CN110159836A - 一种小口径管道顶进施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及不开挖管道施工的技术领域，尤其是涉及一种小口径管道顶进施工方法。一种小口径管道顶进施工方法，包括：步骤一、开挖工作井、接收井；步骤二、浇筑混凝土后支撑墙；步骤三、安装起重机；步骤四、安装顶管机；步骤五、安装自动上料机；步骤六、穿尖顶实心杆；步骤七、穿空心管；步骤八、回收尖顶实心杆。通过顶管机来将尖顶实心杆顶入土层内。然后通过自动上料机持续输送空心管进入顶管机，通过顶管机将空心管向前顶进，直至尖顶实心杆从接受井内顶出后，通过起重机回收尖顶实心杆。由于通过自动上料机为顶管机持续送料，大幅度节省了每次安装管件的时间，因此施工效率更高。

Description

一种小口径管道顶进施工方法

技术领域

本发明涉及不开挖管道施工的技术领域，尤其是涉及一种小口径管道顶进施工方法。

背景技术

顶管施工方法即非开挖施工方法，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，将管道按设计的坡度顶入土中。

现有的授权公告号为CN103938703B的发明专利公开了一种顶管施工方法。该顶管施工方法中通过起重机将管道吊入工作井内，吊入工作井内的管道通过顶管机向土层内顶，一节管道完成顶入土层之后，再下第二节管道继续顶进。工具管从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。

上述的现有技术方案存在以下缺陷：每次将一节管道顶入土层后需要再将一节管道吊入工作井内，然后通过再将这一节管道通过顶管机顶进。顶管机在顶完一节管道后，需要等待起重机将管道吊入工作井内与顶管机配合安装，因此施工效率更低。

发明内容

本发明的目的是提供一种小口径管道顶进施工方法，其优势在于施工效率更高。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种小口径管道顶进施工方法，包括：

步骤一、开挖工作井、接收井；

步骤二、浇筑混凝土后支撑墙；

步骤三、安装起重机；

在工作井上方的位置安装起重机；

步骤四、安装顶管机；

通过起重机将顶管机吊入工作井内；

步骤五、安装自动上料机；

通过起重机将自动上料机吊入工作井内；

步骤六、穿尖顶实心杆；

步骤七、穿空心管；

步骤八、回收尖顶实心杆。

通过采用上述技术方案，开挖工作井和接收井后，安装起重机以起吊顶管机和自动上料机进入工作井内，通过顶管机来将尖顶实心杆顶入土层内。然后通过自动上料机持续输送空心管进入顶管机，通过顶管机将空心管向前顶进，直至尖顶实心杆从接受井内顶出后，通过起重机回收尖顶实心杆。由于通过自动上料机为顶管机持续送料，大幅度节省了每次安装管件的时间，因此施工效率更高。

本发明进一步设置为：所述顶管机包括与混凝土后支撑墙抵接的抵板，抵板背向混凝土后支撑墙的一侧安装有两个沿水平方向的顶管油缸，顶管油缸的缸体与抵板固定连接，顶管油缸的活塞杆端部固定连接有沿竖直方向的引导板，引导板的中部开有引导孔，引导板面向抵板一侧位于引导孔左右两边的位置各焊接有一根延伸杆，两根延伸杆远离引导板的一端与推板焊连。

通过采用上述技术方案，通过顶管油缸提供动力将引导板和推板向前推送。引导板上开设的引导孔用于穿过管件，当管件和推板抵接时，推板和引导板配合将管件定位。

本发明进一步设置为：所述引导孔背向抵板一端的端口成型有圆弧形的扩口倒角。

通过采用上述技术方案，通过设置扩口倒角来方便引导管件穿过引导孔。

本发明进一步设置为：所述抵板上位于两个顶管油缸下方的位置各焊接有一根导杆，两根导杆均穿过引导板。

通过采用上述技术方案，设置导杆来起到导向作用，使得顶管机能够沿着精确方向重复顶管。

本发明进一步设置为：所述自动上料机包括水平推送装置和位于水平推送装置上方为水平推送装置送料的送料斗。

通过采用上述技术方案，通过送料斗将管件输送到水平推送装置内，然后通过水平推送装置将管件输送至与顶管机配合的位置被顶管机推送走。

本发明进一步设置为：所述水平推送装置包括机架、设置在机架内的沿水平方向垂直朝向引导板运动方向的推送油缸，所述推送油缸的活塞杆端面固定连接有活动架，所述活动架上设有两块铰接板，两块铰接板之间转动连接有承载件，承载件上设有放置管件的承载槽，铰接板和承载件之间设有带动承载件向远离顶管机方向转动的扭簧，扭簧在带动承载件转动至承载槽朝上的状态时停止。

通过采用上述技术方案，通过机架来安装推送油缸，推送油缸推动活动架向前运动，通过活动架带动承载架运动至与顶管机配合的位置，此时顶管机向前顶管使得管件两端被夹紧固定。管件固定后推送油缸复位，由于承载件是和铰接板铰接在一起的，因此在推送油缸复位过程中承载件会转动，不会阻碍推送油缸复位。承载件脱离管件后在扭簧作用下复位，以便下一次输送管件。

本发明进一步设置为：所述活动架包括垂直设置且与活塞杆固定连接的固定板、连接于固定板的下端向顶管机方向延伸的安装板以及连接于固定板上端向远离顶管机方向延伸的封板，所述封板与承载件的上表面以及送料斗的下侧开口平齐。

通过采用上述技术方案，活动架包括固定板、安装板和封板，固定板用于与推送气缸的活塞杆相连接，安装板用于安装承载架。封板与承载件的上表面平齐，在承载件脱离送料斗下侧开口后通过封板抵住开口，以防止管件从送料斗中脱离。

本发明进一步设置为：所述铰接板位于安装板远离固定板一端的上表面，所述承载件转动至承载槽朝上的状态时，承载件的一侧与固定板贴合。

通过采用上述技术方案，通过将铰接板设置在安装板远离固定板一侧使得承载件可以正常翻转，当承载件被扭簧带动着转动至与固定板贴合的状态时，无法再继续转动。

本发明进一步设置为：所述封板远离顶管机一端的下侧面安装有支撑滚轮，支撑滚轮和机架的水平上表面抵接。

通过采用上述技术方案，设置支撑滚轮来支撑封板远离固定板的一端，防止固定板由于形变下滑而失去阻挡管件的作用。

本发明进一步设置为：所述导杆的侧面开有三个第一安装槽，三个第一安装槽内各安装有一个行程开关，分别为第一行程开关、第二行程开关和第三行程开关；机架的上表面开设有第二安装槽，第二安装槽内嵌设有第四行程开关；步骤七中，当顶管油缸的活塞杆伸出到最大距离后，第三行程开关响应，顶管油缸的活塞杆开始往回收缩；当顶管油缸的活塞杆完全收入顶管油缸的缸体内时，第一行程开关响应，推送油缸的活塞杆伸出，带动活动架向外运动；当推送气缸的活塞杆完全伸出后，活动架上携带的管件与引导孔对齐，此时第四行程开关响应，顶管油缸的活塞杆伸出；顶管油缸的活塞杆伸出到第二行程开关响应的状态时，管件已经穿过引导孔且与推板抵接，第二行程开关响应后推送油缸的活塞杆收入缸体内，顶管油缸继续向前顶管件。

通过采用上述技术方案，实现顶管油缸每完成一次顶管动作后自动上料机完成自动输送管件上料的步骤。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过顶管机来将尖顶实心杆顶入土层内，然后通过自动上料机持续输送空心管进入顶管机，通过顶管机将空心管向前顶进，直至尖顶实心杆从接受井内顶出后，通过起重机回收尖顶实心杆，由于通过自动上料机为顶管机持续送料，大幅度节省了每次安装管件的时间，因此施工效率更高；

2.通过顶管油缸提供动力将引导板和推板向前推送，引导板上开设的引导孔用于穿过管件，当管件和推板抵接时，推板和引导板配合将管件定位。

附图说明

图1是开挖工作井和接收井并安装完设备后的示意图；

图2是顶管机的结构示意图；

图3是顶管机和自动上料机的结构示意图；

图4是自动上料机的结构示意图；

图5是图4中A处的放大图。

附图标记：1、混凝土后支撑墙；2、起重机；3、顶管机；4、抵板；5、顶管油缸；6、引导板；7、引导孔；8、延伸杆；9、推板；10、导杆；11、第一安装槽；12、第一行程开关；13、第二行程开关；14、第三行程开关；15、自动上料机；16、水平推送装置；17、送料斗；18、敞口段；19、导管段；20、机架；21、推送油缸；22、活动架；23、固定板；24、安装板；25、封板；26、支撑滚轮；27、第二安装槽；28、第四行程开关；29、铰接板；30、承载件；31、承载槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种小口径管道顶进施工方法，包括：

步骤一、开挖工作井、接收井；

如图1所示，开挖工作井和接收井，工作井和接收井直径尺寸直径5米圆形砼井，深度16米。

步骤二、浇筑混凝土后支撑墙1；

在工作井背向接收井的一侧搭建两层钢筋间距150mm的钢筋网，在两层钢筋网之间的位置放置一块钢板。浇筑混凝土将两层钢筋网和钢板包覆在内部形成基墙，基墙的正面布置10mm厚的木方层，在木方层的前侧设置有钢板。

步骤三、安装起重机2；

在工作井上方的位置安装起重机2。

步骤四、安装顶管机3；

通过起重机2将顶管机3吊入工作井内。

如图2和图3所示，顶管机3包括与混凝土后支撑墙1抵接的抵板4，抵板4背向混凝土后支撑墙1的一侧安装有两个沿水平方向的顶管油缸5。顶管油缸5的缸体与抵板4固定连接，顶管油缸5的活塞杆端部固定连接有沿竖直方向的引导板6。引导板6的中部开有引导孔7，引导孔7背向抵板4一端的端口成型有圆弧形的扩口倒角，通过扩口倒角方便引导管件穿过引导孔7。引导板6面向抵板4一侧位于引导孔7左右两边的位置各焊接有一根延伸杆8，两根延伸杆8远离引导板6的一端与推板9焊连。

如图2和图3所示，抵板4上位于两个顶管油缸5下方的位置各焊接有一根导杆10，两根导杆10均穿过引导板6，在顶管油缸5推动引导板6运动时起到导向作用。其中一根导杆10的侧面开有三个第一安装槽11，三个第一安装槽11内各安装有一个行程开关，分别为第一行程开关12、第二行程开关13和第三行程开关14。其中第一行程开关12在顶管油缸5的活塞杆完全收入缸体内时，第一行程开关12被引导板6响应；第二行程开关13在顶管油缸5的活塞杆伸出与延伸杆8等长的距离时响应；第三行程开关14在顶管油缸5的活塞杆完全伸出时响应。

步骤五、安装自动上料机15；

通过起重机2将自动上料机15吊入工作井内。

如图4所示，自动上料机15包括水平推送装置16和位于水平推送装置16上方为水平推送装置16送管件的送料斗17。

如图4所示，送料斗17包括上方的敞口段18和连接于敞口段18下方的导管段19，敞口段18上方开口且开口长度大于管件的长度、宽度大于管件直径；导管段19截断面的长度等于管件的长度、宽度等于管件直径。起重机2起吊管件通过敞口段18放入送料斗17内，管件沿着导管段19向下引导输送管件。

如图5所示，水平推送装置16包括机架20、设置在机架20内的沿水平方向的推送油缸21，推送油缸21的活塞杆垂直朝向引导板6的运动方向。推送油缸21的活塞杆端面固定连接有活动架22，活动架22包括垂直设置且与活塞杆固定连接的固定板23、连接于固定板23的下端向顶管机3方向延伸的安装板24以及连接于固定板23上端向远离顶管机3方向延伸的封板25。封板25的上表面和导管段19的下侧开口平齐，封板25远离顶管机3一端的下侧面安装有支撑滚轮26，支撑滚轮26选用万向轮，支撑滚轮26和机架20的水平上表面抵接。机架20的上表面开设有第二安装槽27，第二安装槽27内嵌设有第四行程开关28，第四行程开关28在推送油缸21的活塞杆完全伸出时与支撑滚轮26碰触响应。

如图5所示，安装板24远离固定板23一端的上表面焊接有两块铰接板29，两块铰接板29之间转动连接有一侧与固定板23贴合的承载件30，铰接板29和承载件30之间设有带动承载件30向固定板23方向转动的扭簧。承载件30的上表面与封板25的上表面平齐且在上表面成型有承载槽31，承载槽31的宽度、深度均和管件的直径相等。承载槽31的两端贯穿承载件30，且长度小于管件长度。承载槽31的底部形成与管件直径相等的圆弧面，管件置于承载槽31内时，承载槽31底部与管件相贴合。

当推送油缸21的活塞杆完全伸出时，承载槽31内的管件正对顶管机3的引导孔7。

步骤六、穿尖顶实心杆；

人工将一端尖、一端平的尖顶实心杆安装在引导孔7内，平面端与抵板4抵接。顶管油缸5的活塞杆伸出以带动尖顶实心杆插入土层内。

步骤七、穿空心管；

当顶管油缸5的活塞杆伸出到最大距离后，第三行程开关14响应，顶管油缸5的活塞杆开始往回收缩。当顶管油缸5的活塞杆完全收入顶管油缸5的缸体内时，第一行程开关12响应，推送油缸21的活塞杆伸出，带动活动架22向外运动。当推送气缸的活塞杆完全伸出后，活动架22上携带的管件与引导孔7对齐，此时第四行程开关28响应，顶管油缸5的活塞杆伸出。顶管油缸5的活塞杆伸出到第二行程开关13响应的状态时，管件已经穿过引导孔7且与推板9抵接，第二行程开关13响应后推送油缸21的活塞杆收入缸体内，顶管油缸5继续向前顶管件。

步骤八、回收尖顶实心杆；

不断重复步骤七直至尖顶实心杆从接收井中穿出，通过起重机2将尖顶实心杆吊出回收。本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小口径管道顶进施工方法，其特征是，包括：

步骤一、开挖工作井、接收井；

步骤二、浇筑混凝土后支撑墙(1)；

步骤三、安装起重机(2)；

在工作井上方的位置安装起重机(2)；

步骤四、安装顶管机(3)；

通过起重机(2)将顶管机(3)吊入工作井内；

步骤五、安装自动上料机(15)；

通过起重机(2)将自动上料机(15)吊入工作井内；

步骤六、穿尖顶实心杆；

步骤七、穿空心管；

步骤八、回收尖顶实心杆。

2.根据权利要求1所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述顶管机(3)包括与混凝土后支撑墙(1)抵接的抵板(4)，抵板(4)背向混凝土后支撑墙(1)的一侧安装有两个沿水平方向的顶管油缸(5)，顶管油缸(5)的缸体与抵板(4)固定连接，顶管油缸(5)的活塞杆端部固定连接有沿竖直方向的引导板(6)，引导板(6)的中部开有引导孔(7)，引导板(6)面向抵板(4)一侧位于引导孔(7)左右两边的位置各焊接有一根延伸杆(8)，两根延伸杆(8)远离引导板(6)的一端与推板(9)焊连。

3.根据权利要求2所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述引导孔(7)背向抵板(4)一端的端口成型有圆弧形的扩口倒角。

4.根据权利要求3所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述抵板(4)上位于两个顶管油缸(5)下方的位置各焊接有一根导杆(10)，两根导杆(10)均穿过引导板(6)。

5.根据权利要求4所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述自动上料机(15)包括水平推送装置(16)和位于水平推送装置(16)上方为水平推送装置(16)送料的送料斗(17)。

6.根据权利要求5所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述水平推送装置(16)包括机架(20)、设置在机架(20)内的沿水平方向垂直朝向引导板(6)运动方向的推送油缸(21)，所述推送油缸(21)的活塞杆端面固定连接有活动架(22)，所述活动架(22)上设有两块铰接板(29)，两块铰接板(29)之间转动连接有承载件(30)，承载件(30)上设有放置管件的承载槽(31)，铰接板(29)和承载件(30)之间设有带动承载件(30)向远离顶管机(3)方向转动的扭簧，扭簧在带动承载件(30)转动至承载槽(31)朝上的状态时停止。

7.根据权利要求6所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述活动架(22)包括垂直设置且与活塞杆固定连接的固定板(23)、连接于固定板(23)的下端向顶管机(3)方向延伸的安装板(24)以及连接于固定板(23)上端向远离顶管机(3)方向延伸的封板(25)，所述封板(25)与承载件(30)的上表面以及送料斗(17)的下侧开口平齐。

8.根据权利要求7所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述铰接板(29)位于安装板(24)远离固定板(23)一端的上表面，所述承载件(30)转动至承载槽(31)朝上的状态时，承载件(30)的一侧与固定板(23)贴合。

9.根据权利要求8所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述封板(25)远离顶管机(3)一端的下侧面安装有支撑滚轮(26)，支撑滚轮(26)和机架(20)的水平上表面抵接。

10.根据权利要求9所述的小口径管道顶进施工方法，其特征是，所述导杆(10)的侧面开有三个第一安装槽(11)，三个第一安装槽(11)内各安装有一个行程开关，分别为第一行程开关(12)、第二行程开关(13)和第三行程开关(14)；机架(20)的上表面开设有第二安装槽(27)，第二安装槽(27)内嵌设有第四行程开关(28)；步骤七中，当顶管油缸(5)的活塞杆伸出到最大距离后，第三行程开关(14)响应，顶管油缸(5)的活塞杆开始往回收缩；当顶管油缸(5)的活塞杆完全收入顶管油缸(5)的缸体内时，第一行程开关(12)响应，推送油缸(21)的活塞杆伸出，带动活动架(22)向外运动；当推送气缸的活塞杆完全伸出后，活动架(22)上携带的管件与引导孔(7)对齐，此时第四行程开关(28)响应，顶管油缸(5)的活塞杆伸出；顶管油缸(5)的活塞杆伸出到第二行程开关(13)响应的状态时，管件已经穿过引导孔(7)且与推板(9)抵接，第二行程开关(13)响应后推送油缸(21)的活塞杆收入缸体内，顶管油缸(5)继续向前顶管件。