CN113339585B - 一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法 - Google Patents

一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,包括如下步骤:(a)施工准备;(b)第一根钢管就位;(c)定位第一根钢管;(d)逐根穿管。本发明施工难度低、效率高,灵活适用,前后分步有序,便于控制,保证施工质量,钢管推进便捷,设备投入成本低,前后两根钢管连接牢固,结构稳固,密封性强,使用寿命长。

Description

一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法
技术领域
本发明属于管道施工技术领域,尤其涉及一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法。
背景技术
顶管施工是一种在地下铺设管道、利用少开挖或不开挖技术的施工方法之一,普遍使用在引水工程中。顶管大多采用钢筋混凝土管道,各管节之间的橡胶密封圈安装质量欠佳可能导致管道整体的密闭性不良,因此需要在顶管内另行安装钢管作为过流通道。
在施工过程中,将下一节钢管吊装至工作井内与上一节钢管焊接后再由顶管机顶进,如此循环直至全部施工完成,该方法存在钢管的安装精度无法调节、难以控制的问题;钢管与顶管之间的摩擦力大,磨损严重,使用寿命短;钢管无法与顶管有效对中,会造成顶管变形后,直接作用于钢管,使钢管遭到损坏,大大降低了整个管道的抗变形能力。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题,提供一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,施工难度低、效率高,灵活适用,前后分步有序,便于控制,保证施工质量,钢管推进便捷,设备投入成本低,前后两根钢管连接牢固,结构稳固,密封性强,使用寿命长。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(a)施工准备:
⑴清理工作井的内底面,并压实整平;
⑵在顶管的末端安装挡板,对顶管的出口进行封闭;
(b)第一根钢管就位:
⑴将托管架平放在工作井的内底面上,与顶管进行对齐,然后就地固定;
⑵将第一根钢管吊入工作井内,平放在托管架上,通过对称分布的托辊托住钢管;
⑶展开穿管支架,向外拉开弧形管套,使得弧形管套与弧形拉杆围合而成的夹管空间变大,然后将两个穿管支架套在钢管的前端,放松弧形管套,使得弧形管套夹住钢管;
⑷在钢管的前端焊接第一钢环,通过第一钢环阻挡穿管支架脱出钢管;
⑸将地面吊机连接的钢丝绳绕过托管架上的定滑轮,在钢丝绳的端头安装挂钩,将挂钩勾住钢管的末端,两个挂钩对称分布在钢管上;
(c)定位第一根钢管:
⑴启动吊机进行牵引,人工辅助推进,将第一根钢管向顶管内送入;
⑵当第一根钢管的前端与顶管的进口端相遇时,停止牵引、推进,启动液压油缸,带动V型摆杆的下端向上摆动,V型摆杆的上端则向下摆动,带动托辊向内靠拢,将钢管向上顶起,控制钢管的轴心与顶管轴心的偏差为10~20mm,然后停止液压油缸;
⑶人工推进第一根钢管,使第一个穿管支架进入到顶管内,然后转动导向组件的端头螺柱上的定位螺帽,带动U型基座向外滑动,使得U型基座上的导向滚轮贴住顶管内壁;
⑷人工继续推进,在第二个穿管支架进入顶管前停止推进,展开第二个穿管支架,然后启动吊机进行牵引,使第一根钢管超过一半的长度进入到顶管内,停止牵引,放松第二个穿管支架,使其夹住钢管;
⑸人工推进该钢管,使第二个穿管支架进入到顶管内,然后转动第二个穿管支架上的定位螺帽,使导向滚轮贴住顶管内壁;
⑹启动吊机继续牵引,直至第一根钢管离开托管架后停止牵引,卸掉挂钩,在钢管的末端套装第三个穿管支架,并在钢管的末端焊接第二钢环;
⑺人工继续推进该钢管,使得第一根钢管的末端到达顶管的进口处,然后转动第三个穿管支架上的定位螺帽,使导向滚轮贴住顶管内壁;
(d)逐根穿管:
⑴将下一根钢管吊入工作井内,平放在托管架上,然后在该钢管的前端套装一个穿管支架、并焊接第一钢环,接着将挂钩勾住该钢管的末端;
⑵启动吊机进行牵引,人工辅助推进,将该钢管向顶管内送入;
⑶当该钢管的前端与上一根钢管的末端相遇时,停止吊机牵引,人工继续推进,将该钢管的第一钢环上的固定凸环嵌入到上一根钢管的第二钢环上的定位环槽内,使得该钢管的第一钢环与上一根钢管的第二钢环贴合,然后将端头螺杆横向穿过位于上一根钢管末端处的弧形拉杆上的固定通孔与该钢管前端的弧形拉杆上的固定通孔,接着在端头螺杆上安装紧固螺帽,将端头螺杆进行锁紧;
⑷对该钢管的第一钢环与上一根钢管的第二钢环的连接处进行焊接,然后在焊接处喷涂防腐涂料;
⑸人工推进,使该钢管前端的穿管支架进入到顶管内,调节其导向组件,使导向滚轮贴住顶管内壁;
⑹启动吊机进行牵引,直至该钢管离开托管架后停止牵引,卸掉挂钩,在该钢管的末端套装一个穿管支架,并在该钢管的末端焊接第二钢环;
⑺人工继续推进该钢管,使得该钢管的末端到达顶管的进口处,然后调节该钢管末端的导向组件,使导向滚轮贴住顶管内壁;
⑻重复步骤⑴~⑺,将钢管逐根安装到顶管内,直至第一根钢管与顶管末端的挡板抵触。
进一步,施工完毕后,安排工人进入钢管内,对前后相邻两根钢管的内壁连接处进行焊接加固,然后在焊接处喷涂防腐涂料,涂层厚度为0.1~0.3mm,提高了相邻两根钢管之间的连接强度,形成一体,相互牵制,连接处不容易开裂、渗水,使用寿命长;防腐涂料可采用胺固化环氧树脂涂料,具有优良的防腐蚀性能,对焊接处进行保护,提高了焊接加固效果。
进一步,还包括步骤(e)灌浆:⑴在顶管内安装挡板,通过挡板封闭顶管与最后一根钢管之间的环隙;⑵在该挡板上开孔,通过灌浆机将水泥砂浆注入到顶管与钢管的环隙内;⑶灌浆结束后,待水泥砂浆凝固完全,拆除挡板,可连续注浆,注浆效率高,水泥砂浆填满了顶管与钢管之间的环隙,密实可靠,将顶管与钢管粘接成体,形成稳定的结构体,两者之间不容易发生相对运动,将钢管围护在内,保护了钢管,保证钢管在压力输水状态下运行稳定,且不受外渗地下水的影响,水泥砂浆依附在穿管支架上,形成加强段,提高了整体的结构强度,提高了承载强度,给予顶管支撑,抵抗周围土体对顶管的挤压作用,延长了顶管的使用寿命,水泥砂浆依附在第一钢环和第二钢环上,进而提高了相邻两根钢管的连接强度,施工难度小,便于现场快速布置。
进一步,步骤(b)中对齐的具体做法为将托管架的U型底座靠住洞口外壁,保持顶管的垂直中心线与U型底座的中心线位于同一平面内,后续将钢管放在托管架上,实现钢管的中轴线与顶管的中轴线位于同一平面内,利于后续同心对中,定位简单,施工难度低。
进一步,步骤(b)中托管架包括U型底座,U型底座上对称分布有定滑轮和固定支架,固定支架之间转动连接有液压油缸,固定支架的两侧均转动连接有V型摆杆,液压油缸通过传动轴转动连接V型摆杆的一端,V型摆杆的另一端转动连接有托辊,液压油缸驱动后带动V型摆杆摆动,V型摆杆带动托辊上下运动,保持左右分布的两根托辊间距小于钢管的管径,实现将钢管托住,可灵活改变钢管的高度位置,使得钢管的中心与顶管的中心位于同一水平线上,可适用于不同管径的钢管,适用性强。
进一步,固定支架之间设有导送组件,导送组件包括固定板、压簧、U型支座和导送轮,压簧均匀分布在固定板与U型支座之间,导向轮转动连接在U型支座上,固定板设于固定支架之间,导送轮的高度位置可变,压簧压缩后产生的反弹力作用在U型支座上,保持导送轮贴住钢管外壁,在钢管的推进过程中,导送轮发生滚动,助推钢管,利于钢管穿入顶管内,降低了施工强度,可适用于不同管径的钢管,适用性强。
进一步,U型支座的底面上均匀分布有尖刺,提高了U型底座的破土能力,抓地牢靠,不容易倾倒、移位,简单实用。
进一步,步骤(b)中穿管支架包括弧形管套、弧形拉杆和导向组件,弧形拉杆活动在弧形管套的弧形内槽中,弧形内槽与弧形拉杆之间设有拉簧,弧形拉杆上设有固定通孔,导向组件包括底块、U型基座和导向滚轮,导向滚轮转动连接在U型基座上,U型基座滑动连接在底块上,底块上设有端头螺柱,端头螺柱穿过U型基座,端头螺柱上连接有定位螺帽,定位螺帽位于U型基座的外侧,穿管支架的夹管口大小可灵活变化,以适用于不同管径的钢管,适应性强,拉簧被拉伸后产生的反弹力回拉弧形管套,使得弧形管套紧贴钢管,多个方向同时作用,夹固可靠,穿管支架也不容易自由滑动,安装可靠;端头螺柱的端头限制U型基座脱离端头螺柱,使得U型基座限位连接在端头螺柱上,避免丢失, U型基座在端头螺柱上的高度位置可变,实际使用时,转动定位螺帽,通过定位螺帽给予U型基座支撑,阻止U型基座向底块方向滑动,使得导向滚轮贴住顶管内壁,在钢管的推进过程中,导向滚轮发生滚动,助推钢管,实现滑动式穿管,大大减小了推进阻力,利于钢管穿入顶管内,降低了施工难度和设备的投入成本。
进一步,底块上设有导向杆,导向杆以端头螺柱为中心对称分布,U型基座的两侧均设有与导向杆相对应的导向通孔,保证U型基座定向滑动而不产生偏转,从而保证导向滚轮的移动方向与钢管的输送方向保持一致,利于钢管穿入顶管内。
进一步,弧形管套的内壁设有橡胶垫,缓和了弧形管套与钢管之间的接触面,避免横向滑动穿管支架的过程中在钢管外壁上留下划痕而造成破坏,同时提高了弧形管套与钢管接触的紧密程度,提高了穿管支架的安装稳固性。
本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:
液压油缸带动V型摆杆摆动,V型摆杆带动托辊上下运动,保持左右分布的两根托辊间距小于钢管的管径,实现将钢管托住,可灵活改变钢管的高度位置,使得钢管的中心与顶管的中心对齐,可适用于不同管径的钢管,适用性强;导送轮的高度位置可变,压簧压缩后产生的反弹力作用在U型支座上,保持导送轮贴住钢管外壁,在钢管的推进过程中,导送轮发生滚动,助推钢管,利于钢管穿入顶管内,降低了施工强度,可适用于不同管径的钢管,适用性强。
穿管支架可拉伸展开,可灵活改变夹管口的大小,以适用于不同管径的钢管,适应性强,在拉伸过程中,弧形拉杆进入到弧形内槽中的长度不断改变,拉簧产生反弹力回拉弧形拉杆,进而抵抗各个弧形管套相互远离,使得弧形管套紧贴钢管,多个方向同时作用,实现将钢管包夹,可靠性高,穿管支架也不容易自由滑动,安装可靠。
U型基座在端头螺柱上的高度位置可变,以适应于顶管与钢管之间的管径差,实际使用时,转动定位螺帽,通过定位螺帽给予U型基座支撑,阻止U型基座向底块方向滑动,使得导向滚轮贴住顶管内壁,在钢管的推进过程中,导向滚轮发生滚动,助推钢管,实现滑动式穿管,大大减小了推进阻力,利于钢管穿入顶管内,降低了施工难度和设备的投入成本。
前一根钢管作为后一根钢管的施工定位基础,对接方便,施工效率高,操作难度低,第一根钢管的施工过程最为重要,确保第一根钢管位于顶管内中心位置,可提高后续钢管的施工质量;在施工过程中,第一根钢管离开托辊后无需借助额外设备提供竖直向拉力,此时两个穿管支架分布在钢管中心的两侧,通过这两个穿管支架支撑钢管,避免钢管失去托辊的支撑而倾倒,无缝过渡,保持水平放置状态;前后相邻两根钢管之间连接端头螺杆,将前后相邻两根钢管的穿管支架紧密连接在一起,使得两根钢管连接成体,无法分离和发生相对活动,同时使得下一根钢管的第一钢环与上一根钢管的第二钢环接触更加紧密,提高了两根钢管连接处的密封性。
灌注的水泥砂浆填满了顶管与钢管之间的环隙,密实可靠,将顶管与钢管粘接成体,形成稳定的结构体,两者之间不容易发生相对运动,将钢管围护在内,保护了钢管,保证钢管在压力输水状态下运行稳定,且不受外渗地下水的影响;钢管位于顶管内中心位置,利于钢管周向受力均匀,避免局部受压过大而影响使用,使用寿命长;水泥砂浆依附在穿管支架上,形成加强段,提高了整体的结构强度,提高了承载强度,给予顶管支撑,抵抗周围土体对顶管的挤压作用,延长了顶管的使用寿命,进而提高了穿管支架的使用价值;水泥砂浆依附在第一钢环和第二钢环上,进而提高了相邻两根钢管的连接强度,施工难度小,便于现场快速布置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明中多根钢管对接完成的结构示意图;
图2为本发明中两根钢管对接的结构示意图;
图3为本发明中托管架托住钢管的结构示意图;
图4为本发明中托管架的结构示意图;
图5为本发明中穿管支架的结构示意图;
图6为本发明中弧形管套和弧形拉杆连接的结构示意图。
图中:1-钢管;2-托管架;3-U型底座;4-尖刺;5-定滑轮;6-固定支架; 7-液压油缸;8-V型摆杆;9-传动轴;10-托辊;11-固定板;12-压簧;13-U型支座;14-导送轮;15-穿管支架;16-弧形管套;17-弧形拉杆;18-导向组件; 19-弧形内槽;20-拉簧;21-橡胶垫;22-固定通孔;23-底块;24-U型基座;25- 导向滚轮;26-端头螺柱;27-定位螺帽;28-导向杆;29-第一钢环;30-第二钢环;31-固定凸环;32-定位环槽;33-端头螺杆;34-紧固螺帽。
具体实施方式
如图1至图6所示,为本发明一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,包括如下步骤:
(a)施工准备:
⑴清理工作井的内底面,并压实整平;
⑵在顶管的末端安装挡板,对顶管的出口进行封闭;
(b)第一根钢管1就位:托管架2包括U型底座3,U型支座的底面上均匀分布有尖刺4,提高了U型底座3的破土能力,抓地牢靠,不容易倾倒、移位,简单实用。U型底座3上对称分布有定滑轮5和固定支架6,固定支架6之间转动连接有液压油缸7,固定支架6的两侧均转动连接有V型摆杆8,液压油缸7 通过传动轴9转动连接V型摆杆8的一端,V型摆杆8的另一端转动连接有托辊 10,液压油缸7驱动后带动V型摆杆8摆动,V型摆杆8带动托辊10上下运动,保持左右分布的两根托辊10间距小于钢管1的管径,实现将钢管1托住,可灵活改变钢管1的高度位置,使得钢管1的中心与顶管的中心位于同一水平线上,可适用于不同管径的钢管1,适用性强。
固定支架6之间设有导送组件,导送组件包括固定板11、压簧12、U型支座13和导送轮14,压簧12均匀分布在固定板11与U型支座13之间,导向轮转动连接在U型支座13上,固定板11设于固定支架6之间,导送轮14的高度位置可变,压簧12压缩后产生的反弹力作用在U型支座13上,保持导送轮14 贴住钢管1外壁,在钢管1的推进过程中,导送轮14发生滚动,助推钢管1,利于钢管1穿入顶管内,降低了施工强度,可适用于不同管径的钢管1,适用性强。
⑴将托管架2平放在工作井的内底面上,与顶管进行对齐,对齐的具体做法为将托管架2的U型底座3靠住洞口外壁,保持顶管的垂直中心线与U型底座3的中心线位于同一平面内,后续将钢管1放在托管架2上,实现钢管1的中轴线与顶管的中轴线位于同一平面内,利于后续同心对中,定位简单,施工难度低。然后下压U型支座13,使尖刺4穿入到土体内,实现就地固定。
⑵将第一根钢管1吊入工作井内,平放在托管架2上,通过对称分布的托辊10托住钢管1。
穿管支架15包括弧形管套16、弧形拉杆17和导向组件18,弧形拉杆17 活动在弧形管套16的弧形内槽19中,弧形内槽19与弧形拉杆17之间设有拉簧20,实现穿管支架15可拉伸展开,可灵活改变夹管口的大小,以适用于不同管径的钢管1,适应性强,在拉伸过程中,弧形拉杆17进入到弧形内槽19中的长度不断改变,拉簧20产生反弹力回拉弧形拉杆17,进而抵抗各个弧形管套 16相互远离,使得弧形管套16紧贴钢管1,多个方向同时作用,实现将钢管1 包夹,可靠性高,穿管支架15也不容易自由滑动,安装可靠。弧形管套16的内壁设有橡胶垫21,缓和了弧形管套16与钢管1之间的接触面,避免横向滑动穿管支架15的过程中在钢管1外壁上留下划痕而造成破坏,同时提高了弧形管套16与钢管1接触的紧密程度,提高了穿管支架15的安装稳固性。
弧形拉杆17上设有固定通孔22,导向组件18包括底块23、U型基座24和导向滚轮25,导向滚轮25转动连接在U型基座24上,U型基座24滑动连接在底块23上,底块23上设有端头螺柱26,端头螺柱26穿过U型基座24,端头螺柱26上连接有定位螺帽27,定位螺帽27位于U型基座24的外侧,端头螺柱 26的端头限制U型基座24脱离端头螺柱26,使得U型基座24限位连接在端头螺柱26上,避免丢失,U型基座24在端头螺柱26上的高度位置可变,以适应于顶管与钢管1之间的管径差,实际使用时,转动定位螺帽27,通过定位螺帽 27给予U型基座24支撑,阻止U型基座24向底块23方向滑动,使得导向滚轮 25贴住顶管内壁,在钢管1的推进过程中,导向滚轮25发生滚动,助推钢管1,实现滑动式穿管,大大减小了推进阻力,利于钢管1穿入顶管内,降低了施工难度和设备的投入成本。
底块23上设有导向杆28,导向杆28以端头螺柱26为中心对称分布,U型基座24的两侧均设有与导向杆28相对应的导向通孔,在调节过程中保证U型基座24定向滑动而不产生偏转,从而保证导向滚轮25的移动方向与钢管1的输送方向保持一致,利于钢管1穿入顶管内。
⑶展开穿管支架15,向外拉开弧形管套16,使得弧形管套16与弧形拉杆 17围合而成的夹管空间变大,然后将两个穿管支架15套在钢管1的前端,放松弧形管套16,使得弧形管套16夹住钢管1。
⑷在钢管1的前端焊接第一钢环29,弧形管套16无法通过第一钢环29,通过第一钢环29阻挡穿管支架15脱出钢管1。
⑸将地面吊机连接的钢丝绳绕过托管架2上的定滑轮5,在钢丝绳的端头安装挂钩,将挂钩勾住钢管1的末端,两个挂钩对称分布在钢管1上,吊机同时牵引两根钢丝绳,将竖直向牵引力转换为水平向推力,带动钢管1推进,两侧同时受力,平稳性高,代替顶管机顶推或者卷扬机牵引,减少了机械的投入成本。
(c)定位第一根钢管1:
⑴启动吊机进行牵引,人工辅助推进,将第一根钢管1向顶管内送入;
⑵当第一根钢管1的前端与顶管的进口端相遇时,停止牵引、推进,启动液压油缸7,带动V型摆杆8的下端向上摆动,V型摆杆8的上端则向下摆动,带动托辊10向内靠拢,将钢管1向上顶起,控制钢管1的轴心与顶管轴心的偏差为10~20mm,然后停止液压油缸7,降低了钢管1的轴心与顶管的轴心对齐的精度要求,产生的位置偏差影响很小,代替垫片叠加调整钢管1的高度位置的方式,操作省力,更便于控制。
⑶人工推进第一根钢管1,使第一个穿管支架15进入到顶管内,然后转动导向组件18的端头螺柱26上的定位螺帽27,带动U型基座24向外滑动,使得U型基座24上的导向滚轮25贴住顶管内壁,第一个穿管支架15调整完毕,钢管1通过导向滚轮25与顶管内壁多点接触。
⑷人工继续推进,在第二个穿管支架15进入顶管前停止推进,展开第二个穿管支架15,然后启动吊机进行牵引,使第一根钢管1超过一半的长度进入到顶管内,停止牵引,放松第二个穿管支架15,使其夹住钢管1。
⑸人工推进该钢管1,使第二个穿管支架15进入到顶管内,然后转动第二个穿管支架15上的定位螺帽27,使导向滚轮25贴住顶管内壁。
⑹启动吊机继续牵引,直至第一根钢管1离开托辊10后停止牵引,卸掉挂钩,此时两个穿管支架15分布在钢管1中心的两侧,通过这两个穿管支架15 支撑钢管1,避免钢管1失去托辊10的支撑而倾倒,无缝过渡,保持水平放置状态,无需借助额外设备提供竖直向拉力。在钢管1的末端套装第三个穿管支架15,并在钢管1的末端焊接第二钢环30,第三个穿管支架15上的弧形管套 16无法通过第二钢环30,通过第二钢环30阻挡第三个穿管支架15脱出钢管1。
⑺人工继续推进该钢管1,使得第一根钢管1的末端到达顶管的进口处,然后转动第三个穿管支架15上的定位螺帽27,使导向滚轮25贴住顶管内壁,三个穿管支架15同时支撑钢管1,平稳性更高。
(d)逐根穿管:
⑴将下一根钢管1吊入工作井内,平放在托管架2上,然后在该钢管1的前端套装一个穿管支架15、并焊接第一钢环29,接着将挂钩勾住该钢管1的末端。
⑵启动吊机进行牵引,人工辅助推进,将该钢管1向顶管内送入。
⑶当该钢管1的前端与上一根钢管1的末端相遇时,停止吊机牵引,人工继续推进,将该钢管1的第一钢环29上的固定凸环31嵌入到上一根钢管1的第二钢环30上的定位环槽32内,使得该钢管1的第一钢环29与上一根钢管1 的第二钢环30贴合,定位方便,降低了施工难度,提高了施工效率。然后将端头螺杆33横向穿过位于上一根钢管1末端处的弧形拉杆17上的固定通孔22与该钢管1前端的弧形拉杆17上的固定通孔22,接着在端头螺杆33上安装紧固螺帽34,将端头螺杆33进行锁紧,限制端头螺杆33自由活动,将两根钢管1 的穿管支架15紧密连接在一起,使得两根钢管1连接成体,无法分离和发生相对活动,同时使得下一根钢管1的第一钢环29与上一根钢管1的第二钢环30 接触更加紧密,提高了两根钢管1连接处的密封性。
⑷对该钢管1的第一钢环29与上一根钢管1的第二钢环30的连接处进行焊接,使得两根钢管1固定连接在一起,可同步运动。然后在焊接处喷涂防腐涂料,防腐涂料可采用胺固化环氧树脂涂料,具有优良的防腐蚀性能,对焊接处进行保护,提高了焊接加固效果,从而提高了相邻两根钢管1的连接强度。
⑸人工推进,使该钢管1前端的穿管支架15进入到顶管内,调节其导向组件18,转动定位螺帽27,使导向滚轮25贴住顶管内壁。
⑹启动吊机进行牵引,直至该钢管1离开托管架2后停止牵引,卸掉挂钩,两根钢管1不会倾倒,在该钢管1的末端套装一个穿管支架15,并在该钢管1 的末端焊接第二钢环30,通过第二钢环30阻挡该穿管支架15脱出钢管1。
⑺人工继续推进该钢管1,使得该钢管1的末端到达顶管的进口处,然后调节该钢管1末端的导向组件18,转动定位螺帽27,使导向滚轮25贴住顶管内壁。
⑻重复步骤⑴~⑺,将钢管1逐根安装到顶管内,直至第一根钢管1与顶管末端的挡板抵触。
前一根钢管1作为后一根钢管1的施工定位基础,对接方便,施工效率高,操作难度低,第一根钢管1的施工过程最为重要,确保第一根钢管1位于顶管内中心位置,可提高后续钢管1的施工质量。
⑼施工完毕后,安排工人进入钢管1内,对前后相邻两根钢管1的内壁连接处进行焊接加固,提高了相邻两根钢管1之间的连接强度,形成一体,相互牵制,连接处不容易开裂、渗水,使用寿命长。然后在焊接处喷涂防腐涂料,涂层厚度为0.1~0.3mm,防腐涂料可采用胺固化环氧树脂涂料,具有优良的防腐蚀性能,对焊接处进行保护,提高了焊接加固效果。
(e)灌浆:
⑴在顶管内安装挡板,通过挡板封闭顶管与最后一根钢管1之间的环隙;
⑵在该挡板上开孔,通过灌浆机将水泥砂浆注入到顶管与钢管1的环隙内;
⑶灌浆结束后,待水泥砂浆凝固完全,拆除挡板。
可连续注浆,注浆效率高,水泥砂浆填满了顶管与钢管1之间的环隙,密实可靠,将顶管与钢管1粘接成体,形成稳定的结构体,两者之间不容易发生相对运动,将钢管1围护在内,保护了钢管1,保证钢管1在压力输水状态下运行稳定,且不受外渗地下水的影响;钢管1位于顶管内中心位置,利于钢管1 周向受力均匀,避免局部受压过大而影响使用,使用寿命长;水泥砂浆依附在穿管支架15上,形成加强段,提高了整体的结构强度,提高了承载强度,给予顶管支撑,抵抗周围土体对顶管的挤压作用,延长了顶管的使用寿命,进而提高了穿管支架15的使用价值;水泥砂浆依附在第一钢环29和第二钢环30上,进而提高了相邻两根钢管1的连接强度,施工难度小,便于现场快速布置。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于包括如下步骤: (a)施工准备: ⑴清理工作井的内底面,并压实整平; ⑵在顶管的末端安装挡板,对顶管的出口进行封闭; (b)第一根钢管就位: ⑴将托管架平放在工作井的内底面上,与顶管进行对齐,然后就地固定;所述托管架包括U型底座,所述U型底座上对称分布有定滑轮和固定支架,所述固定支架之间转动连接有液压油缸,所述固定支架的两侧均转动连接有V型摆杆,所述液压油缸通过传动轴转动连接所述V型摆杆的一端,所述V型摆杆的另一端转动连接有托辊; ⑵将第一根钢管吊入工作井内,平放在托管架上,通过对称分布的托辊托住钢管; ⑶展开穿管支架,向外拉开弧形管套,使得弧形管套与弧形拉杆围合而成的夹管空间变大,然后将两个穿管支架套在钢管的前端,放松弧形管套,使得弧形管套夹住钢管; 所述穿管支架包括弧形管套、弧形拉杆和导向组件,所述弧形拉杆活动在所述弧形管套的弧形内槽中,所述弧形内槽与所述弧形拉杆之间设有拉簧,所述弧形拉杆上设有固定通孔,所述导向组件包括底块、U型基座和导向滚轮,所述导向滚轮转动连接在所述U型基座上,所述U型基座滑动连接在所述底块上,所述底块上设有端头螺柱,所述端头螺柱穿过所述U型基座,所述端头螺柱上连接有定位螺帽,所述定位螺帽位于所述U型基座的外侧; ⑷在钢管的前端焊接第一钢环,通过第一钢环阻挡穿管支架脱出钢管; ⑸将地面吊机连接的钢丝绳绕过托管架上的定滑轮,在钢丝绳的端头安装挂钩,将挂钩勾住钢管的末端,两个挂钩对称分布在钢管上;(c)定位第一根钢管: ⑴启动吊机进行牵引,人工辅助推进,将第一根钢管向顶管内送入;⑵当第一根钢管的前端与顶管的进口端相遇时,停止牵引、推进,启动液压油缸,带动V型摆杆的下端向上摆动,V型摆杆的上端则向下摆动,带动托辊向内靠拢,将钢管向上顶起,控制钢管的轴心与顶管轴心的偏差为10~20mm,然后停止液压油缸; ⑶人工推进第一根钢管,使第一个穿管支架进入到顶管内,然后转动导向组件的端头螺柱上的定位螺帽,带动U型基座向外滑动,使得U型基座上的导向滚轮贴住顶管内壁; ⑷人工继续推进,在第二个穿管支架进入顶管前停止推进,展开第二个穿管支架,然后启动吊机进行牵引,使第一根钢管超过一半的长度进入到顶管内,停止牵引,放松第二个穿管支架,使其夹住钢管; ⑸人工推进该钢管,使第二个穿管支架进入到顶管内,然后转动第二个穿管支架上的定位螺帽,使导向滚轮贴住顶管内壁; ⑹启动吊机继续牵引,直至第一根钢管离开托管架后停止牵引,卸掉挂钩,在钢管的末端套装第三个穿管支架,并在钢管的末端焊接第二钢环; ⑺人工继续推进该钢管,使得第一根钢管的末端到达顶管的进口处,然后转动第三个穿管支架上的定位螺帽,使导向滚轮贴住顶管内壁; (d)逐根穿管: ⑴将下一根钢管吊入工作井内,平放在托管架上,然后在该钢管的前端套装一个穿管支架、并焊接第一钢环,接着将挂钩勾住该钢管的末端; ⑵启动吊机进行牵引,人工辅助推进,将该钢管向顶管内送入; ⑶当该钢管的前端与上一根钢管的末端相遇时,停止吊机牵引,人工继续推进,将该钢管的第一钢环上的固定凸环嵌入到上一根钢管的第二钢环上的定位环槽内,使得该钢管的第一钢环与上一根钢管的第二钢环贴合,然后将端头螺杆横向穿过位于上一根钢管末端处的弧形拉杆上的固定通孔与该钢管前端的弧形拉杆上的固定通孔,接着在端头螺杆上安装紧固螺帽,将端头螺杆进行锁紧; ⑷对该钢管的第一钢环与上一根钢管的第二钢环的连接处进行焊接,然后在焊接处喷涂防腐涂料; ⑸人工推进,使该钢管前端的穿管支架进入到顶管内,调节其导向组件,使导向滚轮贴住顶管内壁; ⑹启动吊机进行牵引,直至该钢管离开托管架后停止牵引,卸掉挂钩,在该钢管的末端套装一个穿管支架,并在该钢管的末端焊接第二钢环; ⑺人工继续推进该钢管,使得该钢管的末端到达顶管的进口处,然后调节该钢管末端的导向组件,使导向滚轮贴住顶管内壁; ⑻重复步骤⑴~⑺,将钢管逐根安装到顶管内,直至第一根钢管与顶管末端的挡板抵触。
2.根据权利要求1所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:施工完毕后,安排工人进入钢管内,对前后相邻两根钢管的内壁连接处进行焊接加固,然后在焊接处喷涂防腐涂料,涂层厚度为0.1~0.3mm。
3.根据权利要求2所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:还包括步骤(e)灌浆:⑴在顶管内安装挡板,通过挡板封闭顶管与最后一根钢管之间的环隙;⑵在该挡板上开孔,通过灌浆机将水泥砂浆注入到顶管与钢管的环隙内;⑶灌浆结束后,待水泥砂浆凝固完全,拆除挡板。
4.根据权利要求1所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:步骤(b)中对齐的具体做法为将托管架的U型底座靠住洞口外壁,保持顶管的垂直中心线与U型底座的中心线位于同一平面内。
5.根据权利要求1所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:所述固定支架之间设有导送组件,所述导送组件包括固定板、压簧、U型支座和导送轮,所述压簧均匀分布在所述固定板与所述U型支座之间,所述导送轮转动连接在所述U型支座上,所述固定板设于所述固定支架之间。
6.根据权利要求1所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:所述U型底座的底面上均匀分布有尖刺。
7.根据权利要求1所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:所述底块上设有导向杆,所述导向杆以所述端头螺柱为中心对称分布,所述U型基座的两侧均设有与所述导向杆相对应的导向通孔。
8.根据权利要求1所述的一种引水工程顶管用内穿钢管的施工方法,其特征在于:所述弧形管套的内壁设有橡胶垫。
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