CN110715111B - 一种顶管套管施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种顶管套管施工方法，包括：步骤一、开挖工作井和接收井；步骤二、在所述工作井内安装顶进设备；步骤三、使用所述顶进设备顶进套管；步骤四、在所述套管内壁安装滑动轨道；步骤五、将顶管沿所述滑动轨道推入所述套管内。本发明提供的顶管套管施工方法，通过在顶管的外部设置套管，可有效保护套管，提高顶管的使用寿命；顶管通过滑动轨道安装于套管中，与传统顶管套管施工时在套管内浇注混凝土及砂垫层相比，可有效降低材料用量，同时缩短施工工期；使用滑动轨道安装顶管时，可以更准确的控制顶管高程，更加简单、方便、高效，且顶管安装过程中不易受到破坏。

Description

一种顶管套管施工方法

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，更具体地，涉及一种顶管套管施工方法。

背景技术

随着国家对基础设施建设的大力发展，错综的铁路网、城市道路建设加快脚步，新建城市道路管网工程穿越铁路、公路等现象越来越多。管网工程施工时，需进行大范围土方开挖，随着土压力的释放，势必会引起道路结构的变形、位移，当穿越公路、城市都时，土方开挖会引起交通隔断，影响居民出行。目前，城市管网工程施工时，特别是在穿越道路时，为了不影响道路交通，管道一般选择顶管套管施工，顶管套管施工时先顶套管，套管采用二级钢筋混凝土管道，在套管内安装顶管。

传统的顶管套管施工方法，首先将套管施工完毕，使其形成通道，顶管施工过程中需严格控制顶管标高，并需在顶进过程中随时进行检测，如顶进发现偏差需随时进行纠偏。然后在套管中浇筑混凝土，在混凝土砂垫层上填充砂，将顶管沿砂垫层穿入。由于混凝土成型需要一定龄期，采用此种方法施工工期长，施工工艺比较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种顶管套管施工方法，旨在解决现有技术中顶管套管施工时，施工工艺复杂，施工工期长等技术问题。

根据本发明，提供一种顶管套管施工方法，包括：

步骤一、开挖工作井和接收井；

步骤二、在所述工作井内安装顶进设备；

步骤三、使用所述顶进设备顶进套管；

步骤四、在所述套管内壁安装滑动轨道；

步骤五、将顶管沿所述滑动轨道推入所述套管内。

优选地，所述步骤一中，通过路面中桩控制点，计算所述工作井和所述接收井的中心桩坐标，定位所述工作井和所述接收井的位置。

优选地，所述步骤一中，在所述工作井、所述接收井以及管道沿线的一侧布置多个降水井，

其中，所述管道沿线为所述工作井与所述接收井之间的连线。

优选地，所述步骤二中，所述顶进设备安装前，在所述工作井的后侧安装后背墙，所述后背墙包括后背钢板以及设于所述后背钢板与所述工作井的井壁之间的多个道木。

优选地，所述顶进设备包括液压油缸和顶进支架，所述液压油缸的缸筒顶紧在所述后背墙上，所述液压油缸的伸缩杆顶紧在所述顶进支架上。

优选地，所述步骤三中，使用所述顶进设备顶进所述套管时，在所述工作井的底部安装两条导轨，两条所述导轨间隔预设距离平行设置，顶进所述套管时，将所述套管支承在两条所述导轨上，使所述套管沿所述导轨水平方向顶进。

优选地，所述步骤四中，所述滑动轨道的数量为两条，两条所述滑动轨道间隔预设距离平行设置，两条所述滑动轨道的高程相同。

优选地，所述步骤四中，在所述滑动轨道的底部安装弹性阻尼材料层。

优选地，所述滑动轨道包括底座以及设于所述底座上的多个滚轮，所述底座包括用于连接于所述套管内壁上的底板以及与所述底板垂直设置的两个立板，两个所述立板间隔预设距离平行设置，两个所述立板与所述底板之间形成卡槽，多个所述滚轮转动连接于所述卡槽中，多个所述滚轮沿所述底座的长度方向均匀分布。

优选地，所述滑动轨道的高度等于所述套管的半径与所述顶管的半径的差值。

本发明的有益效果：

本发明提供的顶管套管施工方法，通过在顶管的外部设置套管，可有效保护套管，提高顶管的使用寿命；顶管通过滑动轨道安装于套管中，与传统顶管套管施工时在套管内浇注混凝土及砂垫层相比，可有效降低材料用量，同时缩短施工工期；使用滑动轨道安装顶管时，可以更准确的控制顶管高程，更加简单、方便、高效，且顶管安装过程中不易受到破坏。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了根据本发明实施例的顶管套管施工方法的示意图。

图2示出了根据本发明实施例中顶管安装于套管后的横向剖视图。

图3示出了根据本发明实施例的滑动轨道的俯视图。

图中：工作井1、接收井2、后背墙3、后背钢板31、道木32、顶进支架4、护口板41、支撑架42、液压油缸5、导轨6、套管7、顶管8、滑动轨道9、底板91、螺栓孔911、立板92、滚轮93、弹性阻尼材料层10。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本发明提供一种顶管套管施工方法，包括：

步骤一、开挖工作井1和接收井2。

首先在路面上设置中桩控制点，所述中桩控制点为地下管道布置的中心线的控制点，通过所述中桩控制点，计算工作井1以及接收井2的中心桩坐标，精确定位工作井1以及接收井2的位置。

在工作井1、接收井2以及管道沿线的一侧布置多个降水井，其中，管道沿线为工作井1与接收井2之间的连线。多个降水井均匀布置，使用降水井排水来降低地下水位，确保顶管套管施工时工作井1和接收井2内无地下水，确保干槽施工。

工作井1以及接收井2的开挖采用机械开挖与人工开挖结合进行，并在开挖过程中进行支护，做到随挖随支。工作井1的井底以及接收井2的井底开挖环形沟槽，低洼处设置积水坑，保证工作井1以及接收井2内不积存地下水。

步骤二、在工作井1内安装顶进设备。

在顶进设备安装前，在工作井1的后侧安装后背墙3，后背墙3用于支撑顶进设备，后背墙3包括后背钢板31以及设于后背钢板31与工作井1的井壁之间的多个道木32。后背钢板31与工作井1的井壁之间的缝隙处回填碎石或浇注混凝土，提高后背强度。

顶进设备包括液压油缸5和顶进支架4，液压油缸5的缸筒顶紧在后背墙3上，液压油缸5的伸缩杆顶紧在顶进支架4上。液压油缸5设有多个，多个液压油缸5的缸筒可以固定连接在同一底座支架上，将底座支架固定连接在后背墙3上；多个液压油缸5的合理作用点应与套管中心线平行，多个液压油缸5的油路应并联，每台液压油缸5应有进油、回油的控制系统。液压油缸5采用液压动力装置提供液压动力，可在地面上设置液压泵站，液压泵站与液压油缸5之间连通液压软管，液压动力装置图中未示出。顶进支架4采用钢制型材和钢板制成，顶进支架4包括由多个横向支撑杆和多个纵向支撑杆焊接而成的支撑架42，以及焊接于所述支撑架42前端的护口板41，护口板41采用钢板切割制成，护口板41为圆形，中间开设有通孔，护口板41的外径与套管7的外径相同，护口板41可以使液压油缸5的推动力均匀传递。所述支撑架42中纵向支撑杆的着力点位于套管7管径的1/3处，套管7顶进作业时，液压油缸5的位置与所述支撑架42的高度一致。

步骤三、使用顶进设备顶进套管7。

使用顶进设备顶进套管7时，要严格控制套管7的高程。在工作井1的底部安装两条导轨6，两条导轨6间隔预设距离平行设置，两条导轨6的高度应一致，两条导轨6的高度应满足套管7放置于两条导轨6上后，套管7的实际高程与设计高程之差在允许偏差内。顶进套管7时，将套管7支承在两条导轨6上，使套管7沿导轨6水平方向顶进。

套管7顶进时，将首节套管7从地面吊放至工作井1内的两条导轨6上，将顶进支架4的护口板41与首节套管7的管口端对齐，使用液压油缸5支撑在后背墙3和顶进支架4之间，液压动力系统给液压油缸5提供液压动力，使液压油缸5的伸缩杆伸出，将首节套管7沿导轨6方向水平顶进到地下土层中。顶进一节套管7后，使液压油缸5的伸缩杆缩回，吊放下一节套管7，在下一节套管7与首节套管7之间安装好接头，使用液压油缸5将下一节套管7顶进，以此类推，直至完成所有的套管7的顶进工作。清除套管7内土层，使套管7连通工作井1和接收井2。

步骤四、在套管7内壁安装滑动轨道9。

在套管7内壁上安装两条滑动轨道9，两条滑动轨道9间隔预设距离平行设置，两条滑动轨道9的高程相同。

滑动轨道9安装时，在已施工完毕的套管7所形成的通道内壁上作出滑动轨道9安装的高程线。具体地，在工作井1一侧的套管7内壁上和在接收井2一侧的套管7内壁上分别作出两个高程相等的标记点，使用墨斗弹线连接两侧对应的两个标记点，弹出滑动轨道9安装的高程线，两条所述高程线对称设置，两条所述高程线彼此平行且高度相同，两条所述高程线位于所述套管7内壁的下部圆弧面上。沿套管7内壁上的两条高程线安装滑动轨道9。两条滑动轨道9在套管7内壁上间隔预设角度设置，本实施例中，两条滑动轨道沿套管7的圆周方向间隔120°设置。

滑动轨道9的高度等于套管7的半径与顶管8的半径的差值，其目的是使套管7与顶管8同心设置。滑动轨道9包括底座以及设于底座上的多个滚轮93，底座包括用于连接于套管7内壁上的底板91以及与底板91垂直设置的两个立板92，两个立板92间隔预设距离平行设置，两个立板92与底板91之间形成卡槽，多个滚轮93转动连接于卡槽中，多个滚轮93沿底座的长度方向均匀分布，底板91上预留螺栓孔911，用于和套管7固定连接，具体可在套管7内壁上钻孔，使用化学螺栓将滑动轨道9进行固定。

滑动轨道9的底座采用钢制材料,每节滑动轨道9的长度应与套管7长度相同，由于滑动轨道9受地下潮湿环境影响，在滑动轨道9外表面涂刷防腐涂料，增加防腐性，延长其使用寿命。

为避免滑动轨道9与套管7刚性接触，滑动轨道9的底部安装弹性阻尼材料层10，例如橡胶等，以此来降低套管7及顶管8工作过程中产生的动荷载对滑动轨道9及顶管8的破坏。

步骤五、将顶管8沿滑动轨道9推入套管7内。

滑动轨道9安装完成后，将首节顶管8从地面吊放至工作井1内，并放置于滑动轨道9上，将首节顶管8沿滑动轨道9推入套管7内。吊放下一节顶管8，并放置于滑动轨道9上，将下一节顶管8与首节顶管8之间连接好接头，将其推入套管7内，依此类推，直至所有的顶管8安装完毕。

本发明提供的顶管套管施工方法，通过在顶管的外部设置套管，可有效保护套管，提高顶管的使用寿命；顶管通过滑动轨道安装于套管中，与传统顶管套管施工时在套管内浇注混凝土及砂垫层相比，可有效降低材料用量，同时缩短施工工期；使用滑动轨道安装顶管时，可以更准确的控制顶管高程，更加简单、方便、高效，且顶管安装过程中不易受到破坏。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种顶管套管施工方法，其特征在于，包括：

步骤一、开挖工作井和接收井；

步骤二、在所述工作井内安装顶进设备；

步骤三、使用所述顶进设备顶进套管；

步骤四、在所述套管内壁安装滑动轨道；

所述滑动轨道的数量为两条，两条所述滑动轨道间隔预设距离平行设置，两条所述滑动轨道的高程相同；

在所述滑动轨道的底部安装弹性阻尼材料层；

所述滑动轨道包括底座以及设于所述底座上的多个滚轮，所述底座包括用于连接于所述套管内壁上的底板以及与所述底板垂直设置的两个立板，两个所述立板间隔预设距离平行设置，两个所述立板与所述底板之间形成卡槽，多个所述滚轮转动连接于所述卡槽中，多个所述滚轮沿所述底座的长度方向均匀分布；

步骤五、将顶管沿所述滑动轨道推入所述套管内。

2.根据权利要求1所述的顶管套管施工方法，其特征在于，所述步骤一中，通过路面中桩控制点，计算所述工作井和所述接收井的中心桩坐标，定位所述工作井和所述接收井的位置。

3.根据权利要求1所述的顶管套管施工方法，其特征在于，所述步骤一中，在所述工作井、所述接收井以及管道沿线的一侧布置多个降水井，

其中，所述管道沿线为所述工作井与所述接收井之间的连线。

4.根据权利要求1所述的顶管套管施工方法，其特征在于，所述步骤二中，所述顶进设备安装前，在所述工作井的后侧安装后背墙，所述后背墙包括后背钢板以及设于所述后背钢板与所述工作井的井壁之间的多个道木。

5.根据权利要求4所述的顶管套管施工方法，其特征在于，所述顶进设备包括液压油缸和顶进支架，所述液压油缸的缸筒顶紧在所述后背墙上，所述液压油缸的伸缩杆顶紧在所述顶进支架上。

6.根据权利要求1所述的顶管套管施工方法，其特征在于，所述步骤三中，使用所述顶进设备顶进所述套管时，在所述工作井的底部安装两条导轨，两条所述导轨间隔预设距离平行设置，顶进所述套管时，将所述套管支承在两条所述导轨上，使所述套管沿所述导轨水平方向顶进。

7.根据权利要求1所述的顶管套管施工方法，其特征在于，所述滑动轨道的高度等于所述套管的半径与所述顶管的半径的差值。

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