CN104265333A - 高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置及方法，装置包括孔口管，法兰管，可滑动顶板，环板和两层密封橡胶环；孔口管安装在始发洞口的进洞口墙上，法兰管一端与密封橡胶环B通过螺栓固定在孔口管上，法兰管另一端用螺栓固定有密封橡胶环A和环板，环板上安装有多片可滑动顶板。使用方法是安装好孔口管、法兰管、两层密封橡胶环、环板和多片可滑动顶板，调节好可滑动顶板的位置后，顶管机进始发洞，顶进时两层密封橡胶环向顶进方向翻转，起到止水密封的作用，使用中需及时更换磨损的密封橡胶环。本装置结构简单易于安装，使用方法简便，机动性好。本发明适用于高水压复杂地层条件下顶管机进始发洞口，止水效果好且节约施工成本。

Description

高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于顶管安全始发的施工技术，具体地说是一种高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置及方法，属于非开挖工程领域。

背景技术

顶管施工作为一种重要的非开挖技术在国内已经非常普遍，由于其对周边环境干扰小、经济效益高等优势，在未来数十年必将有很好的发展前景。但是顶管的始发是顶管施工的重要风险阶段，在一些不良地层中，常常会出现涌水、涌砂或地面沉陷等事故。

现有的很多顶管机始发洞口密封装置止水效果不好，无法对付高水压复杂地层，部分密封装置使用了顶板防止橡胶外翻，取得了良好的效果，但顶板多为固定式的，无法控制顶板与管道之间的距离，容易造成顶板失效的现象，并且过大的间距可能造成顶管上浮严重的现象发生。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的很多洞口止水密封装置密封效果不好的缺点，而提供一种结构简单，易于安装，止水效果好，适用性广，能适用于各种地层，尤其是高水压复杂地层且施工成本较低的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术措施是：提供一种高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置，包括孔口管，法兰管，可滑动顶板，环板和两层密封橡胶环，孔口管埋置在始发洞口的进洞口墙上；其特征在于：所述的孔口管与进洞口墙墙体之间通过锚杆定位，孔口管与进洞口墙之间空隙采用注浆填充；所述的法兰管一端与密封橡胶环B通过螺栓固定在孔口管与进洞口墙上，法兰管的另一端通过螺栓依次固定有密封橡胶环A和环板，所述的环板通过螺栓安装有多片可滑动顶板，所述的密封橡胶环A和密封橡胶环B组成两层止水密封圈。

所述的环板上通过螺栓安装有8～19片可滑动顶板。

所述的可滑动顶板上的螺栓孔为长条螺栓槽孔，通过螺栓在长条螺栓槽孔内滑动实现可移动滑板与顶管机之间距离的调节。

本发明还提供一种使用上述的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置的方法，先将孔口管埋置在始发井进洞口墙中，再按如下步骤操作：

步骤⑴、埋置孔口管时先需对孔口管的位置进行测量以保证孔口管安装的精度，孔口管与进洞口墙体之间先用锚杆定位，且孔口管与墙体之间空隙采用注浆填充；

步骤⑵、分别通过螺栓将法兰管、密封橡胶环B、孔口管固定在进洞口墙上，法兰管另一端与环板、密封橡胶环A通过螺栓进行连接；

步骤⑶、将多片可滑动顶板通过螺栓安装在环板上，调节好每片可滑动顶板的位置，使每片可滑动顶板内弧形成的圆直径大于顶管机外径5～10cm，以减小顶管机在洞口的偏移，同时防止密封橡胶环A和密封橡胶环B外翻；

步骤⑷、在顶管机运行到达密封橡胶环A前，在顶管机外壁上抹上润滑油，以减小两层止水密封橡胶环与顶管机的摩擦；

步骤⑸、顶管机顶进时，顶管机先后顶进通过两层密封橡胶环，两层密封橡胶环向顶进方向翻转，起到止水密封的作用，此时若可滑动顶板内弧形成的圆与顶管机间隙太大，则顶管机暂停顶进，再次调节可滑动顶板使其内弧形成的圆直径靠近顶管机身，防止密封橡胶环因地层压力过大而外翻；

步骤⑹、顶管机向前顶进，当顶管机顶进距离长造成密封橡胶环A、B不可避免的磨损时，及时逐一更换被磨损的止水密封橡胶环。

本发明设置了两层止水密封橡胶环，增强了密封效果，尤其在更换其中一层止水密封橡胶环时，还能有一层止水密封橡胶环可以起止水密封的作用；本发明采用多块可滑动顶板的设计，可根据顶管机和环板之间的距离进行调节可滑动顶板的位置，使可滑动顶板内弧形成的圆直径尽量接近顶管机外径，以减小顶管机在洞口的偏移，减小密封橡胶环因压力过大产生外翻的可能性。本发明采用多块可滑动顶板的设计可以大大提高装置的止水密封性能，使本装置够承受地层的高水压。本发明的装置结构简单，止水效果好且能耐高水压。

本发明的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置及方法与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本发明的装置结构简单。仅由简单的几个构件组成，易于安装，机动性好。本发明采用两层橡胶环密封，并设计了多片可滑动顶板，解决了传统止水密封装置的不足，为顶管施工洞口始发密封提供了保障，不仅提高了工程的安全性，也降低了工程造价，为顶管工程带来了很大的效益。

2、采用本发明的装置及方法节约施工成本。采用本装置进行洞口止水密封，可以减少对始发端土体的加固和降水施工，大大节约了施工成本。

3、本发明的装置及方法适用性广。本发明的装置止水效果好，适用于各种地层，尤其是高水压复杂地层。

附图说明

图1为本发明的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置结构示意图。

图2为本发明中的可滑动顶板的安装结构示意图。

图3为本发明顶管机进始发洞结构示意图。

上述图中：1-环板，2-密封橡胶环A，3-可滑动顶板，4-螺栓，5-长条螺栓槽孔，6-法兰管，7-密封橡胶环B，8-孔口管，9-进洞口墙，10-顶管机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

实施例1：本发明提供的一种高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置，其结构如图1、2所示，包括孔口管8，法兰管6，可滑动顶板3，两层密封橡胶环和环板1；所述的孔口管8安装在始发洞口的进洞口墙9上，孔口管8与进洞口墙9墙体之间通过锚杆定位，孔口管8与进洞口墙9墙体之间空隙采用注浆填充；所述的法兰管6一端与密封橡胶环B7通过螺栓4固定在孔口管8与进洞口墙9上，法兰管6的另一端通过螺栓4依次固定有密封橡胶环A2和环板1，参见图2，所述的环板1上通过螺栓4安装有9片可滑动顶板3，可滑动顶板上的螺栓孔为长条螺栓槽孔5，通过螺栓4在长条螺栓槽孔5内滑动实现可滑动顶板与顶管机10之间距离的调节。这样可以根据顶管机10和环板1之间的距离进行调节可滑动顶板3的位置，起到尽量减小两层密封橡胶环因压力过大产生外翻的作用。所述的两层密封橡胶环为密封橡胶环A2和密封橡胶环B7组成两层止水密封环。

本发明还提供一种使用上述的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置的方法，先将孔口管8埋置在始发井进洞口墙9墙体中；再按如下步骤操作：

步骤⑴、孔口管8安装的过程中，需对孔口管的位置进行测量以保证孔口管8安装的精度，孔口管8与进洞口墙9之间先用锚杆定位，且孔口管8与进洞口墙9墙体之间空隙采用注浆填充。

步骤⑵、参见图1，分别通过螺栓4将法兰管6、密封橡胶环B7、孔口管8固定在进洞口墙9上，法兰管6另一端与环板1、密封橡胶环A2通过螺栓4进行连接。

步骤⑶、参见图2，将9片可滑动顶板3安装在环板1上，调节好每一片可滑动顶板3的位置，使每一片可滑动顶板内弧形成的圆直径尽量接近顶管机10外径，以减小顶管机10的偏移，同时起到防止两层密封橡胶环外翻的作用。

步骤⑷、参见图3，在顶管机10运行靠近密封橡胶环A2时，在顶管机10外壁上抹上润滑油，以减小两层止水密封橡胶环与顶管机10的摩擦。

步骤⑸、顶管机10顶进时，顶管机先后顶进两层密封橡胶环，两层密封橡胶环向顶进方向翻转，起到止水密封的作用。此时若可滑动顶板内弧形成的圆与顶管机间隙太大，则顶管机可暂停顶进，再次调节可滑动顶板3，使其尽量靠近顶管机10的机身，防止密封橡胶环因地层压力过大而外翻。

步骤⑹、当顶管机10长距离顶进时，需要经常检查两层密封橡胶环的磨损状况，及时逐一将有较大磨损的那层止水密封橡胶环更换下来。

实施例2：本发明提供的一种高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置，其结构与实施例1基本相同，不同的只是安装了18片可滑动顶板3，操作步骤⑶中安装18片可滑动顶板，其余操作步骤与实施例1相同。

本发明的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置结构简单，易于安装，机动性好。使用本装置可节约施工成本。本发明的装置及方法适用性广，可适用于各种地层，尤其是高水压复杂地层条件下止水效果好。

Claims (4)

1.一种高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置，包括孔口管，法兰管，可滑动顶板，环板和两层密封橡胶环，孔口管埋置在始发洞口的进洞口墙上；其特征在于：所述的孔口管与进洞口墙墙体之间通过锚杆定位，孔口管与进洞口墙之间空隙采用注浆填充；所述的法兰管一端与密封橡胶环B通过螺栓固定在孔口管与进洞口墙上，法兰管的另一端通过螺栓依次固定有密封橡胶环A和环板，所述的环板通过螺栓安装有多片可滑动顶板，所述的密封橡胶环A和密封橡胶环B组成两层止水密封圈。

2.根据权利要求1所述的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置，其特征在于：所述的环板上通过螺栓安装有8～19片可滑动顶板。

3.根据权利要求1所述的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置，其特征在于：所述的可滑动顶板上的螺栓孔为长条螺栓槽孔，通过螺栓在长条螺栓槽孔内滑动实现可移动滑板与顶管机之间距离的调节。

4.一种使用权利要求1所述的高水压条件下顶管机始发洞口止水密封装置的方法，先将孔口管埋置在始发井进洞口墙中，其特征在于，再按如下步骤操作：

步骤⑴、埋置孔口管时先需对孔口管的位置进行测量以保证孔口管安装的精度，孔口管与进洞口墙体之间先用锚杆定位，且孔口管与墙体之间空隙采用注浆填充；

步骤⑵、分别通过螺栓将法兰管、密封橡胶环B、孔口管固定在进洞口墙上，法兰管另一端与环板、密封橡胶环A通过螺栓进行连接；

步骤⑶、将多片可滑动顶板通过螺栓安装在环板上，调节好每片可滑动顶板的位置，使每片可滑动顶板内弧形成的圆直径大于顶管机外径5～10cm，以减小顶管机在洞口的偏移，同时防止密封橡胶环A和密封橡胶环B外翻；

步骤⑷、在顶管机运行到达密封橡胶环A前，在顶管机外壁上抹上润滑油，以减小两层止水密封橡胶环与顶管机的摩擦；

步骤⑸、顶管机顶进时，顶管机先后顶进通过两层密封橡胶环，两层密封橡胶环向顶进方向翻转，起到止水密封的作用，此时若可滑动顶板内弧形成的圆与顶管机间隙太大，则顶管机暂停顶进，再次调节可滑动顶板使其内弧形成的圆直径靠近顶管机身，防止密封橡胶环因地层压力过大而外翻；

步骤⑹、顶管机向前顶进，当顶管机顶进距离长造成密封橡胶环A、B不可避免的磨损时，及时逐一更换被磨损的止水密封橡胶环。