CN107524860A - 可实现准确管道穿越的顶管施工方法 - Google Patents

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李军辉
顾林
刘东东
王浩
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Abstract

本发明公开了一种可实现准确管道穿越的顶管施工方法，包括：开挖工作井和接收井；利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中；安装支架；在待顶入的工程管道两端的外表面分别设置一对第一牵引导轮以及一个第二牵引导轮；将工程管道通过滚轮以及一对第一牵引导轮以及第二牵引导轮滑动套入套管内；为了避免管道功能附属材料被破坏，本发明采取外套保护管，保护内管工艺管道防腐层不被破坏。外套管采用顶管方式顶进，内管采用定向穿内技术，解决了带有防腐层或保温层管道不开挖地下管道施工的难题，具有广泛的市场应用前景。

Description

可实现准确管道穿越的顶管施工方法
技术领域
本发明涉及施工领域，尤其涉及一种可保护带有防腐层或者保温层的特殊工程管道的可实现准确穿越的顶管施工方法。
背景技术
目前，由于城市建设和石化等改扩建工程中由于地下给排水或其他工艺管道施工较多，常规施工方法影响正在使用的道路、临近的建筑或者其他构筑物，因而不少项目采用了一种新型施工方法——地下顶管工艺非开挖工程技术进行施工，尤其是市政生活给排水、热力管道采用地下顶管施工方式较多，但其中对于带有防腐层的工艺管道保护性穿越道路、铁路、建构筑物施工却寥寥无几，且很难实现采取顶管方式实现工程管道安装。由于管道特殊工艺要求，带有防腐层或者保温层需，不能采取直接顶管方式进行施工，又不能进行明沟开挖施工的地下管道。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种可实现准确管道穿越的顶管施工方法，包括：
1)开挖工作井和接收井；
2)根据待顶入的工程管道的直径选择相对应的套管；
3)利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中；
4)根据管道的标高在工作井内竖直安装支架，所述支架顶部连接滚轮，用以架设待顶入的工程管道；
5)在待顶入的工程管道两端的外表面分别设置一对第一牵引导轮以及一个第二牵引导轮；其中一对第一牵引导轮沿着所述工程管道径向对称分布，均与工程管道的竖直对称平面成45°角度；第二牵引导轮位于所述工程管道顶部；
6)将工程管道通过滚轮以及一对第一牵引导轮以及第二牵引导轮滑动套入套管内，其中，在工程管道进入套管之前，先在套管内底部铺设一层中粗砂层，使得该中粗砂层位于待套入的工程管道的一对第一牵引导轮之间；
其中，所述顶进设备包括：
导入筒体，其为横向设置且内中空的圆柱状结构；所述导入筒体的直径与所述套管的直径配合，使得套管可套入所述导入筒体内；所述导入筒体一端垂直连接一端板；所述端板远离所述导入筒体的一侧与多个液压千斤顶连接；
钻孔结构，其包括横向穿过所述端板进入所述导入筒体内部的钻棒，以及垂直活动套设于所述钻棒外部的圆盘状结构，所述圆盘状结构表面沿所述钻棒长度方向平行设置多个圆柱状的刀体，该圆柱状的刀体的前端呈圆锥状结构；所述钻棒位于所述圆盘状结构右侧的部分的长度略长于所述刀体的长度；所述钻棒前端沿其径向方向向外延伸形成多个彼此间隔的刀刃；所述钻棒表面沿其长度方向向外突出形成多个间隔设置的螺旋状的长条状凸起，该长条状凸起的横截面呈三角锥状。
优选的是，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，在工程管道进入套管之前，先将工程管道两端端面贴附一钢质挡板。
优选的是，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，还包括：
供氧管道，其由柔性材料制成，穿过所述端板进入所述导入管体内，且所述供养管道的长度长于所述导入管体的长度。
优选的是，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，所述圆柱状的刀体的沿其圆周方向表面向外凸起形成多个圆弧状突起。
优选的是，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，所述导入管体的长度小于待顶入的套管的长度。
优选的是，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，所述钻棒与转动电机连接，带动所述钻棒的转动。
优选的是，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，所述步骤3)中，利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中的过程中，采用人工挖土方，并利用轨道将所挖土方运送出套管，具体为：在套管底部临时架设一对彼此间隔平行的轨道，人工将挖好土方装车，然后将装土车架设在轨道上，位于工作井的其它工作人员利用绳索将装土车通过轨道拉出套管外。
本发明至少包括以下有益效果：为了避免管道功能附属材料被破坏，在施工中我们总结出一种有效的施工方式，采取外套保护管，保护内管工艺管道防腐层不被破坏。外套管采用顶管方式顶进，内管采用定向穿内技术”，解决了带有防腐层或保温层管道不开挖地下管道施工的难题，具有广泛的市场应用前景。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的顶进设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种可实现准确管道穿越的顶管施工方法，包括：
1)开挖工作井和接收井；
2)根据待顶入的工程管道的直径选择相对应的套管；
3)利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中；该过程中，采用人工挖土方，并利用轨道将所挖土方运送出套管，具体为：在套管底部临时架设一对彼此间隔平行的轨道，人工将挖好土方装车，然后将装土车架设在轨道上，位于工作井的其它工作人员利用绳索将装土车通过轨道拉出套管外。
4)根据管道的标高在工作井内竖直安装支架，所述支架顶部连接滚轮，用以架设待顶入的工程管道；
5)在待顶入的工程管道两端的外表面分别设置一对第一牵引导轮以及一个第二牵引导轮；其中一对第一牵引导轮沿着所述工程管道径向对称分布，均与工程管道的竖直对称平面成45°角度；第二牵引导轮位于所述工程管道顶部；
6)将工程管道通过滚轮以及工程管道两端的一对第一牵引导轮以及第二牵引导轮滑动套入套管内，其中，在工程管道进入套管之前，先在套管内底部铺设一层中粗砂层，使得该中粗砂层位于待套入的工程管道的一对第一牵引导轮之间；
在施工中，首先根据套管的直径大于待顶入的工程管道的直径的原则，选择相对应的套管，利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中，然后利用在工程管道两端外部分别设置一对第一牵引导轮以及一个第二牵引导轮，相比较直接将工程管道伸入并利用牵引力进行拖行，这样不仅节省人力和资源，而且可以将工程管道平稳且准确的穿行在套管内；
如图1所示，所述顶进设备包括：
导入筒体1，其为横向设置且内中空的圆柱状结构；所述导入筒体1的直径与所述套管的直径配合，使得套管可套入所述导入筒体1内；所述导入筒体1一端垂直连接一端板2；所述端板2远离所述导入筒体1的一侧与多个液压千斤顶3连接；
钻孔结构，其包括横向穿过所述端板2进入所述导入筒体1内部的钻棒410，以及垂直活动套设于所述钻棒410外部的圆盘状结构420，所述圆盘状结构420表面沿所述钻棒410长度方向平行设置多个圆柱状的刀体430，该圆柱状的刀体430的前端呈圆锥状结构；所述钻棒410位于所述圆盘状结构420右侧的部分的长度略长于所述刀体430的长度；所述钻棒410前端沿其径向方向向外延伸形成多个彼此间隔的刀刃；所述钻棒410表面沿其长度方向向外突出形成多个间隔设置的螺旋状的长条状凸起，该长条状凸起的横截面呈三角锥状。
该顶进设备中在实用中，首先利用液压千斤顶3推动钻棒410向土壤中前行，而且在钻棒410钻松土壤的时候，在转动电机的带动下，刀体430高速旋转，可以进一步将钻棒周围的土壤进行松土处理，从而有利于钻棒的进一步前行钻孔，大大提高钻孔效率；而且这里的钻棒410位于所述圆盘状结构420右侧的部分的长度略长于所述刀体430的长度，可以有效保护刀体430，避免其损害，但是只是略长于，也不会影响刀体430作用的发挥。
另一种实施方案中，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，在工程管道进入套管之前，先将工程管道两端端面贴附一钢质挡板；避免其工程管道内混入土壤，影响其后期施工。
另一种实施方案中，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，还包括：
供氧管道，其由柔性材料制成，穿过所述端板2进入所述导入管体1内，且所述供养管道的长度长于所述导入管体的长度；避免进入套管内挖土运土的工作人员缺氧，保护其人身安全。
另一种实施方案中，所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，所述圆柱状的刀体430的沿其圆周方向表面向外凸起形成多个圆弧状突起，进一步提高刀体的旋转切割能力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，包括：
1)开挖工作井和接收井；
2)根据待顶入的工程管道的直径选择相对应的套管；
3)利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中；
4)根据管道的标高在工作井内竖直安装支架，所述支架顶部连接滚轮，用以架设待顶入的工程管道；
5)在待顶入的工程管道两端的外表面分别设置一对第一牵引导轮以及一个第二牵引导轮；其中一对第一牵引导轮沿着所述工程管道径向对称分布，均与工程管道的竖直对称平面成45°角度；第二牵引导轮位于所述工程管道顶部；
6)将工程管道通过滚轮以及一对第一牵引导轮以及第二牵引导轮滑动套入套管内，其中，在工程管道进入套管之前，先在套管内底部铺设一层中粗砂层，使得该中粗砂层位于待套入的工程管道的一对第一牵引导轮之间；
其中，所述顶进设备包括：
导入筒体，其为横向设置且内中空的圆柱状结构；所述导入筒体的直径与所述套管的直径配合，使得套管可套入所述导入筒体内；所述导入筒体一端垂直连接一端板；所述端板远离所述导入筒体的一侧与多个液压千斤顶连接；
钻孔结构，其包括横向穿过所述端板进入所述导入筒体内部的钻棒，以及垂直活动套设于所述钻棒外部的圆盘状结构，所述圆盘状结构表面沿所述钻棒长度方向平行设置多个圆柱状的刀体，该圆柱状的刀体的前端呈圆锥状结构；所述钻棒位于所述圆盘状结构右侧的部分的长度略长于所述刀体的长度；所述钻棒前端沿其径向方向向外延伸形成多个彼此间隔的刀刃；所述钻棒表面沿其长度方向向外突出形成多个间隔设置的螺旋状的长条状凸起，该长条状凸起的横截面呈三角锥状。
2.如权利要求1所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，在工程管道进入套管之前，先将工程管道两端端面贴附一钢质挡板。
3.如权利要求1所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，还包括：
供氧管道，其由柔性材料制成，穿过所述端板进入所述导入管体内，且所述供养管道的长度长于所述导入管体的长度。
4.如权利要求1所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，所述圆柱状的刀体的沿其圆周方向表面向外凸起形成多个圆弧状突起。
5.如权利要求1所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，所述导入管体的长度小于待顶入的套管的长度。
6.如权利要求1所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，所述钻棒与转动电机连接，带动所述钻棒的转动。
7.如权利要求1所述的可实现准确管道穿越的顶管施工方法，其特征在于，所述步骤3)中，利用顶进设备进行顶进操作，直至所有套管顶进土壤中的过程中，采用人工挖土方，并利用轨道将所挖土方运送出套管，具体为：在套管底部临时架设一对彼此间隔平行的轨道，人工将挖好土方装车，然后将装土车架设在轨道上，位于工作井的其它工作人员利用绳索将装土车通过轨道拉出套管外。
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