CN111963767A - 一种用于地质情况复杂的顶管施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，在长距离顶管施工中，其施工路线中可能因为各种原因，不方便开挖接收井，就要实施长距离顶管，但是距离越长，顶管施工时需要的顶进动力也就越大，本发明中通过在顶进管道的前部增加设置一个顶进动力来源，预先顶进打通顶管路径，使得后面的管道容易顶进，顶进的同时合理地清除顶进过程中的泥土杂质，降低顶进阻力，该方法用到的施工设备包括头管，后管，中继管，伸缩轴，顶进块；所述头管内设有环形的除泥环，所述除泥环上设有左右贯通的泥水通孔，所述除泥环内部具有环形的通水槽，所述通水槽相连通设有喷水孔，所述除泥环的一侧固设有进水接口，所述进水接口连接设有供水管。
Description
技术领域
本发明涉及地下管道铺设技术领域，具体为一种用于地质情况复杂的顶管施工方法。
背景技术
在地下管道铺设相关领域，在城市中经常要铺设一些水管，天然气管，通讯管道等，这些都能够采用顶管施工的方法，顶管施工具有动迁少，交通影响小，施工速度快等优点，顶管施工可不阻断交通，不破坏道路和植被，因而可以避免开挖施工所带来的居民生活和交通干扰，以及对环境建筑基础的破坏影响，无污染，无噪音，减少了开挖施工的地下作业工程量，避免地下水作业的麻烦。加抄快了非开挖工程施工进度，缩短了施工工期，作业面小，综合施工成本低，只需要在铺设线路的两端开设工作井和接收井，但有时候需要长距离顶管施工，因线路通过的地段不方便开设接收井，长距离顶管施工需要克服的阻力大幅提高，顶进过程困难，还容易造成管路发生偏移。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，针对需要进行长距离顶管施工的情况，设计一种合理可行的顶管施工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，该方法包括以下步骤：
S1、开挖工作井、接收井并安装顶进块：
首先在需要铺设管道的线路两端开挖工作井和接收井，在工作井的一侧壁上固定环形约束块，在环形约束块对面侧壁上固定连接顶进支撑桩，在顶进支撑桩上固定连接一个伸缩轴，在伸缩轴的另一端固定连接一个顶进块，在顶进支撑桩朝向环形约束块的一面上安装多个后液压缸连接铰支座，再将后液压缸铰接在所述后液压缸连接铰支座上，然后将后液压缸内的后液压杆与顶进块上的后液压杆连接铰支座铰接；
S2、将头管顶进：
在环形约束块内装入头管，后液压杆伸出带动顶进块将头管顶进，后液压杆的行程达到最大时，后液压杆停止伸出并缩回；
S3、安装并顶进中继管和后管：
将中继管和后管配合放入环形约束块内，后液压杆伸出带动顶进块将中继管和后管顶进，后液压杆的行程达到最大时，后液压杆停止伸出并缩回；
S4、顶进通用管：
在后管之后放置一个通用管，将通用管放入环形约束块内，后液压杆伸出带动顶进块将通用管顶进，当后液压杆的行程达到最大时，此时后液压杆保持不动；
S5、将头管继续向前顶进：
液压杆从液压缸内伸出，在液压杆的推动下，液压支撑环带动中继管前进，中继管上的环形顶进支撑块推动头管顶进；当液压杆的行程达到最大时，液压杆停止伸出；
将所述头管先单独顶进，减小了后面管道顶进的阻力，能够实现更长距离的顶管施工。
S6、继续顶进通用管：
接着后液压杆带动顶进块缩回，在后管与顶进块之间放一节通用管，
后液压杆伸出带动顶进块将通用管顶进，同时液压杆回缩到液压缸内，当后管的一端与环形顶进支撑块的一端接触时，后液压杆停止伸出并保持此时的状态；
S7、交替顶进头管和通用管：
重复执行S5-S6步骤，直到头管从顶管接收井中顶出。
优选地，所述步骤S2中，在顶进头管时，先在进水接口上连接供水管，在泥浆出口上连接泥浆管，把供水管的另一端与供水接口连接，把泥浆管另一端与泥浆排出接口连接。
优选地，所述步骤S3中，在顶进中继管和后管时，将中继管安装在后管内，在中继管外侧固定连接有一个环形顶进支撑块，环形顶进支撑块与头管一端接触配合，在中继管内固定连接一个液压支撑环，在液压支撑环一侧环形阵列固定连接有数个液压杆连接铰支座；
在后管内固定连接一个支撑环块，在支撑环块靠近所述头管的一侧固定连接一个滑动配合管，让中继管滑动配合在后管内，中继管刚好能滑动进入所述后管内壁与所述滑动配合管外侧壁之间的间隙；
在滑动配合管内壁上环形阵列固定连接数个液压缸连接铰支座，在每个液压缸连接铰支座上铰接一个液压缸，在液压缸内装入液压杆，将液压杆的一端铰接在液压杆连接铰支座上，液压杆滑动配合在液压缸内；
将供水管从供水接口卸下，然后让供水管穿过中继管和后管后重新装回，将泥浆管从泥浆排出接口卸下，然后让泥浆管穿过中继管和后管后重新装回。
优选地，所述步骤S4中，在顶进通用管时，先将供水管从供水接口卸下穿过通用管后重新装回，将泥浆管从泥浆排出接口卸下穿过通用管后重新装回。
优选地，所述步骤S6中，继续顶进通用管时，先将供水管从供水接口卸下穿过通用管后重新装回，将泥浆管从泥浆排出接口卸下穿过通用管后重新装回。
优选地，所述步骤S7后，将头管卸下，并将供水管从进水接口上卸下，将泥浆管从泥浆出口上卸下，最后将中继管和后管也从顶管接收井中顶出即可。
优选地，该方法用到的施工设备包括头管，后管，中继管，伸缩轴，顶进块；
所述头管内设有环形的除泥环，所述除泥环上设有左右贯通的泥水通孔，所述除泥环内部具有环形的通水槽，所述通水槽相连通设有喷水孔，所述除泥环的一侧固设有进水接口，所述进水接口连接设有供水管，所述进水接口与所述通水槽相连通，所述头管内固定连接设有泥浆泵，所述泥浆泵上具有泥浆出口，所述泥浆出口连接设有泥浆管；
所述除泥环能够将管道顶进过程中的泥土通过喷水的方式使其松动，然后泥浆泵将泥水混合物排出，减小顶进阻力。
所述后管内设有支撑环块，所述支撑环块靠近所述头管的一侧固定连接设有滑动配合管，所述后管内滑动配合设有中继管，所述中继管刚好能滑动进入所述后管内壁与所述滑动配合管外侧壁之间的间隙；
所述中继管起到了密封的作用，防止在伸缩过程中有泥土杂物进入管道内，也防止管道外围杂质卡在头管和后管之间，阻碍整体管道前进。
所述中继管外侧固设有环形顶进支撑块，所述环形顶进支撑块与所述头管一端接触配合，所述中继管内固设有液压支撑环，所述液压支撑环一侧环形阵列设有数个液压杆连接铰支座，所述滑动配合管内壁上环形阵列设有数个液压缸连接铰支座，所述液压杆连接铰支座铰接设有液压杆，所述液压缸连接铰支座铰接设有液压缸，所述液压杆滑动配合在所述液压缸内；
液压缸提供了顶进的动力来源，液压传动能够提供顶管所需的较大推力，且自身结构简单，体积小。
所述伸缩轴一端固定连接在顶进支撑桩侧端，所述顶进支撑桩侧端靠近边缘处环形阵列设有数个后液压缸连接铰支座，所述伸缩轴另一端固连连接设有顶进块，所述顶进块外侧固设有顶进环块所述顶进块一侧环形阵列设有数个后液压杆连接铰支座，所述后液压杆连接铰支座铰接设有后液压杆，所述后液压缸连接铰支座铰接设有后液压缸，所述后液压杆滑动配合在所述后液压缸内；
顶进环块将液压缸的推力均匀地传递到顶进的管道上。
所述顶进块另一端设有接口槽，所述接口槽内设有用于提供水源的供水接口和用于将泥水混合物排出的泥浆排出接口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的施工设备结构设计合理，操作方便，在长距离顶管施工中，其施工路线中可能因为各种原因，不方便开挖接收井，就要实施长距离顶管，但是距离越长，顶管施工时需要的顶进动力也就越大，本发明中通过在顶进管道的前部增加设置一个顶进动力来源，预先顶进打通顶管路径，使得后面的管道容易顶进，顶进的同时合理地清除顶进过程中的泥土杂质，降低顶进阻力。
本发明的施工方法在常规施工方法的基础上增加了一组顶进动力，使得顶管施工时整体能够克服更大的顶进阻力，能够实现更长距离的顶管。
附图说明
图1是本发明的总体示意图；
图2是图1的定向视图A；
图中，10-头管、11-除泥环、111-泥水通孔、112-通水槽、1121-进水接口、1122-供水管、113-喷水孔、12-泥浆泵、121-泥浆出口、122-泥浆管、20-后管、21-滑动配合管、211-支撑环块、22-液压缸连接铰支座、30-中继管、31-环形顶进支撑块、32-液压支撑环、321-液压杆连接铰支座、40-液压缸、41-液压杆、50-通用管、51-环形约束块、52-工作井、53-顶进支撑桩、531-后液压缸连接铰支座、54-伸缩轴、60-顶进块、61-顶进环块、62-后液压杆连接铰支座、71-后液压杆、72-后液压缸、80-接口槽、81-供水接口、82-泥浆排出接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图2对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
实施例：
请参见图1-图2，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，该方法包括以下步骤：
S1：首先在需要铺设管道的线路两端开挖工作井52和接收井，在工作井52的一侧壁上固定环形约束块51，在环形约束块51对面侧壁上固定连接顶进支撑桩53，在顶进支撑桩53上固定连接一个伸缩轴54，在伸缩轴54的另一端固定连接一个顶进块60，在顶进支撑桩53朝向环形约束块51的一面上安装多个后液压缸连接铰支座531，再将后液压缸72铰接在所述后液压缸连接铰支座531上，然后将后液压缸72内的后液压杆71与顶进块60上的后液压杆连接铰支座62铰接；
S2：在环形约束块51内装入头管10，在进水接口1121上连接供水管1122，在泥浆出口121上连接泥浆管122，把供水管1122的另一端与供水接口81连接，把泥浆管122另一端与泥浆排出接口82连接，后液压杆71伸出带动顶进块60将头管10顶进，后液压杆71的行程达到最大时，后液压杆71停止伸出并缩回；
S3：在后管20内安装中继管30，在中继管30外侧固定连接有一个环形顶进支撑块31，环形顶进支撑块31与头管10一端接触配合，在中继管30内固定连接一个液压支撑环32，在液压支撑环32一侧环形阵列固定连接有数个液压杆连接铰支座321；
在后管20内固定连接一个支撑环块211，在支撑环块211靠近所述头管10的一侧固定连接一个滑动配合管21，让中继管30滑动配合在后管20内，中继管30刚好能滑动进入所述后管20内壁与所述滑动配合管21外侧壁之间的间隙；
在滑动配合管21内壁上环形阵列固定连接数个液压缸连接铰支座22，在每个液压缸连接铰支座22上铰接一个液压缸40，在液压缸40内装入液压杆41，将液压杆41的一端铰接在液压杆连接铰支座321上，液压杆41滑动配合在液压缸40内；
将供水管1122从供水接口81卸下，然后让供水管1122穿过中继管30和后管20后重新装回，将泥浆管122从泥浆排出接口82卸下，然后让泥浆管122穿过中继管30和后管20后重新装回，将中继管30和后管20配合放入环形约束块51内，后液压杆71伸出带动顶进块60将中继管30和后管20顶进，后液压杆71的行程达到最大时，后液压杆71停止伸出并缩回，
S4：在后管20之后放置一个通用管50，将供水管1122从供水接口81卸下穿过通用管50后重新装回，将泥浆管122从泥浆排出接口82卸下穿过通用管50后重新装回，将通用管50放入环形约束块51内，后液压杆71伸出带动顶进块60将通用管50顶进，当后液压杆71的行程达到最大时，此时后液压杆71保持不动；
S5：然后液压杆41从液压缸40内伸出，在液压杆41的推动下，液压支撑环32带动中继管30前进，中继管30上的环形顶进支撑块31推动头管10顶进；当液压杆41的行程达到最大时，液压杆41停止伸出；
S6：接着后液压杆71带动顶进块60缩回，在后管20与顶进块60之间放一节通用管50，将供水管1122从供水接口81卸下穿过通用管50后重新装回，将泥浆管122从泥浆排出接口82卸下穿过通用管50后重新装回，后液压杆71伸出带动顶进块60将通用管50顶进，同时液压杆41回缩到液压缸40内，当后管20的一端与环形顶进支撑块31的一端接触时，后液压杆71停止伸出并保持此时的状态；
S7：重复执行S5-S6步骤，直到头管10从顶管接收井中顶出；
头管10从顶管接收井中顶出后，将头管10卸下，并将供水管1122从进水接口1121上卸下，将泥浆管122从泥浆出口121上卸下，最后将中继管30和后管20也从顶管接收井中顶出即可。
该方法用到的施工设备包括头管10，后管20，中继管30，伸缩轴54，顶进块60；
所述头管10内设有环形的除泥环11，所述除泥环11上设有左右贯通的泥水通孔111，所述除泥环11内部具有环形的通水槽112，所述通水槽112相连通设有喷水孔113，所述除泥环11的一侧固设有进水接口1121，所述进水接口1121连接设有供水管1122，所述进水接口1121与所述通水槽112相连通，所述头管10内固定连接设有泥浆泵12，所述泥浆泵12上具有泥浆出口121，所述泥浆出口121连接设有泥浆管122；
所述后管20内设有支撑环块211，所述支撑环块211靠近所述头管10的一侧固定连接设有滑动配合管21，所述后管20内滑动配合设有中继管30，所述中继管30刚好能滑动进入所述后管20内壁与所述滑动配合管21外侧壁之间的间隙；
所述中继管30外侧固设有环形顶进支撑块31，所述环形顶进支撑块31与所述头管10一端接触配合，所述中继管30内固设有液压支撑环32，所述液压支撑环32一侧环形阵列设有数个液压杆连接铰支座321，所述滑动配合管21内壁上环形阵列设有数个液压缸连接铰支座22，所述液压杆连接铰支座321铰接设有液压杆41，所述液压缸连接铰支座22铰接设有液压缸40，所述液压杆41滑动配合在所述液压缸40内；
所述伸缩轴54一端固定连接在顶进支撑桩53侧端，所述顶进支撑桩53侧端靠近边缘处环形阵列设有数个后液压缸连接铰支座531，所述伸缩轴54另一端固连连接设有顶进块60，所述顶进块60外侧固设有顶进环块61所述顶进块60一侧环形阵列设有数个后液压杆连接铰支座62，所述后液压杆连接铰支座62铰接设有后液压杆71，所述后液压缸连接铰支座531铰接设有后液压缸72，所述后液压杆71滑动配合在所述后液压缸72内；
所述顶进块60另一端设有接口槽80，所述接口槽80内设有用于提供水源的供水接口81和用于将泥水混合物排出的泥浆排出接口82。
Claims (7)
1.一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、开挖工作井(52)、接收井并安装顶进块(60)：
首先在需要铺设管道的线路两端开挖工作井(52)和接收井，在工作井(52)的一侧壁上固定环形约束块(51)，在环形约束块(51)对面侧壁上固定连接顶进支撑桩(53)，在顶进支撑桩(53)上固定连接一个伸缩轴(54)，在伸缩轴(54)的另一端固定连接一个顶进块(60)，在顶进支撑桩(53)朝向环形约束块(51)的一面上安装多个后液压缸连接铰支座(531)，再将后液压缸(72)铰接在所述后液压缸连接铰支座(531)上，然后将后液压缸(72)内的后液压杆(71)与顶进块(60)上的后液压杆连接铰支座(62)铰接；
S2、将头管(10)顶进：
在环形约束块(51)内装入头管(10)，后液压杆(71)伸出带动顶进块(60)将头管(10)顶进，后液压杆(71)的行程达到最大时，后液压杆(71)停止伸出并缩回；
S3、安装并顶进中继管(30)和后管(20)：
将中继管(30)和后管(20)配合放入环形约束块(51)内，后液压杆(71)伸出带动顶进块(60)将中继管(30)和后管(20)顶进，后液压杆(71)的行程达到最大时，后液压杆(71)停止伸出并缩回；
S4、顶进通用管(50)：
在后管(20)之后放置一个通用管(50)，将通用管(50)放入环形约束块(51)内，后液压杆(71)伸出带动顶进块(60)将通用管(50)顶进，当后液压杆(71)的行程达到最大时，此时后液压杆(71)保持不动；
S5、将头管(10)继续向前顶进：
液压杆(41)从液压缸(40)内伸出，在液压杆(41)的推动下，液压支撑环(32)带动中继管(30)前进，中继管(30)上的环形顶进支撑块(31)推动头管(10)顶进；当液压杆(41)的行程达到最大时，液压杆(41)停止伸出；
S6、继续顶进通用管(50)：
接着后液压杆(71)带动顶进块(60)缩回，在后管(20)与顶进块(60)之间放一节通用管(50)，
后液压杆(71)伸出带动顶进块(60)将通用管(50)顶进，同时液压杆(41)回缩到液压缸(40)内，当后管(20)的一端与环形顶进支撑块(31)的一端接触时，后液压杆(71)停止伸出并保持此时的状态；
S7、交替顶进头管(10)和通用管(50)：
重复执行S5-S6步骤，直到头管(10)从顶管接收井中顶出。
2.根据权利要求1所述的一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，在顶进头管时，先在进水接口(1121)上连接供水管(1122)，在泥浆出口(121)上连接泥浆管(122)，把供水管(1122)的另一端与供水接口(81)连接，把泥浆管(122)另一端与泥浆排出接口(82)连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，在顶进中继管(30)和后管(20)时，将中继管(30)安装在后管(20)内，在中继管(30)外侧固定连接有一个环形顶进支撑块(31)，环形顶进支撑块(31)与头管(10)一端接触配合，在中继管(30)内固定连接一个液压支撑环(32)，在液压支撑环(32)一侧环形阵列固定连接有数个液压杆连接铰支座(321)；
在后管(20)内固定连接一个支撑环块(211)，在支撑环块(211)靠近所述头管(10)的一侧固定连接一个滑动配合管(21)，让中继管(30)滑动配合在后管(20)内，中继管(30)刚好能滑动进入所述后管(20)内壁与所述滑动配合管(21)外侧壁之间的间隙；
在滑动配合管(21)内壁上环形阵列固定连接数个液压缸连接铰支座(22)，在每个液压缸连接铰支座(22)上铰接一个液压缸(40)，在液压缸(40)内装入液压杆(41)，将液压杆(41)的一端铰接在液压杆连接铰支座(321)上，液压杆(41)滑动配合在液压缸(40)内；
将供水管(1122)从供水接口(81)卸下，然后让供水管(1122)穿过中继管(30)和后管(20)后重新装回，将泥浆管(122)从泥浆排出接口(82)卸下，然后让泥浆管(122)穿过中继管(30)和后管(20)后重新装回。
4.根据权利要求1所述的一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，在顶进通用管(50)时，先将供水管(1122)从供水接口(81)卸下穿过通用管(50)后重新装回，将泥浆管(122)从泥浆排出接口(82)卸下穿过通用管(50)后重新装回。
5.根据权利要求1所述的一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于：所述步骤S6中，继续顶进通用管时，先将供水管(1122)从供水接口(81)卸下穿过通用管(50)后重新装回，将泥浆管(122)从泥浆排出接口(82)卸下穿过通用管(50)后重新装回。
6.根据权利要求1所述的一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于：所述步骤S7后，将头管(10)卸下，并将供水管(1122)从进水接口(1121)上卸下，将泥浆管(122)从泥浆出口(121)上卸下，最后将中继管(30)和后管(20)也从顶管接收井中顶出即可。
7.根据权利要求1所述的一种用于地质情况复杂的顶管施工方法，其特征在于，该方法用到的施工设备包括头管(10)，后管(20)，中继管(30)，伸缩轴(54)，顶进块(60)；
所述头管(10)内设有环形的除泥环(11)，所述除泥环(11)上设有左右贯通的泥水通孔(111)，所述除泥环(11)内部具有环形的通水槽(112)，所述通水槽(112)相连通设有喷水孔(113)，所述除泥环(11)的一侧固设有进水接口(1121)，所述进水接口(1121)连接设有供水管(1122)，所述进水接口(1121)与所述通水槽(112)相连通，所述头管(10)内固定连接设有泥浆泵(12)，所述泥浆泵(12)上具有泥浆出口(121)，所述泥浆出口(121)连接设有泥浆管(122)；
所述后管(20)内设有支撑环块(211)，所述支撑环块(211)靠近所述头管(10)的一侧固定连接设有滑动配合管(21)，所述后管(20)内滑动配合设有中继管(30)，所述中继管(30)刚好能滑动进入所述后管(20)内壁与所述滑动配合管(21)外侧壁之间的间隙；
所述中继管(30)外侧固设有环形顶进支撑块(31)，所述环形顶进支撑块(31)与所述头管(10)一端接触配合，所述中继管(30)内固设有液压支撑环(32)，所述液压支撑环(32)一侧环形阵列设有数个液压杆连接铰支座(321)，所述滑动配合管(21)内壁上环形阵列设有数个液压缸连接铰支座(22)，所述液压杆连接铰支座(321)铰接设有液压杆(41)，所述液压缸连接铰支座(22)铰接设有液压缸(40)，所述液压杆(41)滑动配合在所述液压缸(40)内；
所述伸缩轴(54)一端固定连接在顶进支撑桩(53)侧端，所述顶进支撑桩(53)侧端靠近边缘处环形阵列设有数个后液压缸连接铰支座(531)，所述伸缩轴(54)另一端固连连接设有顶进块(60)，所述顶进块(60)外侧固设有顶进环块(61)所述顶进块(60)一侧环形阵列设有数个后液压杆连接铰支座(62)，所述后液压杆连接铰支座(62)铰接设有后液压杆(71)，所述后液压缸连接铰支座(531)铰接设有后液压缸(72)，所述后液压杆(71)滑动配合在所述后液压缸(72)内；
所述顶进块(60)另一端设有接口槽(80)，所述接口槽(80)内设有用于提供水源的供水接口(81)和用于将泥水混合物排出的泥浆排出接口(82)。
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