CN110486531A - 一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，通过先用顶管设备将管道压入土层，直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离不大于100m时，把顶管设备更换为夯管设备，利用夯管设备将管道夯进土层，直至管道铺设完毕。当应用本发明的方法将管道铺设至河流或大海时，由于将管道压进河床底部时使用夯管设备夯进，不需要设置接收坑及降水设施，减少施工成本，降低施工难度，提高施工效率。

Description

一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法

技术领域

本发明涉及地下管道安装领域，特别涉及一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法。

背景技术

现有的管道埋设施工技术通常有明挖基坑直接埋设管道的方法和非开挖施工方法，非开挖方法常用的施工方法包括顶管施工及夯管施工方法，能通过顶管设备或夯管设备把管道压入土层中，不需要开挖地面，在现代城市管道施工中广泛应用。但是顶管施工及夯管施工方法在特定的应用场合具有明显缺点，例如当需要把管道铺设至河流或海边时，若采用顶管施工方法，保证顶管机的机头顺利出土，需要在水流的取水头部位置设置接收坑。否则顶管机械头一旦出土就会被江水或海水浸泡，顶管机械头会损毁。设置接收坑需要采取打钢板桩围堰或填土筑岛围堰等措施，施工费用高。并且在水位较深的情况下，接收坑施工的排水、降水工作有很大难度，施工成本高，效率低。并且顶管施工中若采用人工挖出顶进时，当顶管顶进到河床下方，在水力作用下，顶管施工会遇到流砂，容易塌方，无法保证施工人员的安全。而夯管施工属于非控向铺管施工，受管道长度、直径、地层情况影响大，铺管精度难以保证，并且受夯管锤的夯击力、管道管壁强度的制约，钢管夯管的长度不宜太大。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，能够降低施工难度，提高施工效率。

本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，包括：

步骤1、按照设计要求设置工作坑；

步骤2、在顶管施工区域间隔设置降水井，利用所述降水井将地下水水位降低；

步骤3、工作坑内安装顶管设备及导轨，将管道放置在导轨上，在管道前端开挖一个深30～50厘米，断面形状与管道相同的坑道，然后用千斤顶将管道顶进，一节管顶进后，再安放下一节管道，做好管口连接工作之后继续顶进，直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离不大于100m；

步骤4、拆除所述顶管设备，安装夯管设备，将管道放在导轨上并做好连接工作，利用夯管锤将管道夯进土层，至管道铺设完毕；

步骤5、拆除管靴，然后用钢板堵头封堵管道前端管口，并将管口封堵密实；

步骤6、施工人员进入管道内，将管道内的土体清理运出；

步骤7、施工完成后，在钢管内注满水，使管道堵头内外侧水压平衡，然后拆除钢板堵头通水。

有益效果：本发明通过先用顶管设备将管道压入土层，直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离不大于100m时，把顶管设备更换为夯管设备，利用夯管设备将管道夯进土层，直至管道铺设完毕。当应用本发明的方法将管道铺设至河流或大海时，由于将管道压进河床底部时使用夯管设备夯进，不需要设置接收坑及降水设施，降低施工难度，提高施工效率；与机械大开挖埋管方法相比，省去了基坑开挖、回填、基坑支护、降排水等施工措施项目，提高施工效率，降低施工成本。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述工作坑长度净空不小于7.5m，宽度净空不小于5m，所述工作坑内设置钢筋混凝土后座、混凝土底板、钢轨道、排水沟和集水井。工作坑能满足顶管施工和夯管施工的需求。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述降水井设置在管道两侧1米位置，所述降水井直径为150～250mm，中心间距为6-10m。降水井分布合理，利用所述降水井将地下水水位降低，使水位低于管道底部至少50cm。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述步骤3中管口连接时，管口采用坡口对接焊，开口角45～60°，焊缝间隙1～2mm，焊缝加强面高度2～3mm，钝边高度2～4mm。焊接强度高。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述步骤3所述顶管设备将管道顶进时，将顶管中线和水准点引入工作坑内，控制导轨、顶管机安装位置和顶进方向及高程，当发现管位偏差达到允许最大偏差值时进行校正。避免管道顶进过程出现偏差。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述步骤4中所述夯管设备将第一节夯管用的管道夯进土层时，在管道夯进30～50cm后，停止夯进并对管道位置和方向进行校准，此后每夯进2～3m后均对管道位置和方向进行校准。避免管道夯进过程出现偏差。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述步骤4中所述夯管设备将管道夯进土层时，夯管设备的冲击力小于11600kN，夯进速度为2～5m/h。确保管道不被破坏。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述步骤4中所述夯管设备将管道夯进土层时，使管顶覆土厚度不小于1倍径。保证管底与和管顶的受力平衡。

根据本发明提供一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，所述步骤6施工人员进入管道内前，先确认管道通风、照明情况是否良好。确保施工人员的安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例中管道施工方法的流程图；

图2为本发明实施例中管道施工方法的立体施工示意图；

图3为本发明实施例中管道施工方法的平面施工示意图。

其中1-工作坑，2-降水井，3-管道路径。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，而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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1至图3，一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，尤其适用于将管道3铺设至河流或大海时，包括以下步骤。

步骤1、工作坑1施工：按照设计要求设置工作坑1，在工作坑1打设钢筋混凝土灌注桩和水泥搅拌桩，满足基坑支护和止水的需要。工作坑1长度净空不小于7.5m，宽度净空不小于5m，同时满足顶管施工和夯管施工的需要。工作坑1内设置钢筋混凝土后座、混凝土底板、钢轨道、排水沟、集水井等相关设施。

步骤2、降水井2施工：在顶管施工区域间隔设置降水井2，在管道两侧1米位置，按井中心间距8m设置直径200mm降水井2抽取地下水，利用所述降水井2将地下水水位降低至管底以下不小于50cm处。

步骤3、人工顶管施工：工作坑1内安装顶管设备及导轨，将管道放置在导轨上，在管道前端开挖一个深30～50厘米，断面形状与管道相同的坑道，然后用千斤顶将管道顶进，一节管顶进后，再安放下一节管道，做好管口连接工作之后继续顶进，直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离不大于100m，本实施例中管道路径3总长150m，顶管施工铺设管道78m，夯管施工铺设管道47m，因为夯管施工受长度限制，且施工精度不好控制，因此长度不宜过长，因此在不同实施例中直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离为30,m、60m、90m即可停止夯管施工；

步骤4、夯管施工：拆除所述顶管设备，安装夯管设备，将管道放在导轨上并做好连接工作，利用夯管锤将管道夯进土层，至管道铺设完毕；

步骤5、封堵管口：拆除管靴，然后用钢板堵头封堵管道前端管口，并将管口封堵密实；

步骤6、清理管内土体：施工人员进入管道内，将管道内的土体清理运出；

步骤7、拆除堵头通水：施工完成后，在钢管内注满水，使管道堵头内外侧水压平衡，然后拆除钢板堵头通水。

本发明通过先用顶管设备将管道压入土层，直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离不大于100m时，把顶管设备更换为夯管设备，利用夯管设备将管道夯进土层，直至管道铺设完毕。当应用本发明的方法将管道铺设至河流或大海时，采用人工顶管和夯管施工结合的方式，通过人工顶管施工解决夯管施工距离短、控制精度差问题，通过夯管施工解决人工顶管无法设置接收坑、降水施工困难问题。与机械大开挖埋管方法相比，效率提高很多，有效缩短了工期，省去了基坑开挖、回填、基坑支护、降排水等施工措施项目，节省了大量施工措施费用。

进一步，所述步骤3中管口连接时，管口采用坡口对接焊，开口角45～60°，焊缝间隙1～2mm，焊缝加强面高度2～3mm，钝边高度2～4mm。焊接强度高。焊接前清除焊接表面上的铁锈、油垢、防腐漆等杂质，保持干燥。管口焊接后做好焊缝的防腐工作。

进一步，所述步骤3所述顶管设备将管道顶进时，将顶管中线和水准点引入工作坑1内，控制导轨、顶管机安装位置和顶进方向及高程，当发现管位偏差达到允许最大偏差值时进行校正。顶进时每顶一定距离测量一次，第一节管道测量间距应缩短。校正时，每顶进一镐即测量一次。顶进过程中发现管位偏差接近允许最大偏差值时要进行校正，纠偏校正要缓缓进行。避免管道顶进过程出现偏差。

进一步，所述步骤4中所述夯管设备将第一节夯管用的管道夯进土层时，将管道和夯管锤安放在轨道上，用张紧器将夯管锤通过锥套与钢管连为整体。安装完成后，检查钢管的所需的倾角、垂直位置。送风后夯管锤即开始工作。第一节管道锤进时应缓慢开启阀门，控制空气量，采用“轻锤慢进”，防止出现偏心受力问题。钢管夯进30～50cm后，停锤校核钢管位置、方向，无误后再继续轻锤夯进2～3m，再次校核钢管位置、方向。夯进过程中切忌“重锤快进”。为了确保钢管管壁不被破坏，要控制好夯管锤的冲击力和夯进速度。夯管锤的冲击力不宜大于11600kN，夯进速度宜控制在2～5m/h。

进一步，所述步骤4中所述夯管设备将管道夯进土层时，使管顶覆土厚度不小于1倍径。保证管底与和管顶的受力平衡。

进一步，所述步骤6施工人员进入管道内前，先确认管道通风、照明情况是否良好。确保施工人员的安全。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、按照设计要求设置工作坑；

步骤2、在顶管施工区域间隔设置降水井，利用所述降水井将地下水水位降低；

步骤3、工作坑内安装顶管设备及导轨，将管道放置在导轨上，在管道前端开挖一个深30～50厘米，断面形状与管道相同的坑道，然后用千斤顶将管道顶进，一节管顶进后，再安放下一节管道，做好管口连接工作之后继续顶进，直至首节管道的顶端距离管道铺设终点的距离不大于100m；

步骤4、拆除所述顶管设备，安装夯管设备，将管道放在导轨上并做好连接工作，利用夯管锤将管道夯进土层，至管道铺设完毕。

步骤5、拆除管靴，然后用钢板堵头封堵管道前端管口，并将管口封堵密实；

步骤6、清理管道内的土体；

步骤7、施工完成后，在钢管内注满水，使管道堵头内外侧水压平衡，然后拆除钢板堵头通水。

2.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述工作坑长度净空不小于7.5m，宽度净空不小于5m，所述工作坑内设置钢筋混凝土后座、混凝土底板、钢轨道、排水沟和集水井。

3.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述降水井设置在管道两侧1米位置，所述降水井直径为150～250mm，中心间距为6-10m。

4.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述步骤3中管口连接时，管口采用坡口对接焊，开口角45～60°，焊缝间隙1～2mm，焊缝加强面高度2～3mm，钝边高度2～4mm。

5.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述步骤3所述顶管设备将管道顶进时，将顶管中线和水准点引入工作坑内，控制导轨、顶管机安装位置和顶进方向及高程，当发现管位偏差达到允许最大偏差值时进行校正。

6.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述步骤4中所述夯管设备将第一节夯管用的管道夯进土层时，在管道夯进30～50cm后，停止夯进并对管道位置和方向进行校准，此后每夯进2～3m后均对管道位置和方向进行校准。

7.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述步骤4中所述夯管设备将管道夯进土层时，夯管设备的冲击力小于11600kN，夯进速度为2～5m/h。

8.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于：所述步骤4中所述夯管设备将管道夯进土层时，使管顶覆土厚度不小于1倍径。

9.根据权利要求1所述的一种人工顶管与夯管联合的管道施工方法，其特征在于，还包括：

步骤5、拆除管靴，然后用钢板堵头封堵管道前端管口，并将管口封堵密实；

步骤6、清理管道内的土体；

步骤7、在钢管内注满水，平衡管道堵头内外侧水压，然后拆除钢板堵头通水。