CN103382843B - 用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置和施工方法，所述装置包括：母头定位套管、子头定位插杆、承拉护套、承拉圆柱、滑轨支座、滑移套环、刚性限转拉杆基本段、刚性限转拉杆接长段；所述方法的步骤包括：第一步，预埋滑轨支座、母头定位套管、子头定位插杆和承拉护套；第二步，在顶管机内侧焊接母头定位套管；第三步，顶管机的顶进与限转；第四步，后续管节的顶进与限转。本发明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旋转，工作原理清晰、操作方便、可靠性高，从而大幅度提高施工效率。

Description

用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置和施工方法

技术领域

本发明涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工装置和施工方法，具体地，涉及一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置和施工方法。

背景技术

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从而产生环向偏差，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。

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、存在隐患。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

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置和施工方法，该装置和方法改变了以往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，采用一种将顶管机和管节连为一体、在工作井内设置一对刚性限转拉杆拉住顶管机或管节的主动防偏方式，从而有效防止顶管机和管节产生旋转。

根据本发明的一个方面，提供一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，包括：母头定位套管、子头定位插杆、承拉护套、承拉圆柱、滑轨支座、滑移套环、刚性限转拉杆基本段、刚性限转拉杆接长段，其中：所述母头定位套管焊接于顶管机尾部的内侧及预埋于管节承口端；所述子头定位插杆预埋于管节插口端；所述承拉护套预埋于管节的管壁上；所述承拉圆柱与焊接于顶管机尾部内侧的所述母头定位套管或待顶进管节中的所述承拉护套相连，所述承拉圆柱一端为粗端，另一端为细端；所述滑轨支座的两端分别固定在工作井前背井壁和工作井后背井壁上；所述滑移套环套在所述滑轨支座上并沿着所述滑轨支座的轴线往复滑动；所述刚性限转拉杆基本段和所述刚性限转拉杆接长段均为两套且分别对称设置于管节的左右两侧，所述刚性限转拉杆基本段的一端与所述滑移套环固定连接，另一端与所述刚性限转拉杆接长段活动连接或与所述承拉圆柱的细端活动连接。

优选地，所述母头定位套管为一根钢管，长度为管节长度的1/16-1/15；在顶管机尾部内侧的左右对称位置分别焊接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顶管机的轴线；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。

优选地，所述子头定位插杆为一根直圆钢，其直径与所述母头定位套管的内径相同，其长度为所述母头定位套管长度的2倍；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一半预埋在管节插口端中，另一半插入所述母头定位套管之中将顶管机与管节、管节与管节连为一体。

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，其内径与所述母头定位套管的内径相同；在每个管节承口端预埋有两个所述承拉护套，且分别位于距离管节承口端的端部为1/12-1/10管节长度的管节左右对称位置。

优选地，所述承拉圆柱为一根一端墩粗的钢轴，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；其细端设有螺纹且该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，该细端还设置有一圆孔且该圆孔的直径为所述承拉圆柱细端的直径的1/3-1/2；所述承拉圆柱为两个，在顶进顶管机时分别插入焊接于顶管机尾部内侧的两个所述母头定位套管中，在顶进管节时分别插入待顶进管节的两个所述承拉护套中。

优选地，所述滑轨支座为一根横截面为圆形且表面光滑的钢轴，数量为两根且分别对称位于管节的左下方和右下方，其轴线平行于管节的轴线且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。

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；或者为一根首尾焊接相连的钢筋，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；所述滑移套环为两个且分别套在管节两侧的所述滑轨支座上。

优选地，所述刚性限转拉杆基本段的另一端开有两个螺栓孔且该两个螺栓孔的直径均等于所述承拉圆柱的细端所开孔的直径；所述刚性限转拉杆接长段的一端开有两个螺栓孔且该两个螺栓孔的直径、间距均与所述刚性限转拉杆基本段上所开螺栓孔的直径、间距相同，另一端开有一个螺栓孔且该螺栓孔的直径与所述承拉圆柱的细端的直径相同；在顶进顶管机时，所述刚性限转拉杆基本段的开有螺栓孔的一端与所述刚性限转拉杆接长段的开有两个螺栓孔的一端连接，所述刚性限转拉杆接长段的另一端与所述承拉圆柱的细端活动连接；在顶进管节时，所述刚性限转拉杆基本段的开有螺栓孔的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接。

根据本发明的另一个方面，提供一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工方法，包括以下步骤：

第一步，预埋滑轨支座、母头定位套管、子头定位插杆和承拉护套，具体的：

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，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所述工作井前背井壁和所述工作井后背井壁上；在管节混凝土的浇筑过程中，将所述母头定位套管、所述子头定位插杆和所述承拉护套预埋在管节上。

第二步，在顶管机内侧焊接母头定位套管，具体的：

将两个所述母头定位套管焊接于顶管机内侧的左右对称位置。

第三步，顶管机的顶进与限转，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，将顶管机顶至其机头与封门的表面接触时，停止顶进；

2)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)将所述刚性限转拉杆基本段的一端与所述滑移套环焊接，用螺栓和螺母将所述刚性限转拉杆基本段和所述刚性限转拉杆接长段连接；

4)将所述刚性限转拉杆接长段套在所述承拉圆柱上，将与承拉圆柱的细端相适应的螺母安装到承拉圆柱上并紧固；

5)启动所述主顶液压千斤顶，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所述工作井前背井壁之间的距离为设定距离时，停止顶进；

6)解开所述刚性限转拉杆接长段和所述承拉圆柱之间的连接，将所述承拉圆柱从所述母头定位套管中拔出，解开所述刚性限转拉杆基本段和所述刚性限转拉杆接长段之间的连接。

第四步，后续管节的顶进与限转，具体的：

1)松开所述主顶液压千斤顶，将后续的管节吊装到工作井内基座顶面的导轨上，启动所述主顶液压千斤顶，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)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)调整所述刚性限转拉杆基本段的位置，使其一端的螺栓孔与承拉圆柱上所开的孔对齐，用与该螺栓孔相适应的螺栓和螺母将所述刚性限转拉杆基本段和所述承拉圆柱连接；

4)启动所述主顶液压千斤顶，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所述工作井前背井壁之间的距离为设定距离时，停止顶进；

5)解开所述刚性限转拉杆基本段与所述承拉圆柱之间的连接，将所述承拉圆柱从所述承拉护套中拔出；

6)分别将两块直径等于所述承拉护套内径的圆形钢板焊接于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；

7)依次执行第四步中的1)、2)、3)、4)、5)、6)步骤，至整条隧道贯通。

本发明的工作原理为：

在顶管机和管节的顶进过程中，所述滑移套环与顶管机同步前进；所以，当顶进顶管机时，顶管机受到其两侧所述刚性限转拉杆基本段和所述刚性限转拉杆接长段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刚性限转拉杆基本段的限转作用而无法旋转，从而保证了顶管机和管节在顶进过程中不产生环向偏差。

与现有技术相比，本发明具有如下效果：

本发明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产生旋转，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刚性限转拉杆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

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：

图1为本发明应用于防止顶管机旋转时的平面装配图；

图2为本发明应用于防止顶管机旋转时的断面装配图；

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；

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；

图中：

1为母头定位套管，2为子头定位插杆，3为承拉护套，4、4’为承拉圆柱，5、5’为滑轨支座，6、6’为滑移套环，7、7’为刚性限转拉杆基本段，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、19’为刚性限转拉杆接长段，20、20’为连接螺栓，21、21’为连接螺母，22、22’为紧固螺母，23为主顶液压千斤顶。

具体实施方式

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。

如图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，包括：母头定位套管1、子头定位插杆2、承拉护套3、承拉圆柱4和4’、滑轨支座5和5’、滑移套环6和6’、刚性限转拉杆基本段7和7’、刚性限转拉杆接长段19和19’，其中：所述母头定位套管1焊接于顶管机8尾部的内侧及预埋于管节承口端12；所述子头定位插杆2预埋于管节插口端11；所述承拉护套3预埋于管节的管壁上；所述承拉圆柱4、4’与焊接于顶管机8尾部内侧的所述母头定位套管1或待顶进管节10中的所述承拉护套3相连；所述滑轨支座5、5’的两端均分别固定在工作井前背井壁13和工作井后背井壁14上；所述滑移套环6、6’分别套在所述滑轨支座5、5’上并分别沿着所述滑轨支座5、5’的轴线往复滑动；所述刚性限转拉杆基本段7、7’和所述刚性限转拉杆接长段19、19’分别对称设置于管节的左右两侧，所述刚性限转拉杆基本段7、7’的一端分别与所述滑移套环6、6’固定连接、另一端分别与所述刚性限转拉杆接长段19、19’活动连接或与所述承拉圆柱4、4’的细端活动连接。

本实施例中，所述母头定位套管1为一根钢管，其长度为管节长度的1/16；在顶管机8尾部内侧的左右对称位置分别焊接一个所述母头定位套管1且所述母头定位套管1的轴线平行于顶管机8的轴线；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1且所述母头定位套管1的轴线平行于管节的轴线；具体的：所述母头定位套管1采用Q235钢，其内径为150mm、外径为158mm。

本实施例中，所述子头定位插杆2为一根直圆钢，其直径与所述母头定位套管1的内径相同，其长度为所述母头定位套管1长度的2倍；在每个管节插口端11的左右对称位置分别预埋一个所述子头定位插杆2，所述子头定位插杆2的一半预埋在管节插口端11中，另一半插入所述母头定位套管1之中将顶管机8与已顶进管节9、已顶进管节9与待顶进管节10连为一体；具体的：所述子头定位插杆2采用Q235钢，其直径为150mm。

本实施例中，所述承拉护套3为一根贯穿管节壁厚且长度等于该壁厚的钢管，其内径与所述母头定位套管1的内径相同；在每个管节承口端12预埋有两个所述承拉护套3，且分别位于距离管节承口端12的端部为1/10管节长度的管节左右对称位置；具体的：所述承拉护套3采用Q235钢，其内径为150mm、外径为160mm。

本实施例中，所述承拉圆柱4、4’均为一根一端墩粗的钢轴，其粗端的直径均大于所述承拉护套3及所述母头定位套管1的内径，其细端均设有螺纹且该细端的直径均等于所述承拉护套3及所述母头定位套管1的内径；该细端均还设置有一圆孔且该圆孔的直径均为所述承拉圆柱细端的直径的1/3；所述承拉圆柱4、4’在顶进顶管机8时分别插入焊接于顶管机8尾部内侧的两个所述母头定位套管1中，在顶进管节时分别插入待顶进管节10的两个所述承拉护套3中；具体的：所述承拉圆柱4、4’均采用Q235钢，其粗端的直径均为158mm。

本实施例中，所述滑轨支座5、5’均为一根横截面为圆形且表面光滑的钢轴，其分别对称位于管节的左下方和右下方；所述滑轨支座5、5’的轴线均平行于管节的轴线且其轴线距工作井侧壁15和工作井底板16的距离均分别为2倍于所述滑轨支座5、5’的直径和4倍于所述滑轨支座5、5’的直径；具体的：所述滑轨支座5、5’均采用Q235钢，直径均为200mm。

本实施例中，所述滑移套环6、6’均为一根钢管，其内径均与所述滑轨支座5、5’的外径相同，其长度均为管节长度的1/10，所述滑移套环6、6’分别套在管节两侧的所述滑轨支座5、5’上；具体的：所述滑移套环6、6’均采用Q235钢，其内径均为200mm、外径均为212mm。

本实施例中，所述刚性限转拉杆基本段7、7’的另一端均开有两个螺栓孔且该两个螺栓孔的直径均等于所述承拉圆柱4、4’的细端所开孔的直径；具体的：所述刚性限转拉杆基本段7、7’均为一块Q235钢板，厚度均为16mm，一端宽度均为310mm，另一端宽度均为260mm。

本实施例中，所述刚性限转拉杆接长段19、19’的一端均开有两个螺栓孔且该两个螺栓孔的直径、间距均与所述刚性限转拉杆基本段7、7’上所开螺栓孔的直径、间距相同，另一端均开有一个螺栓孔且该螺栓孔的直径均与所述承拉圆柱4、4’的细端的直径相同；具体的：所述刚性限转拉杆接长段19、19’均为一块Q235钢板，厚度均为16mm，一端宽度均为240mm，另一端宽度均为170mm。

本实施例中，在顶进顶管机8时，所述刚性限转拉杆基本段7、7’的开有螺栓孔的一端与所述刚性限转拉杆接长段19、19’的开有两个螺栓孔的一端分别通过连接螺栓20和连接螺母21、连接螺栓20’和连接螺母21’连接，所述刚性限转拉杆接长段19、19’的另一端与所述承拉圆柱4、4’的细端分别通过紧固螺母22、22’连接；在顶进管节时，所述刚性限转拉杆基本段7、7’的开有螺栓孔的一端与所述承拉圆柱4、4’的细端分别通过连接螺栓20和连接螺母21、连接螺栓20’和连接螺母21’连接。

本实施例中，工作井底板16上固定有基座17，所述基座17的顶面固定有导轨18，主顶液压千斤顶23设置在顶管机8和管节的后方，在顶进顶管机8和管节时，顶管机8和管节均坐落在所述导轨18上。

本实施例所述装置的安装及施工方法包括以下步骤：

第一步，预埋滑轨支座5、5’、母头定位套管1、子头定位插杆2和承拉护套3，具体的：

在工作井前背井壁13和工作井后背井壁14的混凝土进行浇筑时，将两根套有所述滑移套环6、6’的所述滑轨支座5、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；在管节混凝土的浇筑过程中，将所述母头定位套管1、所述子头定位插杆2和所述承拉护套3预埋在管节上。

第二步，在顶管机8内侧焊接母头定位套管1，具体的：

将两个所述母头定位套管1焊接于顶管机8内侧的左右对称位置。

第三步，顶管机8的顶进与限转，具体的：

1)将顶管机8吊装到工作井内基座17的顶面的导轨18上，启动主顶液压千斤顶23，将顶管机8顶至其机头与封门的表面接触时，停止顶进；

2)将所述承拉圆柱4、4’沿顶进的反方向插入焊接于顶管机8尾部内侧的所述母头定位套管1中至所述承拉圆柱4、4’的粗端与所述母头定位套管1的端部接触；

3)将所述刚性限转拉杆基本段7、7’的一端分别与所述滑移套环6、6’焊接，用连接螺栓20和连接螺母21、连接螺栓20’和连接螺母21’分别将所述刚性限转拉杆基本段7和所述刚性限转拉杆接长段19、所述刚性限转拉杆基本段7’和所述刚性限转拉杆接长段19’连接；

4)将所述刚性限转拉杆接长段19、19’分别套在所述承拉圆柱4、4’上，将与承拉圆柱4、4’的细端相适应的紧固螺母22、22’分别安装到承拉圆柱4、4’上并紧固；

5)启动所述主顶液压千斤顶23，将顶管机8缓慢顶入前方土体，当顶管机8顶至所述滑移套环6、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；

6)分别解开所述刚性限转拉杆接长段19、19’和所述承拉圆柱4、4’之间的连接，将所述承拉圆柱4、4’均从所述母头定位套管1中拔出，分别解开所述刚性限转拉杆基本段7、7’和所述刚性限转拉杆接长段19、19’之间的连接。

第四步，后续管节的顶进与限转，具体的：

1)松开所述主顶液压千斤顶23，将后续的管节吊装到所述工作井内基座17顶面的导轨18上，启动所述主顶液压千斤顶23，将后续管节顶至其管节插口端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1中时，停止顶进；

2)将所述承拉圆柱4、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、4’的粗端与所述承拉护套3的端部接触；

3)调整所述刚性限转拉杆基本段7、7’的位置，使其一端的螺栓孔与承拉圆柱4、4’上所开的孔对齐，用与该螺栓孔相适应的连接螺栓20、20’和连接螺母21、21’分别将所述刚性限转拉杆基本段7、7’和所述承拉圆柱4、4’连接；

4)启动所述主顶液压千斤顶23，将管节缓慢顶入前方土体，当管节顶至所述滑移套环6、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；

5)分别解开所述刚性限转拉杆基本段7、7’与所述承拉圆柱4、4’之间的连接，将所述承拉圆柱4、4’从所述承拉护套3中拔出；

6)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已顶进管节9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；

7)依次执行第四步中的1)、2)、3)、4)、5)、6)步骤，至整条隧道贯通。

本实施例的工作原理为：

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、6’与顶管机8同步前进；当顶进顶管机8时，顶管机8受到其两侧所述刚性限转拉杆基本段7、7’和所述刚性限转拉杆接长段19、19’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1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所述刚性限转拉杆基本段7、7’的限转作用而无法旋转，从而保证了顶管机8和已顶进管节9、待顶进管节10……在顶进过程中不产生旋转。

本实施例有效防止顶管机和管节在顶进过程中旋转，无需再进行顶管机和管节发生旋转后的纠偏这一步骤，能大幅度提高施工效率，本实施例工作原理清晰、操作方便、可靠性高。

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 (10)

1.一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，包括：母头定位套管、子头定位插杆、承拉护套、承拉圆柱、滑轨支座、滑移套环、刚性限转拉杆基本段、刚性限转拉杆接长段，其中：所述母头定位套管焊接于顶管机尾部的内侧及预埋于管节承口端；所述子头定位插杆预埋于管节插口端；所述承拉护套预埋于管节的管壁上；所述承拉圆柱与焊接于顶管机尾部内侧的所述母头定位套管或待顶进管节中的所述承拉护套相连，所述承拉圆柱一端为粗端，另一端为细端；所述滑轨支座的两端分别固定在工作井前背井壁和工作井后背井壁上；所述滑移套环套在所述滑轨支座上并沿着所述滑轨支座的轴线往复滑动；所述刚性限转拉杆基本段和所述刚性限转拉杆接长段均为两套且分别对称设置于管节的左右两侧，所述刚性限转拉杆基本段的一端与所述滑移套环固定连接，另一端与所述刚性限转拉杆接长段活动连接或与所述承拉圆柱的细端活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，所述母头定位套管为一根钢管，长度为管节长度的1/16-1/15；在顶管机尾部内侧的左右对称位置分别焊接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顶管机的轴线；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。

3.根据权利要求1所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，所述子头定位插杆为一根直圆钢，其直径与所述母头定位套管的内径相同，其长度为所述母头定位套管长度的2倍；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一半预埋在管节插口端中，另一半插入所述母头定位套管之中将顶管机与管节、管节与管节连为一体。

4.根据权利要求1所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，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，其内径与所述母头定位套管的内径相同；在每个管节承口端预埋有两个所述承拉护套，且分别位于距离管节承口端的端部为1/12-1/10管节长度的管节左右对称位置。

5.根据权利要求1所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，所述承拉圆柱为一根一端墩粗的钢轴，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；其细端设有螺纹且该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，该细端还设置有一圆孔且该圆孔的直径为所述承拉圆柱细端的直径的1/3-1/2；所述承拉圆柱为两个，在顶进顶管机时分别插入焊接于顶管机尾部内侧的两个所述母头定位套管中，在顶进管节时分别插入待顶进管节的两个所述承拉护套中。

6.根据权利要求1所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，所述刚性限转拉杆基本段的另一端开有两个螺栓孔且该两个螺栓孔的直径均等于所述承拉圆柱的细端所开孔的直径；所述刚性限转拉杆接长段的一端开有两个螺栓孔且该两个螺栓孔的直径、间距均与所述刚性限转拉杆基本段上所开螺栓孔的直径、间距相同，另一端开有一个螺栓孔且该螺栓孔的直径与所述承拉圆柱的细端的直径相同。

7.根据权利要求6所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，在顶进顶管机时，所述刚性限转拉杆基本段的开有螺栓孔的一端与所述刚性限转拉杆接长段的开有两个螺栓孔的一端连接，所述刚性限转拉杆接长段的另一端与所述承拉圆柱的细端活动连接；在顶进管节时，所述刚性限转拉杆基本段的开有螺栓孔的一端与所述承拉圆柱的细端活动连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，所述滑轨支座为一根横截面为圆形且表面光滑的钢轴，数量为两根且分别对称位于管节的左下方和右下方，其轴线平行于管节的轴线且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。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工装置，其特征在于，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；所述滑移套环或者为一根首尾焊接相连的钢筋，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；所述滑移套环为两个且分别套在管节两侧的所述滑轨支座上。

10.一种用拉杆防止顶管机和管节旋转的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，预埋滑轨支座、母头定位套管、子头定位插杆和承拉护套，具体的：

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，将两根套有滑移套环的所述滑轨支座的两端分别预埋在所述工作井前背井壁和所述工作井后背井壁上；在管节混凝土的浇筑过程中，将所述母头定位套管、所述子头定位插杆和所述承拉护套预埋在管节上；

第二步，在顶管机内侧焊接母头定位套管，具体的：

将两个所述母头定位套管焊接于顶管机内侧的左右对称位置；

第三步，顶管机的顶进与限转，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，将顶管机顶至其机头与封门的表面接触时，停止顶进；

2)将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)将刚性限转拉杆基本段的一端与所述滑移套环焊接，用螺栓和螺母将所述刚性限转拉杆基本段和刚性限转拉杆接长段连接；

4)将所述刚性限转拉杆接长段套在所述承拉圆柱上，将与承拉圆柱的细端相适应的螺母安装到承拉圆柱上并紧固；

5)启动所述主顶液压千斤顶，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所述工作井前背井壁之间的距离为设定距离时，停止顶进；

6)解开所述刚性限转拉杆接长段和所述承拉圆柱之间的连接，将所述承拉圆柱从所述母头定位套管中拔出，解开所述刚性限转拉杆基本段和所述刚性限转拉杆接长段之间的连接；

第四步，后续管节的顶进与限转，具体的：

1)松开所述主顶液压千斤顶，将后续的管节吊装到工作井内基座顶面的导轨上，启动所述主顶液压千斤顶，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)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)调整所述刚性限转拉杆基本段的位置，使其一端的螺栓孔与承拉圆柱上所开的孔对齐，用与该螺栓孔相适应的螺栓和螺母将所述刚性限转拉杆基本段和所述承拉圆柱连接；

4)启动所述主顶液压千斤顶，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所述工作井前背井壁之间的距离为设定距离时，停止顶进；

5)解开所述刚性限转拉杆基本段与所述承拉圆柱之间的连接，将所述承拉圆柱从所述承拉护套中拔出；

6)分别将两块直径等于所述承拉护套内径的圆形钢板焊接于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；

7)依次执行第四步中的1)、2)、3)、4)、5)、6)步骤，至整条隧道贯通。