CN113586801A - 一种步进式退管结构及退管方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种步进式退管结构及退管方法，属于管道施工领域，包括安装在退管坑中的顶管油缸，所述顶管油缸的一端安装有退管座，所述退管座与管体的后壳体之间通过连接杆连接，所述连接杆与所述后壳体固定连接，所述退管坑的两侧安装有主轨道，所述主轨道上安装有可以在主轨道上移动的副轨道，所述退管座的两端分别安装在退管坑两侧的副轨道上，所述副轨道上还设有安装座，所述安装座上安装有顶推油缸，所述顶推油缸的杆体安装在所述退管座中；本方案使得退管过程被分解成若干次较短距离的退管，避免了现有技术中连续退管时，可能会发生管体退管速度过快，对退管装置造成损坏的情况。

Description

一种步进式退管结构及退管方法

技术领域

本发明涉及管道施工领域，尤其是涉及一种步进式退管结构及退管方法。

背景技术

在地下管道建设领域中，顶管法是一种常见的工法。它是利用机械在前方挖土掘进，后方的一个个管节在液压设备的推动下向前顶进，液压设备利用其强大的推力将管节顶入地层之中。但是，在一些特殊情况下，如管道顶进过程中遇到重要的已建地下构筑物，或者遇到极其恶劣地层时，管道已经无法再继续顶进。如果对管道不进行回收处理，则废弃的管道可能会对将来的地下管道修建造成障碍同时也可能或引发次生灾害。因此，需要将已经顶进入土层中的管道结构移除，利用液压设备反向拉动管节，将已经顶进入土层中的管节结构拉拔出来，该过程称之退管。

然而，在退管过程中，由于原来填充在地下的管道被拉出，导致管道上方的土层失去支撑而产生坍塌的风险，为了避免这种风险，需要在退管的同时进行打泥，即向退管区域内加入水泥土进行填充；在部分施工实况中，由于管体外侧土层的构成并不均匀，在退管时，管体与土层之间的摩擦力会产生变化，一旦管体与土层之间的摩擦力发生骤降，或者水泥土的压力较高时，管体会被水泥土的压力快速向外压出，从而导致退管结构受到损坏，因此，需要一种退管结构和退管方法来解决该问题。

例如，在中国专利文献上公开的“一种软土地层中越江顶管管道退管施工方法”，其公告号为CN107504262A，如下步骤，首先对退管管道内的原有设备装置进行拆除清理，然后将钢封门、反顶液压缸、反拉钢梁、钢绞线组等退管设备装置安装并检查其安全措施，调试后进行退管施工，本方法中在解决止水问题上采用了设置降水井以及盘根止水圈的措施，在解决退管后存在的坍塌风险中，通过边退管边填充土的方式，同时在退管后期，切换注入的土浆为水泥浆，并对洞口进行了加固。该发明公开的技术方案，有效地解决了坍塌问题，同时实现了长距离退管，然而，其不足之处在于，当该退管施工方法用于土层构成不均匀的实况中时，由于管体与土层的摩擦力变化，可能导致管体的快速后退，从而对退管装置产生很大的冲击力，进而造成装置损坏。

发明内容

本发明是为了克服现有技术在退管过程中，管体可能会发生快速后退导致退管结构受到损坏的问题，提供一种步进式退管结构及退管方法，可以避免在退管过程中，退管速度过快。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明，一种步进式退管结构，包括安装在退管坑中的顶管油缸，所述顶管油缸的一端安装有退管座，所述退管座与管体的后壳体之间通过连接杆连接，所述连接杆与所述后壳体固定连接，所述退管坑的两侧安装有主轨道，所述主轨道上安装有可以在主轨道上移动的副轨道，所述退管座的两端分别安装在退管坑两侧的副轨道上，所述副轨道上还设有安装座，所述安装座上安装有顶推油缸，所述顶推油缸的杆体安装在所述退管座中。

所述顶推油缸用于提供将管体向后推出的主要动力，在完成一次顶推后，通过所述副轨道的移动将顶推油缸整体向后移动，并使顶推油缸复位，并通过重复上述运动来实现长距离的退管；本方案使得退管过程被分解成若干次较短距离的退管，从而避免连续退管时管体退管速度过快，对退管装置造成损坏；并且相比与使用油缸进行连续顶推的方案，本方案对油缸没有行程上的限制，而选用行程更短的油缸可以使得油缸的轴向承载能力大大提高，当受到压力时不容易损坏。

作为优选，所述退管坑中还安装有用于带动所述副轨道移动的驱动装置，所述驱动装置包括绳索收卷器，所述绳索收卷器通过拉绳与所述副轨道相连；所述驱动装置用于带动副轨道整体移动，由于副轨道整体移动时，退管座和管体不会发生移动，因此副轨道移动所需的驱动力较小，使用绳索收卷器可以使得装置成本更低，空间安排更合理。

作为优选，所述副轨道与主轨道之间设有单向锁止结构，在完成一次退管后，由于顶推油缸需要复位，若打泥区中注入的水泥土较少，退管后产生的空隙处会产生负压，可能会使得管体向前部回退，而本方案中单向锁止结构的设置可以避免管体向前部回退的情况，并且在顶推油缸进行退管时，所述单向锁止结构可以用于对顶推油缸的限位。

作为优选，所述单向锁止结构包括设于主轨道上的锁止口和设于副轨道上的、与所述锁止口适配的弹性锁止台，所述锁止口的截面形状为三角形，所述弹性锁止台与副轨道之间安装有压缩弹簧，所述弹性锁止台朝向管体的一侧上设有锁止面；当副轨道相对于主轨道向后移动时，所述弹性锁止台在遇到锁止口时会被压下，而当副轨道相对于主轨道向前移动时，所述锁止面会抵在锁止口上起到限位作用，通过本方案使得副轨道只能相对主轨道持续向后移动，而不能持续向前移动超过两个锁止口间距的距离。

作为优选，所述顶推油缸的杆体的端部安装有顶推块，所述顶推块安装在退管座的顶推槽中，所述顶推槽中安装有止退压力传感器，所述止退压力传感器安装在顶推块朝向管体的一侧；当管体前部加入的水泥土对管体产生较大的压力，或管体外侧的土层与管体之间的摩擦力较小时，管体可能会加速后退，从而导致油缸上产生较大的载荷，而所述顶推槽中安装有止退压力传感器，当管体的后退速度大于顶推油缸的杆体的移动速度时，顶推块朝向管体的一侧与顶推槽之间的压力会增加，而止退压力传感器可以感应该压力，当该压力达到一定数值时，可以通过控制所述顶管油缸向前顶紧来减小顶推油缸上受到的载荷。

作为优选，所述顶推槽中安装有缓冲垫，所述缓冲垫安装在顶推块朝向顶管油缸的一侧，所述缓冲垫可以避免顶推块在顶推槽中发生碰撞导致损坏止退压力传感器。

一种步进式退管方法，包括以下步骤：

①通过顶推油缸顶推退管座，所述退管座在副轨道上移动的同时，通过连接杆带动所述管体从土层中退出，在顶推油缸移动的同时，在打泥区内打入水泥土以填充管体退出后产生的空隙；

②待顶推油缸完成一次移动后，启动所述驱动装置带动副轨道移动，副轨道单次移动的距离等于顶推油缸的行程，副轨道移动的同时，所述顶推油缸复位；

③退管过程分多次进行，每次退管的距离等于顶推油缸的行程，通过循环进行①②两步以实现长距离的退管；

④当退管速度过快时，退管座的移动速度大于顶推油缸的杆体移动速度，顶推块与止退压力传感器的压力增加，止退压力传感器将信号发送给控制器，控制器控制顶管油缸顶住退管座，避免顶推油缸受到过大拉力而损坏。

本方案使得退管过程被分解成若干次较短距离的退管，从而避免连续退管时管体退管速度过快，对退管装置造成损坏；并且相比与使用油缸进行连续顶推的方案，本方案对油缸没有行程上的限制，而选用行程更短的油缸可以使得油缸的轴向承载能力大大提高，当受到压力时不容易损坏；另外，由于每次退管的距离等于顶推油缸的工作距离，可以确保退管坑两侧的顶推油缸每次移动的行程相同，从而避免退管角度改变。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过将退管过程分为多次，来避免退管过程中管体移动速度加快导致破坏退管结构的情况；（2）可以选用行程更短的顶推油缸，从而提高顶推油缸的轴向承载能力；（3）当管体受到来自水泥土的压力较大时或与管体外侧土层的摩擦较小时，所述顶管油缸可以顶紧退管座，避免退管座快速后退对退管结构造成损坏。

附图说明

图1是本发明的一种俯视结构示意图。

图2是本发明的一种单向锁止结构出的一种结构示意图。

图中：1、顶管油缸 2、退管座 3、连接杆 4、后壳体 5、主轨道 6、副轨道 7、安装座 8、顶推油缸 9、绳索收卷器 10、拉绳 11、锁止口 12、弹性锁止台 13、压缩弹簧 14、顶推块 15、止退压力传感器 16、控制箱 17、缓冲垫 18、打泥区。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1-2所示的实施例中，一种步进式退管结构，包括安装在退管坑中的顶管油缸1，所述顶管油缸的杆体方向为前后方向，退管的方向为朝后，所述顶管油缸的前端安装有退管座2，所述退管座与管体的后壳体之间通过连接杆3连接，所述连接杆与所述后壳体4固定连接，所述退管坑的两侧安装有前后方向的主轨道5，所述主轨道上安装有可以在主轨道上移动的副轨道6，所述退管座的两端分别安装在退管坑两侧的副轨道上，所述副轨道上还设有安装座7，所述安装座上安装有前后方向的顶推油缸8，所述顶推油缸的行程为5cm，所述顶推油缸的杆体安装在所述退管座中；所述退管坑中还安装有用于带动所述副轨道移动的驱动装置，所述驱动装置包括绳索收卷器9，所述绳索收卷器通过拉绳10与所述副轨道相连；所述副轨道与主轨道之间设有单向锁止结构；所述单向锁止结构包括设于主轨道上的锁止口11和设于副轨道上的、与所述锁止口适配的弹性锁止台12，所述锁止口的截面形状为三角形，所述弹性锁止台与副轨道之间安装有压缩弹簧13，所述弹性锁止台朝向管体的一侧上设有锁止面；所述主轨道的长度方向上间隔设置有若干个所述的锁止口，相邻的锁止口的间距为5cm；而副轨道上弹性锁止台的数量为两个，并且间距10cm；所述顶推油缸的杆体的端部安装有顶推块14，所述顶推块安装在退管座的顶推槽中，所述顶推槽中安装有止退压力传感器15，所述止退压力传感器安装在顶推块朝向管体的一侧，所述退管坑中还安装有控制箱16，所述控制箱与止退压力传感器连接，所述控制箱用于控制各个油缸的运动；所述顶推槽中安装有缓冲垫17，所述缓冲垫安装在顶推块朝向顶管油缸的一侧；所述管体的前侧为打泥区18，打泥区中安装有打泥泵；所述管体上方的土层中设有若干个沉降监测结构；所述沉降监测结构包括路面沉孔，所述路面沉孔内适配安装有护筒，所述填充料中设有竖直方向设置的、深度不小于0.5m的钢筋。

一种步进式退管方法，包括以下步骤：

①通过顶推油缸顶推退管座，所述退管座在副轨道上移动的同时，通过连接杆带动所述管体从土层中退出，在顶推油缸移动的同时，在打泥区内打入水泥土以填充管体退出后产生的空隙；顶推油缸移动的过程中，所述弹性锁止台的锁止面抵在所述锁止口上，从而对副轨道起到限位作用；

②待顶推油缸完成一次移动后，启动所述驱动装置带动副轨道移动，即通过绳索收卷装置的转动拉动副轨道在主轨道上向后移动，在移动时，所述弹性锁止台被压下并从一个锁止口中离开直到进入下一个锁止口，副轨道单次移动的距离等于顶推油缸的行程，副轨道移动的同时，所述顶推油缸复位，在该过程中，所述退管座的位置保持不变；

③退管过程分多次进行，每次退管的距离等于顶推油缸的行程，通过循环进行①②两步以实现长距离的退管；

④当退管速度过快时，退管座的移动速度大于顶推油缸的杆体移动速度，顶推块与止退压力传感器的压力增加，止退压力传感器将信号发送给控制器，控制器控制顶管油缸顶住退管座，避免顶推油缸受到过大拉力而损坏。

Claims (7)

1.一种步进式退管结构，其特征是，包括安装在退管坑中的顶管油缸，所述顶管油缸的一端安装有退管座，所述退管座与管体的后壳体之间通过连接杆连接，所述连接杆与所述后壳体固定连接，所述退管坑的两侧安装有主轨道，所述主轨道上安装有可以在主轨道上移动的副轨道，所述退管座的两端分别安装在退管坑两侧的副轨道上，所述副轨道上还设有安装座，所述安装座上安装有顶推油缸，所述顶推油缸的杆体安装在所述退管座中。

2.根据权利要求1所述的一种步进式退管结构，其特征是，所述退管坑中还安装有用于带动所述副轨道移动的驱动装置，所述驱动装置包括绳索收卷器，所述绳索收卷器通过拉绳与所述副轨道相连。

3.根据权利要求1所述的一种步进式退管结构，其特征是，所述副轨道与主轨道之间设有单向锁止结构。

4.根据权利要求3所述的一种步进式退管结构，其特征是，所述单向锁止结构包括设于主轨道上的锁止口和设于副轨道上的、与所述锁止口适配的弹性锁止台，所述锁止口的截面形状为三角形，所述弹性锁止台与副轨道之间安装有压缩弹簧，所述弹性锁止台朝向管体的一侧上设有锁止面。

5.根据权利要求1所述的一种步进式退管结构，其特征是，所述顶推油缸的杆体的端部安装有顶推块，所述顶推块安装在退管座的顶推槽中，所述顶推槽中安装有止退压力传感器，所述止退压力传感器安装在顶推块朝向管体的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种步进式退管结构，其特征是，所述顶推槽中安装有缓冲垫，所述缓冲垫安装在顶推块朝向顶管油缸的一侧。

7.一种步进式退管方法，其特征是，包括以下步骤：

①通过顶推油缸顶推退管座，所述退管座在副轨道上移动的同时，通过连接杆带动所述管体从土层中退出，在顶推油缸移动的同时，在打泥区内打入水泥土以填充管体退出后产生的空隙；

②待顶推油缸完成一次移动后，启动所述驱动装置带动副轨道移动，副轨道单次移动的距离等于顶推油缸的行程，副轨道移动的同时，所述顶推油缸复位；

③退管过程分多次进行，每次退管的距离等于顶推油缸的行程，通过循环进行①②两步以实现长距离的退管；

④当退管速度过快时，退管座的移动速度大于顶推油缸的杆体移动速度，顶推块与止退压力传感器的压力增加，止退压力传感器将信号发送给控制器，控制器控制顶管油缸顶住退管座，避免顶推油缸受到过大拉力而损坏。

Images