CN111795207B - 超大始发井顶管施工方法 - Google Patents

Abstract

一种超大始发井顶管施工方法，包括：S1)在超大始发井内安装顶管设备；S2)向超大始发井内依序下放管节到顶管导轨上的顶推位置，每下放一节管节后均通过主推设备推动该管节向掘进机前进，通过下放的管节推动掘进机前进、破除开挖墙开始执行顶管施工、直至掘进机进入接收井且最先下放的管节嵌入在接收井的端墙结构中，停止下放管节，此时位于所述开挖墙与所述主推设备之间的多节管节形成空推管节组；S3)拆除空推管节组，完成超大始发井顶管施工。该超大始发井顶管施工方法解决了因始发井尺寸过大而顶管设备中的主推设备行程有限，造成主推设备不能将顶管设备中的掘进机和管节等部件顶推入始发井和接收井之间的土体中的问题。

Description

超大始发井顶管施工方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，具体地，涉及一种超大始发井顶管施工方法。

背景技术

顶管施工就是在工作始发井内借助于顶进设备产生的推进力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将钢筋混凝土管节或其他材质的管节沿设计好的角度和坡度顶入地下，并将多余的土方输送走，使用顶管施工对居民生活环境影响较小，能够减轻对人口密集区的交通压力和地面的破坏，不受气候和地面环境影响，可以在很深的地下或水下铺设，节省了拆迁费用。顶管施工时，顶进设备中的主顶设备安装在始发井内并贴合始发井内的顶推墙安装，顶进设备中的掘进机和管节沿设计好的角度和坡度前进；在现有的顶管施工中，始发井内顶推墙与开挖墙之间的距离与顶管设备中的主推设备的主顶油缸的行程匹配，即主推设备顶推掘进机和主推设备与掘进机之间的一节管节就能够破除开挖墙，而在一些超大尺寸的始发井内，顶推墙与开挖墙之间距离较远，甚至顶推墙与开挖墙之间的距离是数倍主顶油缸的行程，主顶设备中主顶油缸的行程有限，使得主顶设备不能顺利将掘进机和管节顶进到土体中，影响顶管施工正常进行，因此，为了确保顶管施工正常进行，亟需一种针对超大始发井的顶管施工方法确保顶管施工在超大始发井内正常进行。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中在超大始发井内因超大始发井尺寸过大且顶管设备中的主推设备行程有限，造成主推设备不能将顶管设备中的掘进机和管节顶推入始发井和接收井之间的土体中的问题，提出一种超大始发井顶管施工方法以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种超大始发井顶管施工方法，用于在超大始发井内向接收井方向顶推管节，所述超大始发井顶管施工方法包括以下步骤：

S1)在超大始发井内安装顶管设备，其中，所述顶管设备的主推设备贴靠所述超大始发井内的顶推墙安装，所述顶管设备的顶管导轨安装在所述超大始发井井底，所述顶管导轨的延伸方向与顶管方向一致，所述顶管设备的掘进机安设在所述顶管导轨上；

S2)所述主推设备顶推所述掘进机朝向所述始发井内的开挖墙移动，在所述主推设备顶推所述掘进机朝向所述开挖墙移动一个管节的安放长度后，向所述主推设备和所述掘进机之间的所述顶管导轨上的顶推位置下放一节所述管节，其中每下放一节所述管节后均通过所述主推设备推动该管节和所述掘进机前进，通过所述主推设备顶推下放的管节从而推动所述掘进机前进、破除所述开挖墙开始执行顶管施工、直至所述掘进机进入所述接收井且最先下放的管节嵌入在所述接收井的端墙结构中，停止下放管节，此时位于所述开挖墙与所述主推设备之间的多节管节形成空推管节组；

S3)拆除所述空推管节组，完成所述超大始发井顶管施工。

具体地，所述空推管节组包括多节混凝土管节和多节钢管节。

具体地，多节所述混凝土管节邻接所述开挖墙设置，多节所述钢管节邻近所述混凝土管节设置。

具体地，所述超大始发井顶管施工方法还包括：在所述步骤S1)之前，预制所述管节的过程中在每一所述混凝土管节的底面预埋多块垫板，在执行步骤S3)的过程中能够通过所述多块垫板拆除所述空推管节组。

具体地，所述超大始发井顶管施工方法还包括：在所述步骤S1)之前，在所述顶推墙内预埋至少两块顶推钢板，在执行步骤S3)的过程中能够通过所述顶推钢板拆除所述空推管节组。

具体地，所述步骤S3)拆除所述空推管节组，包括：

拆除所述主推设备；

在每一所述顶推钢板上焊接吊钩；

采用导链逐节拆除所述钢管节，其中在拆除每一所述钢管节时，将所述导链一端与所述吊钩连接，另一端与距离所述吊钩最近的钢管节连接；

采用千斤顶逐节拆除所述混凝土管节，其中在拆除每一所述混凝土管节时，将所述千斤顶安装在与所述吊钩距离最近的混凝土管节相邻的混凝土管节上，以用于顶推拆除距离所述吊钩最近的混凝土管节。

具体地，所述采用千斤顶逐节拆除所述混凝土管节，包括：

在每一所述混凝土管节底面的垫板上焊接挡块，将所述千斤顶贴合所述挡块与所述顶管方向相反的面设置，所述千斤顶通过顶推与所述吊钩距离最近的混凝土管节上的挡块以拆除与所述吊钩距离最近的混凝土管节。

具体地，所述挡块由工字钢制成。

本发明提供的超大始发井顶管施工方法，在超大始发井内贴靠顶推墙安装主推设备，并在超大始发井的井底铺设与顶管方向一致的顶管导轨，掘进机安设在顶管导轨上且靠近开挖墙设置，在主推设备和掘进机安设完毕后，主推设备开始顶推掘进机朝向开挖墙掘进，主推设备顶推掘进机在顶推导轨上前进一个管节的安放长度后，主推设备后缩，在掘进机和主推设备之间的顶推位置上下放一节管节，每下放一节管节通过主推设备推动管节与掘进机朝向开挖墙前进，持续下放管节，主推设备继续顶推顶管导轨上的管节和掘进机朝向开挖墙前进以便破除开挖墙执行顶管施工，主推设备持续顶推下放到顶推位置上的管节与之前的多节管节抵接，并通过顶推多节管节推动掘进机不断朝向接收井前进，直到掘进机进入接收井且最先下放的管节嵌入在接收井的端墙结构中，此时，停止下放管节，之后拆除位于开挖墙和主推设备之间的多节管节形成的空推管节组，完成超大始发井顶管施工，本发明提供的超大始发井顶管施工方法，在顶管设备的掘进机和主推设备之间下放多个管节，主推设备通过顶推多个管节进而推动掘进机朝向开挖墙前进以破除开挖墙后执行顶管施工使得管节能够埋设在超大始发井和接收井之间的土体中，解决了在超大始发井内因超大始发井尺寸过大且顶管设备中的主推设备行程有限，造成主推设备不能将顶管设备中的掘进机和管节等部件顶推入始发井和接收井之间的土体中的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施方式提供的超大始发井顶管施工方法流程图；

图2是本发明实施方式提供的超大始发井顶管施方法中特殊钢管节的结构示意图；

图3是本发明实施方式提供的超大始发井顶管施方法中标准钢管节的结构示意图；

图4是本发明实施方式提供的超大始发井顶管施方法中千斤顶的安装示意图。

附图标记说明

1支撑钢盒a 2钢管支撑a

3支撑钢盒b 4钢管支撑b

5千斤顶 6挡块

7垫板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施方式提供一种超大始发井顶管施工方法，用于在超大始发井内向接收井方向顶推管节，图1为超大始发井顶管施工方法流程图，如图1所示，所述超大始发井顶管施工方法包括以下步骤：

S1)在超大始发井内安装顶管设备，其中，所述顶管设备的主推设备贴靠所述超大始发井内的顶推墙安装，所述顶管设备的顶管导轨安装在所述超大始发井井底，所述顶管导轨的延伸方向与顶管方向一致，所述顶管设备的掘进机安设在所述顶管导轨上；

S2)所述主推设备顶推所述掘进机朝向所述始发井内的开挖墙移动，在所述主推设备顶推所述掘进机朝向所述开挖墙移动一个管节的安放长度后，向所述主推设备和所述掘进机之间的所述顶管导轨上的顶推位置下放一节所述管节，其中每下放一节所述管节后均通过所述主推设备推动该管节和所述掘进机前进，通过所述主推设备顶推下放的管节从而推动所述掘进机前进、破除所述开挖墙开始执行顶管施工、直至所述掘进机进入所述接收井且最先下放的管节嵌入在所述接收井的端墙结构中，停止下放管节，此时位于所述开挖墙与所述主推设备之间的多节管节形成空推管节组；

S3)拆除所述空推管节组，完成所述超大始发井顶管施工。

本发明提供的超大始发井顶管施工方法，在超大始发井内贴靠顶推墙安装主推设备，并在超大始发井的井底铺设与顶管方向一致的顶管导轨，掘进机安设在顶管导轨上，在主推设备和掘进机安设完毕后，主推设备顶推掘进机在顶管导轨上移动，主推设备中可采用液压油缸作为执行元件顶推掘进机和管节移动，通过液压油缸的活塞杆顶推掘进机朝向开挖墙前进，在液压油缸的活塞杆顶推掘进机前进的距离为一节管节的安放长度后，此时在掘进机和主推设备之间的顶管导轨上形成顶推位置，液压油缸的活塞杆缩回，在顶推位置上下放管节，每下放一节管节通过主推设备推动管节和掘进机移动，主推设备继续顶推管节和掘进机前进，在主推设备顶推管节和掘进机每前进一个管节安放长度后即下放一节管节，主推设备推动掘进机和管节朝向开挖墙前进并破除开挖墙，持续下放管节，主推设备持续顶推下放到顶推位置上的管节与之前的多节管节抵接，并通过顶推多节管节从而推动掘进机不断朝向接收井前进，直到掘进机进入接收井且最先下放的管节嵌入在接收井的端墙结构中，此时，停止下放管节，之后拆除位于开挖墙和主推设备之间的多节管节形成的空推管节组，完成超大始发井顶管施工，本发明提供的超大始发井顶管施工方法，在顶管设备的掘进机和主推设备之间下放多个管节，主推设备通过顶推多个管节进而推动掘进机朝向开挖墙前进以破除开挖墙以及执行顶管施工，使得管节能够埋设在超大始发井和接收井之间的土体中，解决了在超大始发井内因超大始发井尺寸过大且顶管设备中的主推设备行程有限，造成主推设备不能将顶管设备中的掘进机和管节等部件顶推入始发井和接收井之间的土体中的问题。

在一种可能的实施方式中，为了减少空推管节组的制作成本，同时便于空推管节组的安装与拆除施工，具体地，所述空推管节组包括多节混凝土管节和多节钢管节。为了拆除空推管节组方便，具体地，多节所述混凝土管节邻接所述开挖墙设置，多节所述钢管节邻近所述混凝土管节设置。混凝土管节宽10.2m，高6.6m，长1.5m，重80.3t，为了便于混凝土管节和钢管节的连接，与混凝土管节连接的钢管节为外形尺寸与混凝土管节相同特殊钢管节，与特殊钢管节连接的钢管节按照标准钢管节制成，如图2所示，特殊钢管节可由支撑钢盒a1和嵌在支撑钢盒a1的外壁和内壁之间的多根外径609mm、壁厚16mm、长度1.5m的钢管支撑a2组合而成，特殊钢管节的支撑钢盒a1的四角为与混凝土管节的四角形状相同的圆弧形，如图3所示，标准钢管节由支撑钢盒b3和嵌在支撑钢盒b3外壁和内壁之间的多根外径609mm、壁厚16mm、长度1.5m的钢管支撑b4组合而成，空推管节组中的钢管节需在同一轴线上，确保主推设备顶推在空推管节组中钢管节上的顶推力能够均匀传递。

为了确保后续能够顺利拆除空推管节组，具体地，所述超大始发井顶管施工方法还包括：在所述步骤S1)之前，预制所述管节的过程中在每一所述混凝土管节的底面预埋多块垫板7，在执行步骤S3)的过程中能够通过所述多块垫板7拆除所述空推管节组。如图4所示，预先在待下放的每一混凝土管节的内壁的底面预埋多块垫板7，方便了后续拆除混凝土管节时，通过预埋的垫板7在混凝土管节上安装拆卸辅助工具，便于空推管节组中的混凝土管节的拆除。

在拆除空推管节组时，具体地，所述超大始发井顶管施工方法还包括：在所述步骤S1)之前，在所述顶推墙内预埋至少两块顶推钢板，在执行步骤S3)的过程中能够通过所述顶推钢板拆除所述空推管节组。在顶推墙内预埋两块顶推钢板，方便安装拆卸空推管节的设备。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，具体地，所述步骤S3)拆除所述空推管节组，包括：拆除所述主推设备；在每一所述顶推钢板上焊接吊钩；采用导链逐节拆除所述钢管节，其中在拆除每一所述钢管节时，将所述导链一端与所述吊钩连接，另一端与距离所述吊钩最近的钢管节连接；采用千斤顶5逐节拆除所述混凝土管节，其中在拆除每一所述混凝土管节时，将所述千斤顶5安装在与所述吊钩距离最近的混凝土管节相邻的混凝土管节上，以用于顶推拆除距离所述吊钩最近的混凝土管节。在拆除空推管节组中的钢管节时，导链一端连接在钢板上的吊钩上，另一端与拆除的钢管节连接，通过导链将拆除的钢管节与空推管节组中的其余未拆除管节分开，完成一节钢管节的拆除，为了更好的拆除混凝土管节，避免混凝土管节损坏，在与待拆除混凝土管节相邻的混凝土管节的垫板7上安装千斤顶5，千斤顶5安装在混凝土管节底面的垫板7上，采用千斤顶5顶推待拆除的混凝土管节，为了确保顶推力均匀，避免混凝土管节损坏，通常对称设置多个千斤顶5顶推待拆除混凝土管节。

在拆除混凝土管节时，具体地，所述采用千斤顶5逐节拆除所述混凝土管节，包括：

在每一所述混凝土管节底面的垫板7上焊接挡块6，将所述千斤顶5贴合所述挡块6与顶管方向相反的面设置，所述千斤顶5通过顶推与所述吊钩距离最近的混凝土管节上的挡块以拆除与所述吊钩距离最近的混凝土管节。为了方便在与待拆除混凝土管节相邻的混凝土管节上安装千斤顶5，确保顺利的拆除待拆除混凝土管节，在混凝土管节的垫板上焊接挡块6，千斤顶5安装在与待拆除混凝土管节相邻的混凝土管节的挡块6对应的待拆除混凝土管节上的挡块6之间，千斤顶5一端顶在与待拆除混凝土管节相邻的混凝土管节的挡块6与顶管方向相反的面上，另一端顶推待拆除混凝土管节上对应的挡块6，通过顶推待拆除混凝土管节上的挡块6拆除该待拆除混凝土管节，之后将拆除的混凝土管节从超大始发井内吊出，具体地，所述挡块6由工字钢制成，例如，工字钢可选用20b工字钢。

本发明提供的超大始发井顶管施工方法，在超大始发井内贴靠顶推墙安装主推设备，并在超大始发井的井底铺设与顶管方向一致的顶管导轨，掘进机安设在顶管导轨上且靠近开挖墙设置，在主推设备和掘进机安设完毕后，主推设备开始顶推掘进机朝向开挖墙掘进，主推设备顶推掘进机在顶推导轨上前进一个管节的安放长度后，主推设备后缩，在掘进机和主推设备之间的顶推位置上下放一节管节，每下放一节管节通过主推设备推动管节与掘进机朝向开挖墙前进，持续下放管节，主推设备继续顶推顶管导轨上的管节和掘进机朝向开挖墙前进以便破除开挖墙执行顶管施工，主推设备持续顶推下放到顶推位置上的管节与之前的多节管节抵接，并通过顶推多节管节推动掘进机不断朝向接收井前进，直到掘进机进入接收井且最先下放的管节嵌入在接收井的端墙结构中，此时，停止下放管节，之后拆除位于开挖墙和主推设备之间的多节管节形成的空推管节组，完成超大始发井顶管施工，本发明提供的超大始发井顶管施工方法，在顶管设备的掘进机和主推设备之间下放多个管节，主推设备通过顶推多个管节进而推动掘进机朝向开挖墙前进以破除开挖墙后执行顶管施工使得管节能够埋设在超大始发井和接收井之间的土体中，解决了在超大始发井内因超大始发井尺寸过大且顶管设备中的主推设备行程有限，造成主推设备不能将顶管设备中的掘进机和管节等部件顶推入始发井和接收井之间的土体中的问题。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (3)

1.一种超大始发井顶管施工方法，用于在超大始发井内向接收井方向顶推管节，其特征在于，所述超大始发井顶管施工方法包括以下步骤：

S1）在超大始发井内安装顶管设备，其中，所述顶管设备的主推设备贴靠所述超大始发井内的顶推墙安装，所述顶管设备的顶管导轨安装在所述超大始发井井底，所述顶管导轨的延伸方向与顶管方向一致，所述顶管设备的掘进机安设在所述顶管导轨上，其中，在所述步骤S1）之前，在所述顶推墙内预埋至少两块顶推钢板；

S2）所述主推设备顶推所述掘进机朝向所述始发井内的开挖墙移动，在所述主推设备顶推所述掘进机朝向所述开挖墙移动一个管节的安放长度后，向所述主推设备和所述掘进机之间的所述顶管导轨上的顶推位置下放一节所述管节，其中每下放一节所述管节后均通过所述主推设备推动该管节和所述掘进机前进，通过所述主推设备顶推下放的管节从而推动所述掘进机前进、破除所述开挖墙开始执行顶管施工、直至所述掘进机进入所述接收井且最先下放的管节嵌入在所述接收井的端墙结构中，停止下放管节，此时位于所述开挖墙与所述主推设备之间的多节管节形成空推管节组，所述空推管节组包括多节混凝土管节和多节钢管节，在所述步骤S1）之前，预制所述管节的过程中在每一所述混凝土管节的底面预埋多块垫板；

S3）拆除所述空推管节组，完成所述超大始发井顶管施工，其中，通过所述多块垫板和所述顶推钢板拆除所述空推管节组，拆除所述空推管节组，包括：

拆除所述主推设备；

在每一所述顶推钢板上焊接吊钩；

采用导链和千斤顶逐节拆除所述钢管节，其中在拆除每一所述钢管节时，将所述导链一端与所述吊钩连接，另一端与距离所述吊钩最近的钢管节连接，将所述千斤顶安装在与所述吊钩距离最近的混凝土管节相邻的混凝土管节上，以用于顶推拆除距离所述吊钩最近的混凝土管节，其中，在每一所述混凝土管节底面的垫板上焊接挡块，将所述千斤顶贴合所述挡块与所述顶管方向相反的面设置，所述千斤顶通过顶推与所述吊钩距离最近的混凝土管节上的挡块以拆除与所述吊钩距离最近的混凝土管节。

2.根据权利要求1所述的超大始发井顶管施工方法，其特征在于，多节所述混凝土管节邻接所述开挖墙设置，多节所述钢管节邻近所述混凝土管节设置。

3.根据权利要求1所述的超大始发井顶管施工方法，其特征在于，所述挡块由工字钢制成。

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