CN109854814A - 一种顶管结构及顶管结构周边润滑注浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种顶管结构，由若干普通管节拼接而成；在偶数位置上的普通管节的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口，在三角形开口的外侧壁上固定连接一半圆椎体的注浆装置，半圆椎体的注浆装置轴向面和三角形开口相对且连通，半圆椎体的注浆装置的径向面与其所在的普通管节的外表面形成注浆口，进而形成注浆管节；通过注浆装置可向顶管结构内外圈与土体之间喷射润滑浆液；通过注浆装置可向顶管结构内外圈与土体之间喷射润滑浆液。利用该顶管结构进行周边润滑注浆，顶进施工过程中润滑浆液通过注浆装置喷出至顶管结构内外圈与土体的接触面，施工结束后从内侧将该注浆装置有效封闭，可有效阻止运营期外水压或内水压的渗漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种顶管结构及顶管结构周边润滑注浆的方法，属于土木工程技术领域。
背景技术
顶管法是城市地区修建小型市政隧（管）道的一种常用暗挖工法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走，一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。
顶管机顶进施工过程中，其受到的地层阻力主要来着刀盘正面的端阻力和管节侧面的摩阻力。尤其是长距离顶进施工中，管节侧面摩阻力是地层阻力的主要来源，因此必须向管节周边注入润滑浆液，以减小地层与管节之间的摩擦阻力。但目前常见的润滑注浆结构，或是结构复杂、生产不便；或是后期水密性较差，长期运营过程中可能出现渗漏水可能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种顶管结构及其顶管管节周边润滑注浆方法，在常规钢管节外侧增设若干个半圆椎体的注浆孔，可实现注润滑浆减小底层与管节之间的摩擦阻力，同时能够保证长期运营过程中管节的水密性。
本发明的技术方案如下：
一种顶管结构，由若干普通管节拼接而成；在偶数位置上的普通管节的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口，在所述三角形开口的外侧壁上固定连接一半圆椎体的注浆装置，半圆椎体的注浆装置轴向面和三角形开口相对且连通，半圆椎体的注浆装置的径向面与其所在的普通管节的外表面形成注浆口，进而形成所述注浆管节；通过所述注浆装置可向顶管结构内外圈与土体之间喷射润滑浆液。
进一步的，所述注浆装置包括一弯曲后形成半圆椎体的侧板以及与侧板的弧形侧边焊接且呈半圆形的底板；所述侧板和底板的直线侧边焊接在所述三角形开口上；所述底板的中部开设有一用于插入喷浆嘴的喷浆孔；所述侧板的锥头部分留设一用于连通注浆管的注浆孔。
进一步的，所述注浆装置底部可拆卸连接一封堵板；所述侧板直线底边的两内侧壁分别焊接有两带有凹槽的连接块；注浆完毕后，利用封堵板与连接块插接密封进而密封注浆装置和注浆管节上的开口。
进一步的，所述喷浆嘴包括喷管和焊接在喷管外圈的环形块；所述环形块的外径大于所述喷浆孔的直径。
一种顶管结构周边润滑注浆的方法，具体包括以下步骤：
S1、若干普通管节拼接而成顶管结构，在偶数位置上的普通管节的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口，预留作为注浆装置的安装位置；
S2、将一弯曲后形成半圆椎体的侧板和半圆形的底板焊接形成注浆装置后焊接在所述三角形开口上；
S3、从半圆锥体的注浆装置的内部将喷浆嘴插入底板上的喷浆孔，喷管穿出底板向外延伸，环形块用于固定喷浆嘴的位置；
S4、顶进施工过程中，不断推进顶管结构，同时将注浆管插入侧板的锥头部分的注浆孔中开始注浆，一部分浆液可经由注浆管从喷浆嘴中向外喷出，喷至顶管结构外圈与土体之间的接触面，另一部分润滑浆液可经由注浆管流至顶管结构内圈与顶管结构内部土体的接触面，起到润滑土体的作用；
S6、顶进施工完成后，拔出喷浆嘴和注浆管后，用树脂材料对半圆锥体的注浆装置内部进行填充，填充完毕后将封堵板与连接块插接对注浆装置进行密封，同时密封注浆管节上的三角形开口。
进一步的，所述润滑浆液由膨润土和水搅拌而成，所述膨润土与水的体积比为1:8。
进一步的，所述树脂材料为聚四氟乙烯树脂。
进一步的，所述注浆喷嘴的朝向与顶管结构的顶进方向相反。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明中的顶管结构包括若干交替连接的普通管节和注浆管节，构造简单，生产便利，注浆管节仅需在普通管节外侧增设若干个半圆椎体的注浆装置进行注润滑浆液，起到改良润滑土体的作用，能够大大减小土体与顶管结构内外壁之间的侧摩阻力；顶管结构可以根据地层情况作出不同调整，合理布置注浆管节周边开口和注浆装置的数量，或注浆管节与普通管节的比例。
2、本发明在注浆管节设置有开口和注浆装置，利用顶管结构顶进施工结束后，先用树脂材料填充注浆装置，然后在注浆装置底部固定封堵板进而封堵开口和注浆装置，封堵过程简单，封堵效果可靠，可保证长期运营过程中的水密性，有效阻止运营期外水压的渗漏。
附图说明
图1为本发明中顶管结构的示意图；
图2为本发明中注浆管节的结构示意图；
图3为本发明中注浆装置的结构示意图；
图4为本发明中封堵板的结构示意图；
图5为本发明中注浆装置封堵的示意图。
1、注浆管节；11、三角形开口；2、普通管节；3、注浆装置；31、侧板；32、底板；34、喷浆孔；35、注浆孔；36、连接块；37、凹槽；4、封堵板；41、竖板；42、插接块；5、喷浆嘴；51、喷管；52、环形块；6、注浆管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1至图5，一种顶管结构，由若干普通管节2拼接而成；在偶数位置上的普通管节2的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口11，在所述三角形开口11的外侧壁上固定连接一半圆椎体的注浆装置3，半圆椎体的注浆装置3轴向面和三角形开口11相对且连通，半圆椎体的注浆装置3的径向面与其所在的普通管节2的外表面形成注浆口，进而形成所述注浆管节1，所述注浆管节1长3m，内径2.5m，壁厚30mm，注浆管节1的数量可根据地层情况适当调整；通过所述注浆装置3可向顶管结构内外圈与土体之间喷射润滑浆液。
参见图2和图3，所述注浆装置3包括一弯曲后形成半圆椎体的侧板31以及与侧板31的弧形侧边焊接且呈半圆形的底板32，所述侧板31和底板32均由钢板碾压、削平和抛光而成；；所述侧板31和底板32的直线侧边焊接在所述三角形开口11上；所述底板32的中部开设有一用于插入喷浆嘴5的喷浆孔34；所述侧板31的锥头部分留设一用于连通注浆管6的注浆孔35。
参见图4，所述注浆装置3底部可拆卸连接一封堵板4；所述封堵板4的竖板41的两侧固定有插接块42；所述侧板31直线底边的两内侧壁分别焊接有两带有凹槽37的连接块36；注浆完毕后，利用封堵板4的插接块42与连接块36的凹槽37插接固定进而密封注浆装置3和注浆管节1上的开口11。
参见图5，所述喷浆嘴5包括喷管51和焊接在喷管51外圈的环形块52；所述环形块52的外径大于所述喷浆孔34的直径，因此将喷浆嘴5从注浆装置3内部插入，喷管51可穿出喷浆孔34，环形块52不可穿出喷浆孔34，使得喷浆嘴5固定在喷浆孔34上。
一种顶管结构周边润滑注浆的方法，具体包括以下步骤：
S1、若干普通管节2拼接而成顶管结构，在偶数位置上的普通管节2的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口11，预留作为注浆装置3的安装位置；
S2、将一弯曲后形成半圆椎体的侧板31和半圆形的底板32焊接形成注浆装置3后焊接在所述三角形开口11上；
S3、从半圆锥体的注浆装置3的内部将喷浆嘴5插入底板32上的喷浆孔34，喷管51穿出底板32向外延伸，环形块52用于固定喷浆嘴5的位置；
S4、顶进施工过程中，不断推进顶管结构，同时将注浆管6插入侧板31的锥头部分的注浆孔35中开始注浆，一部分浆液可经由注浆管6从喷浆嘴5中向外喷出，喷至顶管结构外圈与土体之间的接触面，另一部分润滑浆液可经由注浆管6流至顶管结构内圈与顶管结构内部土体的接触面，起到润滑土体的作用；
S6、顶进施工完成后，拔出喷浆嘴5和注浆管6后，用树脂材料对半圆锥体的注浆装置3内部进行填充，填充完毕后将封堵板4与连接块36插接对注浆装置3进行密封，同时密封注浆管节1上的三角形开口11。
进一步的，所述润滑浆液由膨润土和水搅拌而成，所述膨润土与水的体积比为1:8。
进一步的，所述树脂材料为聚四氟乙烯树脂。
进一步的，所述喷浆嘴5的朝向与顶管结构的顶进方向相反。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种顶管结构，其特征在于：由若干普通管节（2）拼接而成，；在偶数位置上的普通管节（2）的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口（11），在所述三角形开口（11）的外侧壁上固定连接一半圆椎体的注浆装置（3），半圆椎体的注浆装置（3）轴向面和三角形开口（11）相对且连通，半圆椎体的注浆装置（3）的径向面与其所在的普通管节（2）的外表面形成注浆口，进而形成所述注浆管节（1）；通过所述注浆装置（3）可向顶管结构内外圈与土体之间喷射润滑浆液。
2.如权利要求1所述的一种顶管结构，其特征在于：所述注浆装置（3）包括一弯曲后形成半圆椎体的侧板（31）以及与侧板（31）的弧形侧边焊接且呈半圆形的底板（32）；所述侧板（31）和底板（32）的直线侧边焊接在所述三角形开口（11）上；所述底板（32）的中部开设有一用于插入喷浆嘴（5）的喷浆孔（34）；所述侧板（31）的锥头部分留设一用于连通注浆管（6）的注浆孔（35）。
3.如权利要求2所述的一种顶管结构，其特征在于：所述注浆装置（3）底部可拆卸连接一封堵板（4）；所述封堵板（4）的竖板（41）的两侧固定有插接块（42）；所述侧板（31）直线底边的两内侧壁分别焊接有两带有凹槽（37）的连接块（36）；注浆完毕后，利用封堵板（4）的插接块（42）与连接块（36）的凹槽（37）插接固定进而密封注浆装置（3）和注浆管节（1）上的开口（11）。
4.如权利要求3所述的一种顶管结构，其特征在于：所述喷浆嘴（5）包括喷管（51）和焊接在喷管（51）外圈的环形块（52）；所述环形块（52）的外径大于所述喷浆孔（34）的直径。
5.一种如权利要求1至4任一所述的顶管结构周边润滑注浆的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、若干普通管节（2）拼接而成顶管结构，在偶数位置上的普通管节（2）的拱顶、拱底和两侧腰处分别开设用于注浆的三角形开口（11），预留作为注浆装置（3）的安装位置；
S2、将一弯曲后形成半圆椎体的侧板（31）和半圆形的底板（32）焊接形成注浆装置（3）后焊接在所述三角形开口（11）上；
S3、从半圆锥体的注浆装置（3）的内部将喷浆嘴（5）插入底板（32）上的喷浆孔（34），喷管（51）穿出底板（32）向外延伸，环形块（52）用于固定喷浆嘴（5）的位置；
S4、顶进施工过程中，不断推进顶管结构，同时将注浆管（6）插入侧板（31）的锥头部分的注浆孔（35）中开始注浆，一部分浆液可经由注浆管（6）从喷浆嘴（5）中向外喷出，喷至顶管结构外圈与土体之间的接触面，另一部分润滑浆液可经由注浆管（6）流至顶管结构内圈与顶管结构内部土体（7）的接触面，起到润滑土体的作用；
S6、顶进施工完成后，拔出喷浆嘴（5）和注浆管（6）后，用树脂材料对半圆锥体的注浆装置（3）内部进行填充，填充完毕后将封堵板（4）与连接块（36）插接对注浆装置（3）进行密封，同时密封注浆管节（1）上的三角形开口（11）。
6.如权利要求5所述的一种顶管结构周边润滑注浆的方法，其特征在于：所述润滑浆液由膨润土和水搅拌而成，所述膨润土与水的体积比为1:8。
7.如权利要求5所述的一种顶管结构周边润滑注浆的方法，其特征在于：所述树脂材料为聚四氟乙烯树脂。
8.如权利要求5所述的一种顶管结构周边润滑注浆的方法，其特征在于：所述喷浆嘴（5）的朝向与顶管结构的顶进方向相反。
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| CN109854814B (zh) | 2024-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 350015 Jinlan Building, 33 Zhaoqiang Road, Mawei District, Fuzhou City, Fujian Province, 2002 (Free Trade Test Zone) Applicant after: Fujian Jianzhong Construction Technology Co.,Ltd. Address before: 350015 Jinlan Building, 33 Zhaoqiang Road, Mawei District, Fuzhou City, Fujian Province, 2002 (Free Trade Test Zone) Applicant before: FUJIAN JIANZHONG CONSTRUCTION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240331 Address after: 350015 Building 24, Jinzhou New Village, Tingjiang Town, Mawei District, Fuzhou City, Fujian Province (within the Free Trade Zone) Applicant after: Fuzhou Tingjia Construction Engineering Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 350015 Jinlan Building, 33 Zhaoqiang Road, Mawei District, Fuzhou City, Fujian Province, 2002 (Free Trade Test Zone) Applicant before: Fujian Jianzhong Construction Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |