CN110296272A - 顶管机头遇障取出方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种顶管机头遇障取出方法，属于地下空间开发施工技术领域，包括以下步骤：步骤一、确定障碍物的位置：测量原始管道从基坑到障碍物的距离，接着再确定好原始管道的轴线方向，在地面按照原始管道的轴线方向以及所测定好的距离定好地面位置并标记；步骤二、确定竖直高度：测量出原始管道的轴心与地面的竖直高度距离；步骤三、实施钻孔：在标记的位置临时搭建小范围施工区域，通过钻杆钻机在标记处竖直往下钻孔；步骤四、多孔破碎障碍物：在标记处的不同位置通过钻杆钻机多次钻孔，使得障碍物在受到多个钻杆钻机的钻击下本身产生碎裂，强度变弱；步骤五、顶管机头重新工作。本发明具有占用路面的空间较小从而对交通的影响较小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及地下空间开发施工技术领域，尤其涉及一种顶管机头遇障取出方法。
背景技术
顶管法是指，隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，在与施工路段的两端分别开挖一个基坑，然后在基坑内设置传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中并朝着另外一个基坑开压，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，管子便会从另外一个基坑的侧壁顶出，此时作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。
在顶管施工的过程中，一般会在第一节管道的正面设置刨挖泥土的机头，以此加快挖土效率，但在遇到土层内有硬质障碍物时，机头无法钻开，此时只能在障碍物顶部的地面上重新开挖第三个基坑，直到挖到障碍物处，将障碍物破碎掉后再重新填埋第三个基坑。
但上述清障方法有一点不足之处在于，重新挖基坑不仅十分费时费力，而且基坑的占用空间大，如果路面为交通要道，基坑的开挖会对交通的影响较大。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种顶管机头遇障取出方法，具有占用路面的空间较小从而对交通的影响较小的优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种顶管机头遇障取出方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定障碍物的位置：测量原始管道从基坑到障碍物的距离，接着再确定好原始管道的轴线方向，在地面按照原始管道的轴线方向以及所测定好的距离定好地面位置并标记，此时定下来的位置便位于障碍物的正上方；
步骤二、确定竖直高度：测量出原始管道的轴心与地面的竖直高度距离；
步骤三、实施钻孔：在标记的位置临时搭建小范围施工区域，通过钻杆钻机在标记处竖直往下钻孔，接触到障碍物后继续向下钻，直到钻孔的深度大于步骤二中测量出的竖直高度；
步骤四、多孔破碎障碍物：按照步骤三的钻孔方式，在标记处的不同位置通过钻杆钻机多次钻孔，使得障碍物在受到多个钻杆钻机的钻击下本身产生碎裂，强度变弱；
步骤五、顶管机头重新工作：再次启动顶管机头，继续开挖；若顶管机头依旧无法继续挖动，则说明障碍物没有被完全破碎，则继续在标记处通过钻杆钻机对障碍物进行钻孔破碎，直到顶管机头能够继续挖动为止。
实施上述技术方案，直接在地面上通过钻杆钻机进行钻孔，此时人工操作钻杆钻机进行钻孔时所占用的地面空间很小，在钻孔处设置一个防护围栏，让交通要道上的来往车辆看到即可，此时来往车辆也能够正常行驶，因为不会像挖基坑一样将整个道路占用，并且通过钻杆钻机进行破碎障碍物的话，直接进行作业即可，大大降低了工人的劳动强度以及节省了许多时间。
进一步，在步骤一中，在地面测定位于障碍物正上方的标记位置时，通过红外线测距仪来进行测量，在地面还有反射红外线测距仪射出的红外线的反射挡板。
实施上述技术方案，首先通过红外线测距仪向原始管道内射出一道红外线光线，直接射到原始管道停止作业的端壁上，也就是障碍物处，此时记录下红外线测距仪距离障碍物处的距离，然后再在地面上以之前相同的射线方向射出红外线光线，人工手持反射挡板往后退，但要保持射出的红外线光线会一直处于反射挡板上，如果红外线光线射出的距离等于之前记录的距离减去现在红外线测距仪所处的位置与之前红外线测距仪所处的位置之间的水平距离，那么现在反射挡板所处的位置便是障碍物的正上方，此处便可以进行钻孔，相对于人工手动测量位置更为准确。
进一步，在步骤一中，在基坑内设置一根竖直杆，所述竖直杆与原始管道的竖直直径处于同一竖直平面，所述红外线测距仪滑动套设在所述竖直杆上。
实施上述技术方案，竖直杆的设置能够保持红外线测距仪在竖直方向的位置不变，在定位位于障碍物正上方的地面位置时，能够更加方便。
进一步，所述红外线测距仪上设置有与所述竖直杆滑动套接的滑动套环，所述竖直杆上沿着竖直方向开设有滑槽，所述滑动套环的内壁上设置有在所述滑槽内滑动的止转块。
实施上述技术方案，滑动套环带着红外线测距仪在竖直方向上滑动时，止转块与滑槽的设置能够保证红外线测距仪在竖直方向上移动时射出点不会发生偏移，从而达到在竖直方向上定位射出方向的效果。
进一步，所述竖直杆的顶部设置有用于驱动红外线测距仪在竖直方向上移动的驱动组件。
实施上述技术方案，驱动组件能够直接对红外线测距仪进行驱动，不需要人工手动驱动，更加简便。
进一步，所述驱动组件包括设置在竖直杆顶部的伺服电机，所述伺服电机的输出轴上同轴设置有卷线轮，所述卷线轮上绕设有尼龙绳，所述尼龙绳的端部与红外线测距仪连接。
实施上述技术方案，启动伺服电机，让卷线轮上的尼龙绳开始收卷，便会提着红外线测距仪竖直往上移动；若让卷线轮上的尼龙绳开始放出，便会让红外线测距仪在竖直方向上往下移动，从而达到驱动红外线测距仪在竖直方向上移动较为方便的效果。
进一步，所述尼龙绳的端部设置有卡扣，所述红外线测距仪与滑动套环之间通过连接杆连接，所述连接杆上设置有与所述卡扣相扣接的卡环。
实施上述技术方案，通过卡扣与卡环的设置，能够方便地将尼龙绳与连接杆连接，并且连接也较为稳固。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
一、直接在地面上通过钻杆钻机进行钻孔，此时人工操作钻杆钻机进行钻孔时所占用的地面空间很小，在钻孔处设置一个防护围栏，让交通要道上的来往车辆看到即可，此时来往车辆也能够正常行驶，因为不会像挖基坑一样将整个道路占用，并且通过钻杆钻机进行破碎障碍物的话，直接进行作业即可，大大降低了工人的劳动强度以及节省了许多时间;
二、首先通过红外线测距仪向原始管道内射出一道红外线光线，直接射到原始管道停止作业的端壁上，也就是障碍物处，此时记录下红外线测距仪距离障碍物处的距离，然后再在地面上以之前相同的射线方向射出红外线光线，人工手持反射挡板往后退，但要保持射出的红外线光线会一直处于反射挡板上，如果红外线光线射出的距离等于之前记录的距离减去现在红外线测距仪所处的位置与之前红外线测距仪所处的位置之间的水平距离，那么现在反射挡板所处的位置便是障碍物的正上方，此处便可以进行钻孔，相对于人工手动测量位置更为准确。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图；
图2是本发明实施例的施工示意图；
图3是本发明实施例的用于展示竖直杆与红外线测距仪的连接关系的结构示意图；
图4是图3中的A部放大图。
附图标记：1、障碍物；2、原始管道；21、顶管机头；3、基坑；4、反射挡板；5、红外线测距仪；51、滑动套环；511、止转块；6、竖直杆；61、滑槽；7、伺服电机；71、卷线轮；72、尼龙绳；73、卡扣；8、连接杆；81、卡环。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。
如图1、2所示，一种顶管机头遇障取出方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定障碍物1的位置：测量原始管道2从基坑3到障碍物1的距离，接着再确定好原始管道2的轴线方向，在地面按照原始管道2的轴线方向以及所测定好的距离定好地面位置并标记，此时定下来的位置便位于障碍物1的正上方，在本实施例中，在地面测定位于障碍物1正上方的标记位置时，通过红外线测距仪5来进行测量，在地面还有反射红外线测距仪5射出的红外线的反射挡板4；
步骤二、确定竖直高度：测量出原始管道2的轴心与地面的竖直高度距离；
步骤三、实施钻孔：在标记的位置临时搭建小范围施工区域，通过钻杆钻机在标记处竖直往下钻孔，接触到障碍物1后继续向下钻，直到钻孔的深度大于步骤二中测量出的竖直高度；
步骤四、多孔破碎障碍物1：按照步骤三的钻孔方式，在标记处的不同位置通过钻杆钻机多次钻孔，使得障碍物1在受到多个钻杆钻机的钻击下本身产生碎裂，强度变弱；
步骤五、顶管机头21重新工作：再次启动顶管机头21，继续开挖；若顶管机头21依旧无法继续挖动，则说明障碍物1没有被完全破碎，则继续在标记处通过钻杆钻机对障碍物1进行钻孔破碎，直到顶管机头21能够继续挖动为止。
如图2、3所示，在基坑3内设置一根竖直杆6，竖直杆6与原始管道2的竖直直径处于同一竖直平面，红外线测距仪5滑动套设在竖直杆6上，即红外线测距仪5上设置有与竖直杆6滑动套接的滑动套环51，竖直杆6上沿着竖直方向开设有滑槽61，滑动套环51的内壁上设置有在滑槽61内滑动的止转块511。
竖直杆6的设置能够保持红外线测距仪5在竖直方向的位置不变，在定位位于障碍物1正上方的地面位置时，能够更加方便，而滑动套环51带着红外线测距仪5在竖直方向上滑动时，止转块511与滑槽61的设置能够保证红外线测距仪5在竖直方向上移动时射出点不会发生偏移，从而达到在竖直方向上定位射出方向的效果。
如图3、4所示，竖直杆6的顶部设置有驱动组件，驱动组件用于驱动红外线测距仪5在竖直方向上进行移动，驱动组件为设置在竖直杆6顶部的伺服电机7，伺服电机7的输出轴上同轴设置有卷线轮71，卷线轮71上绕设有尼龙绳72，尼龙绳72的端部与红外线测距仪5连接。
启动伺服电机7，让卷线轮71上的尼龙绳72开始收卷，便会提着红外线测距仪5竖直往上移动；若让卷线轮71上的尼龙绳72开始放出，便会让红外线测距仪5在竖直方向上往下移动，从而达到驱动红外线测距仪5在竖直方向上移动较为方便的效果。
如图3、4所示，尼龙绳72的端部设置有卡扣73，红外线测距仪5与滑动套环51之间通过连接杆8连接，连接杆8上设置有与卡扣73相扣接的卡环81，通过卡扣73与卡环81的设置，能够方便地将尼龙绳72与连接杆8连接，并且连接也较为稳固。
具体工作过程：首先通过红外线测距仪5向原始管道2内射出一道红外线光线，直接射到原始管道2停止作业的端壁上，也就是障碍物1处，此时记录下红外线测距仪5距离障碍物1处的距离，然后启动伺服电机7，让红外线测距仪5竖直往上移动，移动到地面以上后，人工将反射挡板4拿住并往远离红外线测距仪5的方向移动，但要保持红外线测距仪5射出的红外光线一直处于反射挡板4上，直到红外线测距仪5到反射挡板4上的距离等于之前红外测距仪到原始管道2端壁的距离后，将挡板放下，标记此时的位置，此时的位置便是障碍物1的正上方。
Claims (7)
1.一种顶管机头遇障取出方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定障碍物(1)的位置：测量原始管道(2)从基坑(3)到障碍物(1)的距离，接着再确定好原始管道(2)的轴线方向，在地面按照原始管道(2)的轴线方向以及所测定好的距离定好地面位置并标记，此时定下来的位置便位于障碍物(1)的正上方；
步骤二、确定竖直高度：测量出原始管道(2)的轴心与地面的竖直高度距离；
步骤三、实施钻孔：在标记的位置临时搭建小范围施工区域，通过钻杆钻机在标记处竖直往下钻孔，接触到障碍物(1)后继续向下钻，直到钻孔的深度大于步骤二中测量出的竖直高度；
步骤四、多孔破碎障碍物(1)：按照步骤三的钻孔方式，在标记处的不同位置通过钻杆钻机多次钻孔，使得障碍物(1)在受到多个钻杆钻机的钻击下本身产生碎裂，强度变弱；
步骤五、顶管机头(21)重新工作：再次启动顶管机头(21)，继续开挖；若顶管机头(21)依旧无法继续挖动，则说明障碍物(1)没有被完全破碎，则继续在标记处通过钻杆钻机对障碍物(1)进行钻孔破碎，直到顶管机头(21)能够继续挖动为止。
2.根据权利要求1所述的顶管机头遇障取出方法，其特征在于，在步骤一中，在地面测定位于障碍物(1)正上方的标记位置时，通过红外线测距仪(5)来进行测量，在地面还有反射红外线测距仪(5)射出的红外线的反射挡板(4)。
3.根据权利要求2所述的顶管机头遇障取出方法，其特征在于，在步骤一中，在基坑(3)内设置一根竖直杆(6)，所述竖直杆(6)与原始管道(2)的竖直直径处于同一竖直平面，所述红外线测距仪(5)滑动套设在所述竖直杆(6)上。
4.根据权利要求3所述的顶管机头遇障取出方法，其特征在于，所述红外线测距仪(5)上设置有与所述竖直杆(6)滑动套接的滑动套环(51)，所述竖直杆(6)上沿着竖直方向开设有滑槽(61)，所述滑动套环(51)的内壁上设置有在所述滑槽(61)内滑动的止转块(511)。
5.根据权利要求3所述的顶管机头遇障取出方法，其特征在于，所述竖直杆(6)的顶部设置有用于驱动红外线测距仪(5)在竖直方向上移动的驱动组件。
6.根据权利要求5所述的顶管机头遇障取出方法，其特征在于，所述驱动组件包括设置在竖直杆(6)顶部的伺服电机(7)，所述伺服电机(7)的输出轴上同轴设置有卷线轮(71)，所述卷线轮(71)上绕设有尼龙绳(72)，所述尼龙绳(72)的端部与红外线测距仪(5)连接。
7.根据权利要求6所述的顶管机头遇障取出方法，其特征在于，所述尼龙绳(72)的端部设置有卡扣(73)，所述红外线测距仪(5)与滑动套环(51)之间通过连接杆(8)连接，所述连接杆(8)上设置有与所述卡扣(73)相扣接的卡环(81)。
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