述承拉护套3的轴线垂直于管节的轴线;
[0068] 4)同时,加工两根一端墩粗的所述承拉圆柱4,其粗端的直径大于所述承拉护套3及所述母头定位套管I的内径,其细端的直径等于所述承拉护套3及所述母头定位套管I的内径,该细端设置有一圆孔且该圆孔的直径为所述承拉圆柱4细端的直径的1/3 ;
[0069] 5)计算当所述顶管机8以正常状态顶入前方土体时焊接于所述顶管机8内侧的所述母头定位套管I横截面的圆心至与该所述母头定位套管I相邻的所述滑轨支座5外缘之间的净距,在管节的左右两侧分别将一根长度等于该净距的所述柔性限转拉条7的一端固定连接在所述滑移套环6上。
[0070] 第三步,顶管机的顶进与防止旋转,具体的:
[0071] I)将所述顶管机8吊装到工作井内基座17顶面的导轨18上,启动主顶液压千斤顶22,将所述顶管机8顶至所述顶管机8的机头与封门23的表面接触时,停止顶进;
[0072] 2)在所述顶管机8的一侧,将所述承拉圆柱4沿顶进的反方向插入焊接于所述顶管机8尾部内侧的所述母头定位套管I中至所述承拉圆柱4的粗端与所述母头定位套管I的端部接触;
[0073] 3)在所述顶管机8的一侧,在保证所述柔性限转拉条7所在的轴线垂直于所述滑轨支座5的轴线的前提下,用卸扣21将所述柔性限转拉条7的一端与所述承拉圆柱4的细端活动连接;
[0074] 4)在所述顶管机8的一侧,安装一套使得所述滑移套环6与所述顶管机8同步前进的滑轮牵引系统,其中;
[0075] 所述滑轮牵引系统包括两个完全相同的定滑轮19和一条牵引钢丝绳20,两个所述定滑轮19分别固定在所述工作井前背井壁13和所述工作井后背井壁14上,所述牵引钢丝绳20的一端与所述滑移套环6固定连接,所述牵引钢丝绳20的另一端与所述承拉圆柱4的细端活动连接;所述牵引钢丝绳20在所述滑移套环6与设置在所述工作井前背井壁13上的定滑轮19之间的一段平行于管节的轴线布置,所述牵引钢丝绳20在所述承拉圆柱4与设置在所述工作井后背井壁14上的定滑轮19之间的一段平行于管节的轴线布置;
[0076] 5)在所述顶管机8的另一侧,依次执行第三步中的2)、3)、4)步骤,实现如图1、图2所不的完整连接;
[0077] 6)启动主顶液压千斤顶22,将所述顶管机8缓慢顶入前方土体,当所述顶管机8顶至所述滑移套环6的端部与所述工作井前背井壁13之间的距离为设定距离时,停止顶进;
[0078] 7)依次解开两根所述柔性限转拉条7与所述承拉圆柱4之间的活动连接,依次解开两根所述牵引钢丝绳20与所述承拉圆柱4之间的活动连接,然后依次将两根所述承拉圆柱4从所述母头定位套管I中拔出。
[0079] 第四步,后续管节的顶进与防止旋转,具体的:
[0080] I)松开所述主顶液压千斤顶22,将后续的管节吊装到所述工作井内基座17顶面的所述导轨18上,启动所述主顶液压千斤顶22,将后续管节顶至该后续所述管节插口端11的所述子头定位插杆2完全插入到位于该管节所述子头定位插杆2前方的所述母头定位套管I中时,停止顶进;
[0081] 2)在管节的一侧,将所述承拉圆柱4沿从管节内部向管节外部的方向插入预埋在管节中的所述承拉护套3中至所述承拉圆柱4的粗端与所述承拉护套3的端部接触;
[0082] 3)在管节的一侧,在保证所述柔性限转拉条7所在的轴线垂直于所述滑轨支座5的轴线的前提下,用卸扣21将所述柔性限转拉条7的一端与所述承拉圆柱4的细端活动连接;
[0083] 4)在管节的左右两侧,调整所述工作井后背井壁14上的两个所述定滑轮19的位置使得当所述牵引钢丝绳20的一端与所述承拉圆柱4的细端活动连接时所述牵引钢丝绳20在所述承拉圆柱4与设置在所述工作井后背井壁14上的所述定滑轮19之间的一段与管节的轴线平行;
[0084] 5)在管节的一侧,将所述牵引钢丝绳20的一端与所述承拉圆柱4的细端活动连接;
[0085] 6)在管节的另一侧,依次执行第四步中的2)、3)、5)步骤;
[0086] 7)启动所述主顶液压千斤顶22,将管节缓慢顶入前方土体,当管节顶至所述滑移套环6的端部与所述工作井前背井壁13之间的距离为设定距离时,停止顶进;
[0087] 8)依次解开两根所述柔性限转拉条7与所述承拉圆柱4之间的活动连接,依次解开两根所述牵引钢丝绳20与所述承拉圆柱4的活动连接,然后依次将两根所述承拉圆柱4从所述承拉护套3中拔出;
[0088] 9)分别将两块直径等于所述承拉护套3内径的圆形钢板焊接在该已顶进管节的两个所述承拉护套3的靠管节内侧的端部进行堵漏,防止地下水渗入隧道内部;
[0089] 10)依次执行第四步中的1)、2)、3)、5)、6)、7)、8)、9)步骤,至整条隧道贯通,顶管机后续的第二个管节顶进隧道时的状态如图3、图4所示。
[0090] 本实施例的工作原理为:
[0091] 所述柔性限转拉条7和所述牵引钢丝绳20均处于张紧状态,在顶管机8和已顶进管节9、待顶进管节10……的顶进过程中,所述滑移套环6在所述滑轮牵引系统的牵引作用下与顶管机8同步前进,该同步前进的方式使得所述柔性限转拉条7始终处在其轴线垂直于所述滑轨支座5的轴线的状态。当顶进顶管机8时,顶管机8受到顶管机8两侧的所述柔性限转拉条7的限转作用无法旋转;当顶进已顶进管节9、待顶进管节10……时,顶管机8和已顶进管节9、待顶进管节10……已由所述母头定位套管I和所述子头定位插杆2连为一体,顶管机8和已顶进管节9、待顶进管节10……连成的整体受到管节两侧的所述柔性限转拉条7的限转作用无法旋转。
[0092] 本发明工作原理清晰、操作方便、可靠性高,无需再进行顶管机和管节发生旋转后的纠偏这一步骤,该方法采取主动防偏的技术措施,有效防止顶管机和管节在顶进过程中发生旋转,从而大幅度提高了施工效率。
[0093] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 第一步,在顶管工作井的建造过程中安装滑移套环和滑轨支座,同步进行在顶管机上安装母头定位套管,具体的: 1)加工制作两根长度等于工作井前背井壁外侧与工作井后背井壁外侧之间距离、横截面为圆形且表面光滑的所述滑轨支座,然后将两个所述滑移套环分别套在两根所述滑轨支座上; 2)在工作井前背井壁和工作井后背井壁的混凝土进行浇筑时,在保证所述滑轨支座的轴线平行于管节的轴线的前提下,将两根套有所述滑移套环的所述滑轨支座的两端分别预埋在工作井前背井壁和工作井后背井壁上,且两根所述滑轨支座对称位于管节的左下方和右下方; 3)将两个所述母头定位套管分别焊接于顶管机尾部内侧的左右对称位置且所述母头定位套管的轴线平行于顶管机的轴线; 第二步,在管节的制作过程中预埋母头定位套管、子头定位插杆和承拉护套,同步加工制作承拉圆柱、安装柔性限转拉条,具体的: 1)在管节混凝土的浇筑过程中,在每个管节承口端的左右对称位置分别预埋一个所述母头定位套管且所述母头定位套管的轴线平行于管节的轴线; 2)同时,在每个管节插口端的左右对称位置分别预埋一个所述子头定位插杆,所述子头定位插杆的轴线平行于管节的轴线且所述子头定位插杆有一半长度埋入管节插口端; 3)同时,在距离管节承口端的端部1/12-1/10管节长度的管节左右对称位置分别预埋一个长度等于管节壁厚、内径等于所述母头定位套管内径的所述承拉护套,且所述承拉护套的轴线垂直于管节的轴线; 4)同时,加工两根一端墩粗的所述承拉圆柱,其粗端的直径大于所述承拉护套及所述母头定位套管的内径,其细端的直径等于所述承拉护套及所述母头定位套管的内径,该细端设置有一圆孔且该圆孔的直径为所述承拉圆柱的细端的直径的1/3-1/2 ; 5)计算当顶管机以正常状态顶入前方土体时焊接于顶管机内侧的所述母头定位套管的横截面的圆心至与该所述母头定位套管相邻的所述滑轨支座外缘之间的净距,在管节的左右两侧分别将一根长度等于该净距的所述柔性限转拉条的一端固定连接在所述滑移套环上; 第三步,顶管机的顶进与防止旋转,具体的: 1)将顶管机吊装到工作井内基座顶面的导轨上,启动主顶液压千斤顶,将顶管机顶至顶管机的机头与封门的表面接触时,停止顶进; 2)在顶管机的一侧,将所述承拉圆柱沿顶进的反方向插入焊接于顶管机尾部内侧的所述母头定位套管中至所述承拉圆柱的粗端与所述母头定位套管的端部接触; 3)在顶管机的一侧,在保证所述柔性限转拉条所在的轴线垂直于所述滑轨支座的轴线的前提下,用卸扣将所述柔性限转拉条的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接; 4)在顶管机的一侧,安装一套使得所述滑移套环与顶管机同步前进的滑轮牵引系统;所述滑轮牵引系统包括两个完全相同的定滑轮和一条牵引钢丝绳,其中;两个所述定滑轮分别固定在工作井前背井壁和工作井后背井壁上;所述牵引钢丝绳的一端与所述滑移套环固定连接,所述牵引钢丝绳的另一端与所述承拉圆柱的细端活动连接; 5)在顶管机的另一侧,依次执行第三步中的2)、3)、4)步骤; 6)启动主顶液压千斤顶,将顶管机缓慢顶入前方土体,当顶管机顶至所述滑移套环的端部与工作井前背井壁之间的距离为设定的距离时,停止顶进; 7)依次解开两根所述柔性限转拉条与所述承拉圆柱之间的活动连接,依次解开两根所述牵引钢丝绳与所述承拉圆柱之间的活动连接,然后依次将两根所述承拉圆柱从所述母头定位套管中拔出; 第四步,后续管节的顶进与防止旋转,具体的: 1)松开主顶液压千斤顶,将后续的管节吊装到工作井内基座顶面的导轨上,启动主顶液压千斤顶,将后续管节顶至该后续管节插口端的所述子头定位插杆完全插入到位于该管节所述子头定位插杆前方的所述母头定位套管中时,停止顶进; 2)在管节的一侧,将所述承拉圆柱沿从管节内部向管节外部的方向插入预埋在管节中的所述承拉护套中至所述承拉圆柱的粗端与所述承拉护套的端部接触; 3)在管节的一侧,在保证所述柔性限转拉条所在的轴线垂直于所述滑轨支座的轴线的前提下,用卸扣将所述柔性限转拉条的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接; 4)在管节的左右两侧,调整工作井后背井壁上的两个定滑轮的位置使得当所述牵引钢丝绳的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接时所述牵引钢丝绳在所述承拉圆柱与设置在工作井后背井壁上的定滑轮之间的一段与管节的轴线平行; 5)在管节的一侧,将所述牵引钢丝绳的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接; 6)在管节的另一侧,依次执行第四步中的2)、3)、5)步骤; 7)启动主顶液压千斤顶,将管节缓慢顶入前方土体,当管节顶至所述滑移套环的端部与工作井前背井壁之间的距离为设定的距离时,停止顶进; 8)依次解开两根所述柔性限转拉条与所述承拉圆柱之间的活动连接,依次解开两根所述牵引钢丝绳与所述承拉圆柱的活动连接,然后依次将两根所述承拉圆柱从所述承拉护套中拔出; 9)分别将两块直径等于所述承拉护套内径的圆形钢板焊接在已顶进管节的两个所述承拉护套的靠管节内侧的端部进行堵漏,防止地下水渗入隧道内部; 10)依次执行第四步中的I)、2)、3)、5)、6)、7)、8)、9)步骤至整条隧道贯通。
2.根据权利要求1所述的一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,第一步中,所述滑移套环为一根钢管,其内径与所述滑轨支座的外径相同,其长度为管节长度的1/10-1/12;或者为一根首尾焊接相连的圆环形钢筋,该钢筋的内侧边缘围成的圆的直径与所述滑轨支座的外径相同。
3.根据权利要求1所述的一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,第一步中,所述滑轨支座的轴线距工作井侧壁和工作井底板的距离分别为2-3倍于所述滑轨支座的直径和4-5倍于所述滑轨支座的直径。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,第二步中,所述母头定位套管长度等于1/16-1/15管节长度。
5.根据权利要求1所述的一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,第二步中,所述子头定位插杆长度等于2倍于所述母头定位套管长度,且外径等于所述母头定位套管内径。
6.根据权利要求1或5所述的一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,第二步中,所述柔性限转拉条为一根钢链条,或者为一根钢丝绳。
7.根据权利要求1所述的一种防止顶管机和管节旋转的施工方法,其特征在于,第三步中,所述滑轮牵引系统中:所述牵引钢丝绳在所述滑移套环与设置在工作井前背井壁上的定滑轮之间的一段平行于管节的轴线布置,所述牵引钢丝绳在所述承拉圆柱与设置在工作井后背井壁上的定滑轮之间的一段平行于管节的轴线布置。
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