CN105546215A - 一种装配式曲线钢顶管节头的顶进方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式曲线钢顶管节头，其特征在于钢顶管管节一端设有插口，钢顶管管节另一端设有承口，两节钢顶管管节的对应承口和插口形成一副节头副，承口和插口端部分别设置有加劲圆环，加劲圆环后部设置纵向加劲内贴板。承口端和插口端的纵向加劲内贴板分别安装拆卸式固定板，两节相邻钢管管节相对应插口端和承口端的拆卸式固定板之间安装装配式传力顶板，并通过限位螺栓连接。装配式传力顶板与插口端的拆卸式固定板之间设置有木垫片。插口端和承口端的拆卸式固定板之间可安装千斤顶。本发明的优点在于构造简单，布置紧凑，施工方便，结构坚固，成本较低，施工时操作较为容易，工期较短。

Description

一种装配式曲线钢顶管节头的顶进方法

本发明是申请号为201210052968x，发明名称为“一种装配式曲线钢顶管节头及其顶进方法”的发明申请的分案申请，原发明的申请日是2012年3月2日。

技术领域

本发明涉及钢顶管领域，具体为一种装配式曲线钢顶管节头及其顶进方法。

背景技术

顶管施工技术是一种环境友好的非开挖敷设地下管线技术。它在不扰动或轻微扰动管外土层结构的条件下，借助于主顶油泵等顶进设备的推力，将工具管或掘进机从工作井穿过沿线土层进入接收井；与此同时，将紧随其后的管道依次连接并埋设到连接这两个井的管线土层中的敷设地下管道的施工方法。适用于顶管的管材一般有混凝土管（含普通混凝土管、钢筋混凝土管、钢筒混凝土管）、钢管、玻璃钢夹砂管。

现有技术中，钢管顶管基本都是采用焊接方式来处理管节与管节之间接头的。这种接头的处理方式不仅存在着焊接时间过长、操作过程复杂等问题。更重要的是由于其接头是刚性的，所以，钢管不宜作为曲线顶管所用的管材。且在直线钢顶管中使用的中继间构造复杂，考虑施工要求较多，对拆除和闭合考虑较少，导致顶进结束后，处理工作量大，耐久性差，成为影响钢顶管使用寿命的薄弱环节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式曲线钢顶管节头，顶进时，通过简单装配，使管节接头为柔性，用作顶管的中继间或曲线顶管各管节之间的连接；顶管完成后，可再转变为刚性接头。

为了实现这一目的，本发明的技术方案是：一种装配式曲线钢顶管节头，其特征在于钢顶管管节一端设有插口，插口上预留有注浆孔和止水橡胶圈凹槽，钢顶管管节另一端设有承口，两节钢顶管管节的对应承口和插口形成一副节头副，承口和插口端部分别设置有加劲圆环，加劲圆环后部设置纵向加劲内贴板。承口端和插口端的纵向加劲内贴板分别安装拆卸式固定板，两节相邻钢管管节相对应插口端和承口端的拆卸式固定板之间安装装配式传力顶板，并通过限位螺栓连接。装配式传力顶板与拆卸式固定板之间设置有木垫片。

本发明的另一目的在于提供一种装配式曲线钢顶管节头的顶进方法，顶进时，通过简单装配，使管节接头为柔性，用作顶管的中继间或曲线顶管各管节之间的连接；顶管完成后，可再转变为刚性接头。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种装配式曲线钢顶管节头的顶进方法，包括以下步骤：A、承口端和插口端的纵向加劲内贴板分别安装拆卸式固定板，对管后，两节钢管管节相对应插口端和承口端的拆卸式固定板之间安装装配式传力顶板，并通过限位螺栓连接，装配式传力顶板与插口端的拆卸式固定板之间设置有木垫片；B、顶进时两节管道管节之间依靠装配式传力顶板和拆卸式固定板向节头副传递管节间顶力；C、在曲线段施工时，利用千斤顶在管道需张角的一侧施加顶力，再通过限位螺栓固定，形成曲线；D、曲线顶管完成后，拆除千斤顶、装配式传力顶板和拆卸式固定板，并将插口端部和承口端部之间的空隙内贴钢板进行焊接，连接成刚性连接；E、利用预留的注浆孔向外压力挤出厚浆型液体防腐涂料，将节头副之间的空隙填实，形成防腐屏障。

本发明是针对钢管曲线顶管的需要而开发的，在顶进时为柔性连接，进行曲线顶管，顶进完成后转变为刚性连接，具有构造简单，布置紧凑，施工方便的特点，拓展了钢管在曲线顶管领域的应用场合，也可用作钢顶管的中继间。本发明使钢管管节之间在顶进时为柔性连接，进行顶管的接力顶进和纠偏；曲线钢顶管时既传递顶力，也可通过张角来转弯，实现曲线。顶进完成后，无需切割，只需少量焊接，即可转变为刚性连接。本发明简化中继间或曲线钢顶管管节头构型，大部分材料为重复利用，减少中继间或曲线钢顶管管节头闭合时复杂的切割和焊接工作量。本发明的优点在于构造简单，布置紧凑，采用装配式，加工和闭合工作量少，成本较低，施工时操作较为容易，工期较短。可用作钢顶管的中继间或曲线钢顶管的管道节头。

附图说明

图1为曲线钢顶管节头副的承口构造图。

图2为曲线钢顶管节头副的插口构造图。

图3为直线顶进时节头副的装配详图。

图4为使用千斤顶形成曲线时节头副的装配详图。

图5为顶进完成后节头副闭合加工图。

具体实施方式

如图1所示，一种装配式曲线钢顶管节头，其特征在于钢顶管管节一端设有插口1，另一端设有承口2，承口2和插口1作为一副节头副，预先在工厂中制作，现场与钢管管节本体焊接。承口2和插口1端部分别设置有加劲圆环3，增加弹性管道管口环向刚度，加劲圆环3后部设置纵向加劲内贴板4，作为传递顶力和装配顶具的结合点。现场两节钢管分别与节头副的承口和插口焊接后，在两节钢顶管管节的对应承口端和插口端的纵向加劲内贴板4上安装拆卸式固定板5，成为一个完整的曲线顶管管节。对管后，承口端的拆卸式固定板5通过限位螺栓6与装配式传力顶板7的一端连接，装配式传力顶板7的另一端通过限位螺栓6与插口端的拆卸式固定板5连接，装配式传力顶板与拆卸式固定板之间设置木垫片8，即可进行直线顶进。由于装配式传力顶板内留有千斤顶安装孔，根据需要可利用千斤顶伸缩，进行角度张开，实现管节之间的转弯。

根据本发明的一个实施例，节头副承口长度为0.6~0.8m，其中承口伸出加劲圆环3之外的长度为0.38~0.45m，插口长度为0.3~0.5m，插口伸出加劲圆环3之外的长度为0.15~0.2m。在插口和承口处端部各设置沿整个管道一周的加劲圆环3（也称环形加劲板），圆环宽度约为2倍的管道厚度，根据该实施例，钢管壁厚18~22mm，加劲圆环宽36~44mm。环形加劲板后方均设有纵向加劲内贴板4，传递顶力和装配顶具。加劲圆环和纵向加劲内贴板提高钢管在接头处的刚度，控制接头处沿径向的变形。插口上预留有注浆孔9和止水橡胶圈凹槽10。

如图2所示，承口与插口分别与钢管本体焊接后，分别装配拆卸式固定板5传递顶力，使直线顶力转变为对加劲圆环3的轴向压力和纵向内贴板4的径向压力。插口止水橡胶圈凹槽10装入止水橡胶圈11，管道对口后，在装配拆卸式固定板之间安装装配式传力顶板7和木垫片8。并用限位螺栓6固定，限位螺栓进行直线顶进时的固定和曲线顶进时张开角度的限位。木垫片18mm～22mm厚，改善钢管的轴向传力，以防钢管在不均匀压力下的变形和失稳；橡胶密封圈主要是保证顶管过程中的止水，橡胶密封圈截面为楔形或圆形。

顶进过程中，两节管道之间依靠装配式传力顶板7将顶力传递给拆卸式固定板5，再传给加劲圆环3和纵向加劲内贴板4。木垫片8一方面可以补偿装配式传力顶板7和拆卸式固定板5端面的不平度，增加受力的均匀性；另一方面可使之反复承载时有一定的变形能力，可适应管道端面在曲线顶进时形成倾斜角度，并能保持管节之间的开口度。

在曲线段施工时，松开需要张开的一侧的限位螺栓6,在承口端和插口端的拆卸式固定板之间安装千斤顶12，千斤顶的一端顶在承口端的拆卸式固定板上，另一端通过装配式传力顶板的圆孔顶在插口端的拆卸式固定板上，利用千斤顶施加不均匀顶力，按张开角度计算千斤顶顶程，并在装配式传力顶板7和拆卸式固定板5端面之间增加木垫片厚度，并用限位螺栓固定，形成传力刚体，进行曲线顶管。还可根据测量结果，改变千斤顶位置，进行角度调整。顶进时管节连接如图3所示。

曲线顶管应事先根据曲线的弧长、曲率半径确定管节数量、管节长度和每节张开角度值。

曲线顶管完成后，为保证过流断面，将拆卸式固定板5、装配式传力顶板7、限位螺栓6、木垫片8拆除，并在插口端部和承口端部之间的空隙间（及插口端部和承口的环形加劲板之间的空隙）内贴钢板12，进行焊接，连接成刚性连接。由于管道内壁进行焊接，焊接处钢管外侧温度较高，需事先采用耐高温的外防腐涂层对焊缝影响范围做特别处理。焊接完成后，利用注浆孔，往外注入厚浆型防腐涂料13，将节头副之间的间隙填实，保护管道。顶进完成后管节的连接如图4所示。所述厚浆型防腐涂料采用现有涂料，在此不再赘述。

综上所述，本发明是针对钢管曲线顶管的需要而开发的，具有构造简单，布置紧凑，施工方便，结构坚固的特点。为钢管在曲线顶管领域的应用铺平了道路，也可作用钢顶管的中继间。

Claims (1)

1.一种装配式曲线钢顶管节头的顶进方法，包括以下步骤：A、承口端和插口端的纵向加劲内贴板分别安装拆卸式固定板，对管后，两节钢管管节相对应插口端和承口端的拆卸式固定板之间安装装配式传力顶板，并通过限位螺栓连接，装配式传力顶板与插口端的拆卸式固定板之间设置有木垫片；B、顶进时两节管道管节之间依靠装配式传力顶板和拆卸式固定板向节头副传递管节间顶力；C、在曲线段施工时，利用千斤顶在管道需张角的一侧施加顶力，再通过限位螺栓固定，形成曲线；D、曲线顶管完成后，拆除千斤顶、装配式传力顶板和拆卸式固定板，并将插口端部和承口端部之间的空隙内贴钢板进行焊接，连接成刚性连接；E、利用预留的注浆孔向外压力挤出厚浆型液体防腐涂料，将节头副之间的空隙填实，形成防腐屏障。