CN112594445B

CN112594445B - 一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法

Info

Publication number: CN112594445B
Application number: CN202011619892.5A
Authority: CN
Inventors: 宋红旗; 刘茂青; 赵宝玉; 李东驰; 李艳艳; 任安安; 李文燕; 翟艳军; 韩东平; 刘瑞廷; 曲雅娟
Original assignee: Shanxi Sixth Construction Group Co ltd
Current assignee: Shanxi Sixth Construction Group Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112594445A

Abstract

本发明具体是一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，解决了现有顶管工艺因设置分支段而无法长距离连续顶管的问题。一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，S1：连接装置的预制，连接装置包括连接管与外护管；S2：复通装置的预制，复通装置包括内套管和外套管；S3：外封管的预制；S4：连接装置的安装；S5：顶管作业；S6：检查井的开挖；S7：连接装置的拆除；S8：分支管件的安装；S9：复通装置的安装；S10：复通装置外部功能保护层的设置。本发明实现了管道长距离连续顶管并留设分支段的目的，既能保证施工质量又能加快施工进度、降低施工成本，而且具有操作方便、省力、安全的优点。

Description

一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法

技术领域

本发明涉及市政公用工程中管道施工方法，具体是一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法。

背景技术

在市政公用工程的球墨铸铁管的地下管道施工中，顶管工艺由于其非开挖、无需阻断交通、对居民生活环境干扰小等优点，成为老旧城区狭窄街巷地下管线升级改造施工的首选工艺。

然而实践表明，现有顶管施工方法在应用中存在以下问题：由于地下管线升级改造，需要设计大量近距离检查井，用以进行管道分支、阀门等分支管件的安装、检修工作，而管道分支的设置会造成顶管作业间断、增设工作坑等问题，进而增加繁杂工序、加大施工工程量及施工成本，降低工效、增加安全隐患。基于此，有必要发明一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，既能保证地下管道较长距离连续顶管，又能根据管道功能需要灵活设置检查井。

发明内容

本发明为了解决现有顶管工艺因设置分支段而无法长距离连续顶管的问题，提供了一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，所述方法包括以下步骤：

S1：连接装置的预制：所述连接装置包括连接管，连接管的首端部设置有承接管、尾端部设置有插接机构，承接管的外侧壁贯穿设置有两个上下相对布置的顶出螺栓，且两个顶出螺栓的尾端均朝内；所述连接管是由两个上下分布的弧状的连接管片组成的，两个连接管片可拆卸地连接；连接管的外部套设有外护管；外护管的外径与第一管道的外径一致、长度与连接管的长度一致；所述外护管是由两个上下分布的弧状的外护管片组成的，两个外护管片可拆卸地连接；每个外护管片的内侧壁均固定有若干个左右平行分布的弧形的内肋条；

S2：复通装置的预制：所述复通装置包括内套管和外套管，内套管的右部穿于外套管的左部，且两者的贴合部设置有若干个左右分布的密封胶圈；内套管的外侧壁左部固定有若干个沿周向等距离分布且纵向直立的定位耳板；每个定位耳板的左侧均设置有与其平行放置且固定于内套管外侧壁的挡板；每个定位耳板上均穿设有位于挡板的右侧且横向放置的调节螺栓；外套管的外侧壁右部固定有若干个与定位耳板左右一一正对且带有螺孔的固定板，调节螺栓的尾部一一对应地旋拧于固定板的螺孔内；内套管的左端部设置有第一连接机构；外套管的右端部设置有第二连接机构；

S3：外封管的预制：所述外封管是由两个上下分布的弧状的外封管片组成的，且两个外封管片可拆卸地连接；所述外封管片包括从左至右依次衔接为一体的第一直管片、第一过渡管片、第二直管片、第二过渡管片、第三直管片；第一直管片的内径、第三直管片的内径均小于第二直管片的内径；第一过渡管片的侧壁与第二过渡管片的侧壁均开设有注胶口；

S4：连接装置的安装：根据管道设计要求，在管道分支段安装连接装置，安装过程包括以下步骤：首先将连接管放置于第一管道与第二管道之间，并通过插接机构将连接管的尾端部与第二管道的承接部承插连接，将承接管与第一管道的插接部承插连接，然后旋拧两个顶出螺栓，使两个顶出螺栓的尾端均贴合于第一管道的插接部，由此完成连接管的安装；最后在连接管的外侧安装两个外护管片，并连接两个外护管片，使各个内肋条的内弧面均贴合于连接管的外侧壁，由此完成连接装置的安装；

S5：顶管作业：将安装有连接装置的第一管道与第二管道进行顶管作业，使连接装置与第一管道、第二管道同步顶进；

S6：检查井的开挖：在管道分支段对应位置开挖检查井坑，找到连接装置后，将周围土体清理干净，直至满足检查井施工需要；

S7：连接装置的拆除：首先拆除两个外护管片，接着解除两个连接管片的连接，然后依次旋拧两个顶出螺栓，两个顶出螺栓向外移动使得承接管的内侧壁与第一管道的插接部分离，由此实现连接管片与第一管道分离的目的，完成连接装置的拆除；

S8：分支管件的安装：根据管道设计要求，将管道分支段的分支管件连接于第一管道的右端部；

S9：复通装置的安装：首先通过第一连接机构将内套管的左端连接于分支管件的右端，然后调节每根调节螺栓，调节螺栓转动带动固定板从左向右移动，由此带动外套管向右移动，直至外套管的右端与第二管道的左端相接触，最后通过第二连接机构将外套管的右端连接于第二管道的左端，由此完成复通装置的安装；

S10：复通装置外部功能保护层的设置：首先将两个第一直管片套在分支管件的右端部，接着将两个第三直管片套在第二管道的左端部，而后连接两个外封管片，然后通过注胶口向外封管的内腔填充功能保护材料，形成环状的功能保护层，由此完成复通装置外部功能保护层的设置。

所述分支管件为三通接头或阀门。

所述第一连接机构为与分支管件的插接部承插连接且与内套管为一体结构的承接管I；所述第二连接机构为与第二管道的承接部承插连接且与外套管为一体结构的插接管。

所述第一连接机构与第二连接机构均为纵向直立的法兰盘。

两个连接管片的侧壁共同穿设有两个竖向放置且带有锁紧螺母的连接螺栓；每个连接管片的侧壁均沿竖向向内凹陷形成两个左右分布的沉头槽，且两个连接管片的沉头槽上下正对，每个沉头槽的槽底均开设有贯穿连接管片内侧壁、外侧壁的安装孔，连接螺栓穿于安装孔内。

外护管片的内侧壁、外封管片的内侧壁位于前后方向的一端均一体设置有横向布置的凸棱条、另一端均一体设置有横向布置且与凸棱条形状配合的条状卡槽；两个外封管片的凸棱条与条状卡槽对调设置且相互配合；两个外护管片的凸棱条与条状卡槽对调设置且相互配合。

施工中，当第一管道与连接装置、第二管道与连接装置、第一管道与分支管件、复通装置与分支管件、复通装置与第二管道的接口型式不匹配时，使用盘承短管或盘插短管转换。

所述插接机构为两个一体固定于连接管的尾端面且上下分布的限位插条，两个限位插条的外表面均贴合于第二管道的承接部。

所述内套管呈直管状；所述外套管包括左右分布且衔接为一体的左直管段与右直管段，且左直管段的内径大于右直管段的内径。

所述定位耳板的数目为三个；位于内套管与外套管之间的密封胶圈的数目为两个；所述连接管、内套管、外套管均是由钢材制成的；外护管、外封管均是由硬质塑料制成的；所述功能保护层是由泡沫密封胶制成的。

与传统的顶管施工技术相比，本发明所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法通过采用全新辅助装置，具备了如下优点：

其一，通过在管道分支段安装可拆卸连接装置，实现管道长距离连续顶管施工，减少了不必要的顶管工作坑，避免了顶管间断作业的问题，克服了间断顶管施工效率低下、施工成本增加、工序零碎繁杂的问题；

其二，通过安装可伸缩的复通装置，实现了地下管道检查井的灵活设置，方便三通接头、阀门等分支管件的灵活安装，有效提高了安装效率，同时通过设置密封胶圈、外封管，提升了复通装置连接处的密封效果和防腐保温效果；

其三，本施工方法实现了管道顶管与检查井的同步施工，有效提高施工效率的同时，大幅度降低了施工成本。

本发明设计了一种全新的施工方法，克服了现有顶管工艺因设置分支段而无法长距离连续顶管的问题，既能保证施工质量又能加快施工进度、降低施工成本，而且具有操作方便、省力、安全的优点。

附图说明

图1是本发明中连接装置的安装示意图；

图2是本发明中复通装置的安装示意图；

图3是本发明中连接装置的结构示意图；

图4是沿图3中A-A线的剖视示意图；

图5是沿图3中B-B线的剖视示意图；

图6是图5中G处的局部放大示意图；

图7是沿图3中C-C线的剖视示意图；

图8是本发明中复通装置的结构示意图；

图9是沿图8中D-D线的剖视示意图；

图10是沿图8中E-E线的剖视示意图；

图11是带有法兰盘的复通装置的结构示意图；

图12是本发明中外封管的结构示意图；

图13是沿图12中F-F线的剖视示意图；

图14是图13中H处的局部放大示意图；

图15是本发明中盘承短管与盘插短管的结构示意图。

图中，101-承接管，102-顶出螺栓，103-连接管片，104-外护管片，105-内肋条，106-锁紧螺母，107-连接螺栓，108-沉头槽，109-限位插条，2-第一管道，3-第二管道，4-分支管件，501-内套管，502-外套管，503-密封胶圈，504-定位耳板，505-挡板，506-调节螺栓，507-固定板，508-承接管I，509-插接管，510-法兰盘，6-外封管片，601-第一直管片，602-第一过渡管片，603-第二直管片，604-第二过渡管片，605-第三直管片，7-注胶口，8-功能保护层，9-凸棱条，10-条状卡槽，11-盘承短管，12-盘插短管。

具体实施方式

S1：连接装置的预制：所述连接装置包括连接管，连接管的首端部设置有承接管101、尾端部设置有插接机构，承接管101的外侧壁贯穿设置有两个上下相对布置的顶出螺栓102，且两个顶出螺栓102的尾端均朝内；所述连接管是由两个上下分布的弧状的连接管片103组成的，两个连接管片103可拆卸地连接；连接管的外部套设有外护管；外护管的外径与第一管道2的外径一致、长度与连接管的长度一致；所述外护管是由两个上下分布的弧状的外护管片104组成的，两个外护管片104可拆卸地连接；每个外护管片104的内侧壁均固定有若干个左右平行分布的弧形的内肋条105；

S2：复通装置的预制：所述复通装置包括内套管501和外套管502，内套管501的右部穿于外套管502的左部，且两者的贴合部设置有若干个左右分布的密封胶圈503；内套管501的外侧壁左部固定有若干个沿周向等距离分布且纵向直立的定位耳板504；每个定位耳板504的左侧均设置有与其平行放置且固定于内套管501外侧壁的挡板505；每个定位耳板504上均穿设有位于挡板505的右侧且横向放置的调节螺栓506；外套管502的外侧壁右部固定有若干个与定位耳板504左右一一正对且带有螺孔的固定板507，调节螺栓506的尾部一一对应地旋拧于固定板507的螺孔内；内套管501的左端部设置有第一连接机构；外套管502的右端部设置有第二连接机构；

S3：外封管的预制：所述外封管是由两个上下分布的弧状的外封管片6组成的，且两个外封管片6可拆卸地连接；所述外封管片6包括从左至右依次衔接为一体的第一直管片601、第一过渡管片602、第二直管片603、第二过渡管片604、第三直管片605；第一直管片601的内径、第三直管片605的内径均小于第二直管片603的内径；第一过渡管片602的侧壁与第二过渡管片604的侧壁均开设有注胶口7；

S4：连接装置的安装：根据管道设计要求，在管道分支段安装连接装置，安装过程包括以下步骤：首先将连接管放置于第一管道2与第二管道3之间，并通过插接机构将连接管的尾端部与第二管道3的承接部承插连接，将承接管与第一管道2的插接部承插连接，然后旋拧两个顶出螺栓102，使两个顶出螺栓102的尾端均贴合于第一管道2的插接部，由此完成连接管的安装；最后在连接管的外侧安装两个外护管片104，并连接两个外护管片104，使各个内肋条105的内弧面均贴合于连接管的外侧壁，由此完成连接装置的安装；

S5：顶管作业：将安装有连接装置的第一管道2与第二管道3进行顶管作业，使连接装置与第一管道2、第二管道3同步顶进；

S7：连接装置的拆除：首先拆除两个外护管片104，接着解除两个连接管片103的连接，然后依次旋拧两个顶出螺栓102，两个顶出螺栓102向外移动使得承接管101的内侧壁与第一管道2的插接部分离，由此实现连接管片103与第一管道2分离的目的，完成连接装置的拆除；

S8：分支管件4的安装：根据管道设计要求，将管道分支段的分支管件4连接于第一管道2的右端部；

S9：复通装置的安装：首先通过第一连接机构将内套管501的左端连接于分支管件4的右端，然后调节每根调节螺栓506，调节螺栓506转动带动固定板507从左向右移动，由此带动外套管502向右移动，直至外套管502的右端与第二管道3的左端相接触，最后通过第二连接机构将外套管502的右端连接于第二管道3的左端，由此完成复通装置的安装；

S10：复通装置外部功能保护层8的设置：首先将两个第一直管片601套在分支管件4的右端部，接着将两个第三直管片605套在第二管道3的左端部，而后连接两个外封管片6，然后通过注胶口7向外封管的内腔填充功能保护材料，形成环状的功能保护层8，由此完成复通装置外部功能保护层8的设置。

所述分支管件4为三通接头或阀门。

所述第一连接机构为与分支管件4的插接部承插连接且与内套管501为一体结构的承接管I508；所述第二连接机构为与第二管道3的承接部承插连接且与外套管502为一体结构的插接管509。

所述第一连接机构与第二连接机构均为纵向直立的法兰盘510。

两个连接管片103的侧壁共同穿设有两个竖向放置且带有锁紧螺母106的连接螺栓107；每个连接管片103的侧壁均沿竖向向内凹陷形成两个左右分布的沉头槽108，且两个连接管片103的沉头槽108上下正对，每个沉头槽108的槽底均开设有贯穿连接管片103内侧壁、外侧壁的安装孔，连接螺栓107穿于安装孔内。

外护管片104的内侧壁、外封管片6的内侧壁位于前后方向的一端均一体设置有横向布置的凸棱条9、另一端均一体设置有横向布置且与凸棱条9形状配合的条状卡槽10；两个外封管片6的凸棱条9与条状卡槽10对调设置且相互配合；两个外护管片104的凸棱条9与条状卡槽10对调设置且相互配合。

施工中，当第一管道2与连接装置、第二管道3与连接装置、第一管道2与分支管件4、复通装置与分支管件4、复通装置与第二管道3的接口型式不匹配时，使用盘承短管11或盘插短管12转换。

所述插接机构为两个一体固定于连接管的尾端面且上下分布的限位插条109，两个限位插条109的外表面均贴合于第二管道3的承接部。

所述内套管501呈直管状；所述外套管502包括左右分布且衔接为一体的左直管段与右直管段，且左直管段的内径大于右直管段的内径。

所述定位耳板504的数目为三个；位于内套管501与外套管502之间的密封胶圈503的数目为两个；所述连接管、内套管501、外套管502均是由钢材制成的；外护管、外封管均是由硬质塑料制成的；所述功能保护层8是由泡沫密封胶制成的。

所述调节螺栓506的螺杆段左部呈光滑结构、右部呈螺纹结构。

Claims

1.一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1：连接装置的预制：所述连接装置包括连接管，连接管的首端部设置有承接管（101）、尾端部设置有插接机构，承接管（101）的外侧壁贯穿设置有两个上下相对布置的顶出螺栓（102），且两个顶出螺栓（102）的尾端均朝内；所述连接管是由两个上下分布的弧状的连接管片（103）组成的，两个连接管片（103）可拆卸地连接；连接管的外部套设有外护管；外护管的外径与第一管道（2）的外径一致、长度与连接管的长度一致；所述外护管是由两个上下分布的弧状的外护管片（104）组成的，两个外护管片（104）可拆卸地连接；每个外护管片（104）的内侧壁均固定有若干个左右平行分布的弧形的内肋条（105）；

S2：复通装置的预制：所述复通装置包括内套管（501）和外套管（502），内套管（501）的右部穿于外套管（502）的左部，且两者的贴合部设置有若干个左右分布的密封胶圈（503）；内套管（501）的外侧壁左部固定有若干个沿周向等距离分布且纵向直立的定位耳板（504）；每个定位耳板（504）的左侧均设置有与其平行放置且固定于内套管（501）外侧壁的挡板（505）；每个定位耳板（504）上均穿设有位于挡板（505）的右侧且横向放置的调节螺栓（506）；外套管（502）的外侧壁右部固定有若干个与定位耳板（504）左右一一正对且带有螺孔的固定板（507），调节螺栓（506）的尾部一一对应地旋拧于固定板（507）的螺孔内；内套管（501）的左端部设置有第一连接机构；外套管（502）的右端部设置有第二连接机构；

S3：外封管的预制：所述外封管是由两个上下分布的弧状的外封管片（6）组成的，且两个外封管片（6）可拆卸地连接；所述外封管片（6）包括从左至右依次衔接为一体的第一直管片（601）、第一过渡管片（602）、第二直管片（603）、第二过渡管片（604）、第三直管片（605）；第一直管片（601）的内径、第三直管片（605）的内径均小于第二直管片（603）的内径；第一过渡管片（602）的侧壁与第二过渡管片（604）的侧壁均开设有注胶口（7）；

S4：连接装置的安装：根据管道设计要求，在管道分支段安装连接装置，安装过程包括以下步骤：首先将连接管放置于第一管道（2）与第二管道（3）之间，并通过插接机构将连接管的尾端部与第二管道（3）的承接部承插连接，将承接管与第一管道（2）的插接部承插连接，然后旋拧两个顶出螺栓（102），使两个顶出螺栓（102）的尾端均贴合于第一管道（2）的插接部，由此完成连接管的安装；最后在连接管的外侧安装两个外护管片（104），并连接两个外护管片（104），使各个内肋条（105）的内弧面均贴合于连接管的外侧壁，由此完成连接装置的安装；

S5：顶管作业：将安装有连接装置的第一管道（2）与第二管道（3）进行顶管作业，使连接装置与第一管道（2）、第二管道（3）同步顶进；

S7：连接装置的拆除：首先拆除两个外护管片（104），接着解除两个连接管片（103）的连接，然后依次旋拧两个顶出螺栓（102），两个顶出螺栓（102）向外移动使得承接管（101）的内侧壁与第一管道（2）的插接部分离，由此实现连接管片（103）与第一管道（2）分离的目的，完成连接装置的拆除；

S8：分支管件（4）的安装：根据管道设计要求，将管道分支段的分支管件（4）连接于第一管道（2）的右端部；

S9：复通装置的安装：首先通过第一连接机构将内套管（501）的左端连接于分支管件（4）的右端，然后调节每根调节螺栓（506），调节螺栓（506）转动带动固定板（507）从左向右移动，由此带动外套管（502）向右移动，直至外套管（502）的右端与第二管道（3）的左端相接触，最后通过第二连接机构将外套管（502）的右端连接于第二管道（3）的左端，由此完成复通装置的安装；

S10：复通装置外部功能保护层（8）的设置：首先将两个第一直管片（601）套在分支管件（4）的右端部，接着将两个第三直管片（605）套在第二管道（3）的左端部，而后连接两个外封管片（6），然后通过注胶口（7）向外封管的内腔填充功能保护材料，形成环状的功能保护层（8），由此完成复通装置外部功能保护层（8）的设置。

2.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述分支管件（4）为三通接头或阀门。

3.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述第一连接机构为与分支管件（4）的插接部承插连接且与内套管（501）为一体结构的承接管I（508）；所述第二连接机构为与第二管道（3）的承接部承插连接且与外套管（502）为一体结构的插接管（509）。

4.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述第一连接机构与第二连接机构均为纵向直立的法兰盘（510）。

5.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：两个连接管片（103）的侧壁共同穿设有两个竖向放置且带有锁紧螺母（106）的连接螺栓（107）；每个连接管片（103）的侧壁均沿竖向向内凹陷形成两个左右分布的沉头槽（108），且两个连接管片（103）的沉头槽（108）上下正对，每个沉头槽（108）的槽底均开设有贯穿连接管片（103）内侧壁、外侧壁的安装孔，连接螺栓（107）穿于安装孔内。

6.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：外护管片（104）的内侧壁、外封管片（6）的内侧壁位于前后方向的一端均一体设置有横向布置的凸棱条（9）、另一端均一体设置有横向布置且与凸棱条（9）形状配合的条状卡槽（10）；两个外封管片（6）的凸棱条（9）与条状卡槽（10）对调设置且相互配合；两个外护管片（104）的凸棱条（9）与条状卡槽（10）对调设置且相互配合。

7.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：施工中，当第一管道（2）与连接装置、第二管道（3）与连接装置、第一管道（2）与分支管件（4）、复通装置与分支管件（4）、复通装置与第二管道（3）的接口型式不匹配时，使用盘承短管（11）或盘插短管（12）转换。

8.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述插接机构为两个一体固定于连接管的尾端面且上下分布的限位插条（109），两个限位插条（109）的外表面均贴合于第二管道（3）的承接部。

9.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述内套管（501）呈直管状；所述外套管（502）包括左右分布且衔接为一体的左直管段与右直管段，且左直管段的内径大于右直管段的内径。

10.根据权利要求1所述的一种远距离连续顶管用分支段预留与复通施工方法，其特征在于：所述定位耳板（504）的数目为三个；位于内套管（501）与外套管（502）之间的密封胶圈（503）的数目为两个；所述连接管、内套管（501）、外套管（502）均是由钢材制成的；外护管、外封管均是由硬质塑料制成的；所述功能保护层（8）是由泡沫密封胶制成的。