CN113931276B - 地下排水管道非开挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及地下排水管道非开挖施工方法，对基坑内部进行了水泥墩的砌筑，水泥墩与围堰上开孔位置共线分布，将钻机吊装至基坑内部，此时钻机上的基座与水泥墩的竖直端面抵紧，基座架设在基坑的坑底，且对基坑的坑底进行硬化，并借助钢钎对各组立板进行插接固定，在立板与钢钎的配合下，此时基座与钻机前方位置处的土层之间形成连接，故上述技术方案中，水泥墩的设置从钻机的后方对钻机形成支撑，钻机在进行钻进过程中，水泥墩对钻机形成反作用力，同时各组钢钎的设置使立板与基坑的一侧内壁保持贴合，此时从钻机的前方位置形成拉力，故通过上述技术方案的组合，提升了钻机在基坑内部的稳定性，钻机在钻进过程中的震动作用降低。

Description

地下排水管道非开挖施工方法

技术领域

本申请涉及地下管道施工的领域，尤其是涉及地下排水管道非开挖施工方法。

背景技术

随着城市规模的不断发展，对于城市配套设施的要求不断提升。在城市市政施工的过程中，多需要进行地下管道的铺设，其中尤其以地下排水管道的数量居多。

在进行地下排水管道施工的过程中，为降低管道施工对地面上行人车辆的影响，降低施工周期及项目费用，多采用非开挖施工技术。非开挖技术也称非开挖地下管线施工技术，是指在不开挖地表的情况下，利用水平定向顶管的技术手段，铺设、修复或更换各种地下管线的一种高科技实用新技术。它广泛用于各类管线穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、湖泊，以及在市区、古迹保护区、农作物或植被保护区等进行污水、自来水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等地下管线的施工。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有如下的缺陷：在进行地下排水管道施工的过程中，多在地面上进行基坑的开挖，在基坑的四周进行围堰的插打；之后进行施工作业的钻机吊装至基坑内部，待完成对钻机的定位后，此时进行地下管道的铺设；钻机包括基座及安装在基座上的钻杆，钻机在驱动的过程中，钻杆不断水平钻进；由牛顿第三定律，当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反，故基座不断向后方移动，并伴随发生震动，故此时基座自身的稳定性降低，钻杆在进行钻进过程中的导向精度降低，使施工过程的误差增大，故存在改进的空间。

发明内容

为了降低钻机钻进过程中的震动，使钻杆的导向精度得到保证，本申请提供地下排水管道非开挖施工方法。

本申请提供的地下排水管道非开挖施工方法采用如下的技术方案：

地下排水管道非开挖施工方法，包括如下的步骤：

步骤一：在地面上进行基坑位置的选定，并进行围堰的插打，在围堰围合的区域内进行基坑开挖；并进行基坑位置土质的清运；

步骤二：对基坑的坑底进行整平，并进行混凝土砂浆的灌注；对一侧的围堰进行开孔，开孔的位置待进行管道的铺设；

步骤三：在基坑的坑底进行水泥墩的砌筑，水泥墩位于围堰开孔一侧的相对一侧，水泥墩朝向开孔的一侧端面竖直设置；

步骤四：将钻机向基坑内部进行吊装，钻机的基座架设在基坑的坑底上，基座朝向水泥墩的一端与水泥墩抵接；基座背离水泥墩的另一端固定有两组立板，各组立板与围堰保持贴合，两组立板上均倾斜向下插接有贯穿围堰的两组钢钎，两组钢钎的下端部与基坑一侧的土层插接固定；

步骤五：基座的一端与水泥墩抵紧，基座的另一端通过两组立板与土层固定连接；待进行铺设的管道吊装至基座上，钻杆插接入管道内部，钻杆不断转动，管道随着钻杆不断插接入地下；将另一组管道向基座上吊装，并对前后两组管道的端部进行焊接，再次进行钻杆的转动，将管道再次进行铺设；

步骤六：当完成对各组地下管道的铺设后，此时进行钻机从基坑内部的拆装，将各组钢钎从立板上拔出，将该钻机从基坑中吊出，使基座与水泥墩脱离。

通过采用上述技术方案，当进行地下管道施工的过程中，本申请中对基坑内部进行了水泥墩的砌筑，水泥墩自身的质量较大，水泥墩与围堰上开孔位置共线分布，将钻机吊装至基坑内部，此时钻机上的基座与水泥墩的竖直端面抵紧，基座架设在基坑的坑底，且对基坑的坑底进行硬化，并借助钢钎对各组立板进行插接固定，在立板与钢钎的配合下，此时基座与钻机前方位置处的土层之间形成连接，故上述技术方案中，水泥墩的设置从钻机的后方对钻机形成支撑，钻机在进行钻进过程中，水泥墩对钻机形成反作用力，同时各组钢钎的设置使立板与基坑的一侧内壁保持贴合，此时从钻机的前方位置形成拉力，故通过上述技术方案的组合，提升了钻机在基坑内部的稳定性，钻机在钻进过程中的震动作用降低，使钻杆的导向精度得到保证。

优选的，所述基座朝向所述水泥墩的一端一体连接有水平延伸的横杆，两组所述横杆的端部固定有竖直设置的定位板；所述水泥墩背离基坑竖直内壁的一侧竖直端面上凹设有与所述定位板形状配合的壁槽，所述定位板与所述壁槽的竖直槽底抵接。

通过采用上述技术方案，横杆位于基座的端部，横杆将基座的端部延长，定位板与两组横杆固定连接，当进行钻机的安装时，此时定位板与水泥墩上的壁槽抵接，壁槽对定位板形成容纳，上述设置使基座与水泥墩之间形成稳定的连接关系，使水泥墩对钻机的支撑作用更加稳定。

优选的，所述基座包括两组平行分布的轨道与与两组所述轨道滑动连接的支架，所述支架包括均为竖直设置的、呈框架结构的第一框架及第二框架，所述第二框架上安装有输出轴平行于所述轨道延伸方向的电机，所述电机的输出轴驱动所述钻杆转动；所述第一框架及所述第二框架相互靠近的端面之间安装有两组第一气缸；各组所述轨道的上端面凹设有若干组等间距分布的插孔，各组所述第一框架背离所述第二框架的一侧端面上均固定有两组竖直设置的第二气缸，各组所述第二框架的推杆与下端部的所述插孔插接固定；各组所述第一框架背向设置的端面上固定有电机，各组所述轨道的上端面一体成型有齿条，所述电机与所述轨道之间通过齿轮齿条的方式驱动。

通过采用上述技术方案，两组轨道平行设置，当进行钻机的驱动时，此时各组电机通过齿轮齿条的方式，使第一框架在轨道上不断运动；当第一框架移动一段距离后，此时第二气缸上的推杆与轨道上的插孔插接配合，使第一框架固定在轨道上，此时借助第一框架与第二框架之间的第一气缸，在第一框架固定的限位下，此时第二框架不断移动，电机安装在第二框架上，电机驱动钻杆转动，使管道不断插接在土层中；上述设置中借助齿轮齿条的方式使第一框架在轨道上移动，借助第二气缸与轨道上的插孔实现插接配合，上述过程中第一框架在轨道上的位置稳定较高，借助第一气缸推动第二框架向前移动时第一框架不易发生移位。

优选的，所述水泥墩上预留有两组竖直延伸的定位孔，各组所述定位孔内部插接固定有钢钎，各组所述钢钎的下端部插接入所述基坑坑底的土层中。

通过采用上述技术方案，水泥墩上的各组定位孔中插接有钢钎，各组钢钎的下端部插接入土层中，上述设置使水泥墩在基坑内部的位置精度提升，且钢钎的设置使水泥墩被固定在基坑中，当钻杆在钻进过程中遭遇硬质土层时，此时基座的反作用力增大，上述设置使水泥墩对基座的支撑强度提升。

优选的，各组所述立板与所述轨道的端部固定连接，所述立板与所述轨道之间对拉连接有加强筋。

通过采用上述技术方案，加强筋将立板与轨道之间进行对拉连接，上述设置使立板与轨道之间的连接强度提升，当钻机钻进过程中发生较大的震动时，上述设置使立板与轨道之间不易发生分离，提升了钻机与立板之间的一体性。

优选的，所述围堰上固定有若干两两正对设置的挂环，两组所述挂环之间挂接有伸缩杆，各组所述伸缩杆平行于所述轨道的方向，所述伸缩杆的两端与两侧的所述围堰抵接固定。

通过采用上述技术方案，挂环两侧围堰上，当进行围堰安装时，将各组伸缩杆的两端与各组挂环挂接固定，上述设置使两侧的围堰之间形成连接，故此时基坑的四周内壁结构较为稳定，当立板受力移动时，此时借助伸缩杆，另一侧的围堰形成对立板一侧围堰的支撑，使立板一侧的围堰结构强度提升。

优选的，所述水泥墩一侧的围堰上进行开孔，开孔位置的所述基坑内壁进行开挖，开挖位置的空间内部灌注混凝土砂浆。

通过采用上述技术方案，在水泥墩一侧的围堰上进行开孔，在开孔位置的一侧进行砂浆的灌注，上述设置使水泥墩的体积增大，进而使水泥墩在基坑内部更加稳固。

优选的，所述定位板朝向所述轨道的一侧端面与两组所述轨道之间对拉连接有两组连杆。

通过采用上述技术方案，连杆将定位板与轨道之间进行对拉连接，上述设置使定位板与轨道之间的连接强度提升，故定位板在连杆的支撑下不易发生变形。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在立板及水泥墩上均进行钢钎的插接固定，使立板与一侧的围堰形成连接关系，当钻机钻进过程中因反作用力出现移动时，此时借助立板及水泥墩起到对钻机的支撑，使钻机在基坑内部的震动降低；

2.借助伸缩杆与挂环的连接，使两侧的围堰之间形成连接关系，当立板受力移动时，此时借助伸缩杆，另一侧的围堰形成对立板一侧围堰的支撑，使立板一侧的围堰结构强度提升；

3.通过将水泥墩一侧的围堰进行开孔，此时水泥墩的整体体积增大，故此时使水泥墩在基坑内部更加稳固。

附图说明

图1是本申请中基坑一侧地面的剖视结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是图1中另一视角的结构示意图；

图5是图4中C处的放大图。

附图标记说明：1、地面；2、基坑；21、水泥墩；211、定位孔；22、壁槽；3、围堰；31、挂环；32、伸缩杆；4、管道；5、钻机；51、基座；511、轨道；512、支架；5121、第一框架；5122、第二框架；52、钻杆；53、横杆；531、定位板；54、第一气缸；55、第二气缸；6、立板；61、钢钎；62、加强筋；7、电机；71、齿条；8、连杆；9、插孔。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开地下排水管道4非开挖施工方法。参照图1，地面1水平设置，地面1上竖直开挖有基坑2，基坑2的坑口呈长条形，基坑2的内底面水平设置，在基坑2的内底面进行混凝土砂浆的灌注，并进行荡平，混凝土砂浆的厚度不低于30cm。基坑2的四周内壁竖直设置并均插打有围堰3，各侧内壁上的围堰3在边角位置进行连接。

参照图1及图2，在进行地下管道4施工的过程中，需要借助钻机5进行管道4的铺设。钻机5包括基座51及钻杆52，在进行管道4铺设的过程中，将钻机5放置在基坑2内部。

基座51包括两组平行分布的轨道511与与两组轨道511滑动连接的支架512，支架512包括均为竖直设置的、呈框架结构的第一框架5121及第二框架5122，第二框架5122上安装有输出轴平行于轨道511延伸方向的电机7，电机7的输出轴驱动钻杆52转动；待进行铺设的管道4套接在钻杆52的外周。第一框架5121及第二框架5122相互靠近的端面之间安装有两组第一气缸54，第一气缸54的缸体第二框架5122固定连接，第一气缸54的推杆与第一框架5121固定连接；各组轨道511的上端面凹设有若干组等间距分布的插孔9，各组插孔9的延伸方向竖直设置。各组第一框架5121背离第二框架5122的一侧端面上均固定有两组竖直设置的第二气缸55，各组第二框架5122的推杆与下端部的插孔9插接固定；各组第一框架5121背向设置的端面上固定有电机7，本申请中为优化基座51的结构设置，在两组第一框架5121背向设置的竖直端面上进行开孔处理，并将各组电机7与第一框架5121上的开孔插接固定。各组轨道511的上端面一体成型有齿条71，电机7与轨道511之间通过齿轮齿条71的方式驱动。

参照图1及图3，待进行管道4铺设的一侧围堰3上进行开孔，开孔的孔径不小于管道4的外径。基座51在靠近围堰3开孔的一端固定有两组分列两侧的立板6，各组立板6竖直设置，各组立板6的竖直端面与围堰3保持贴合，立板6背离围堰3的一侧竖直端面插接有两组倾斜向下延伸的钢钎61，各组钢钎61贯穿立板6及围堰3，各组钢钎61插接入基坑2一侧的土层中，插接的深度不小于2米。各组立板6与轨道511的端部固定连接，立板6与轨道511之间对拉连接有加强筋62。

参照图4及图5，在基坑2的坑底进行水泥墩21的砌筑，水泥墩21位于围堰3开孔一侧的相对一侧，水泥墩21朝向开孔的一侧端面竖直设置。水泥墩21一侧的围堰3上进行开孔，开孔位置的基坑2内壁进行开挖，开挖位置的空间内部灌注混凝土砂浆，水泥墩21向一侧的水平延伸尺寸不小于1m。水泥墩21上预留有两组竖直延伸的定位孔211，各组定位孔211内部插接固定有钢钎61，各组钢钎61的下端部插接入基坑2坑底的土层中，插接入土层的深度不小于2米。

基座51朝向水泥墩21的一端一体连接有水平延伸的横杆53，两组横杆53的端部固定有竖直设置的定位板531；水泥墩21背离基坑2竖直内壁的一侧竖直端面上凹设有与定位板531形状配合的壁槽22，定位板531与壁槽22的竖直槽底抵接。定位板531朝向轨道511的一侧端面与两组轨道511之间对拉连接有两组连杆8。

围堰3上固定有若干两两正对设置的挂环31，两组挂环31之间挂接有伸缩杆32，各组伸缩杆32平行于轨道511的方向，伸缩杆32的两端与两侧的围堰3抵接固定。

本申请实施例的地下排水管道非开挖施工方法的实施原理为：

在进行地下管道4非开挖施工的过程中，参照如下的施工步骤：

步骤一：在地面1上进行基坑2位置的选定，并进行围堰3的插打，在围堰3围合的区域内进行基坑2开挖；将基坑2内部的土质进行清运；

步骤二：对基坑2的坑底进行整平，并进行混凝土砂浆的灌注；对一侧的围堰3进行开孔，开孔的位置待进行管道4的铺设；

步骤三：在基坑2的坑底进行水泥墩21的砌筑，水泥墩21位于围堰3开孔一侧的相对一侧，水泥墩21朝向开孔的一侧端面竖直设置；

步骤四：将钻机5向基坑2内部进行吊装，钻机5的基座51架设在基坑2的坑底上，基座51朝向水泥墩21的一端与水泥墩21抵接；基座51背离水泥墩21的另一端固定有两组立板6，各组立板6与围堰3保持贴合，两组立板6上均倾斜向下插接有贯穿围堰3的两组钢钎61，两组钢钎61的下端部与基坑2一侧的土层插接固定；将伸缩杆32进行安装，实现对两侧围堰3的固定；

步骤五：进行钻机5的启动，此时基座51的一端与水泥墩21抵紧，基座51的另一端通过两组立板6与土层固定连接；待进行铺设的管道4吊装至基座51上，钻杆52插接入管道4内部，钻杆52不断转动，管道4随着钻杆52不断插接入地下；将另一组管道4向基座51上吊装，并对前后两组管道4的端部进行焊接，再次进行钻杆52的转动，将管道4再次进行铺设；

步骤六：当完成对各组地下管道4的铺设后，此时进行钻机5从基坑2内部的拆装，将各组钢钎61从立板6上拔出，将该钻机5从基坑2中吊出，使基座51与水泥墩21脱离。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.地下排水管道非开挖施工方法，其特征在于：包括如下的步骤：

步骤一：在地面(1)上进行基坑(2)位置的选定，并进行围堰(3)的插打，在围堰(3)围合的区域内进行基坑(2)开挖；并进行基坑(2)位置土质的清运；

步骤二：对基坑(2)的坑底进行整平，并进行混凝土砂浆的灌注；对一侧的围堰(3)进行开孔，开孔的位置待进行管道(4)的铺设；

步骤三：在基坑(2)的坑底进行水泥墩(21)的砌筑，水泥墩(21)位于围堰(3)开孔一侧的相对一侧，水泥墩(21)朝向开孔的一侧端面竖直设置；

步骤四：将钻机(5)向基坑(2)内部进行吊装，钻机(5)的基座(51)架设在基坑(2)的坑底上，基座(51)朝向水泥墩(21)的一端与水泥墩(21)抵接；基座(51)背离水泥墩(21)的另一端固定有两组立板(6)，各组立板(6)与围堰(3)保持贴合，两组立板(6)上均倾斜向下插接有贯穿围堰(3)的两组钢钎(61)，两组钢钎(61)的下端部与基坑(2)一侧的土层插接固定；

步骤五：基座(51)的一端与水泥墩(21)抵紧，基座(51)的另一端通过两组立板(6)与土层固定连接；待进行铺设的管道(4)吊装至基座(51)上，钻杆(52)插接入管道(4)内部，钻杆(52)不断转动，管道(4)随着钻杆(52)不断插接入地下；将另一组管道(4)向基座(51)上吊装，并对前后两组管道(4)的端部进行焊接，再次进行钻杆(52)的转动，将管道(4)再次进行铺设；

步骤六：当完成对各组地下管道(4)的铺设后，此时进行钻机(5)从基坑(2)内部的拆装，将各组钢钎(61)从立板(6)上拔出，将该钻机(5)从基坑(2)中吊出，使基座(51)与水泥墩(21)脱离；

所述基座(51)朝向所述水泥墩(21)的一端一体连接有水平延伸的横杆(53)，两组所述横杆(53)的端部固定有竖直设置的定位板(531)；所述水泥墩(21)背离基坑(2)竖直内壁的一侧竖直端面上凹设有与所述定位板(531)形状配合的壁槽(22)，所述定位板(531)与所述壁槽(22)的竖直槽底抵接；

所述基座(51)包括两组平行分布的轨道(511)与与两组所述轨道(511)滑动连接的支架(512)，所述支架(512)包括均为竖直设置的、呈框架结构的第一框架(5121)及第二框架(5122)，所述第二框架(5122)上安装有输出轴平行于所述轨道(511)延伸方向的电机(7)，所述电机(7)的输出轴驱动所述钻杆(52)转动；所述第一框架(5121)及所述第二框架(5122)相互靠近的端面之间安装有两组第一气缸(54)；各组所述轨道(511)的上端面凹设有若干组等间距分布的插孔(9)，各组所述第一框架(5121)背离所述第二框架(5122)的一侧端面上均固定有两组竖直设置的第二气缸(55)，各组所述第二框架(5122)的推杆与下端部的所述插孔(9)插接固定；各组所述第一框架(5121)背向设置的端面上固定有电机(7)，各组所述轨道(511)的上端面一体成型有齿条(71)，所述电机(7)与所述轨道(511)之间通过齿轮齿条的方式驱动；

所述水泥墩(21)上预留有两组竖直延伸的定位孔(211)，各组所述定位孔(211)内部插接固定有钢钎(61)，各组所述钢钎(61)的下端部插接入所述基坑(2)坑底的土层中；

各组所述立板(6)与所述轨道(511)的端部固定连接，所述立板(6)与所述轨道(511)之间对拉连接有加强筋(62)；

所述水泥墩(21)一侧的围堰(3)上进行开孔，开孔位置的所述基坑(2)内壁进行开挖，开挖位置的空间内部灌注混凝土砂浆。

2.根据权利要求1所述的地下排水管道非开挖施工方法，其特征在于：所述围堰(3)上固定有若干两两正对设置的挂环(31)，两组所述挂环(31)之间挂接有伸缩杆(32)，各组所述伸缩杆(32)平行于所述轨道(511)的方向，所述伸缩杆(32)的两端与两侧的所述围堰(3)抵接固定。

3.根据权利要求2所述的地下排水管道非开挖施工方法，其特征在于：所述定位板(531)朝向所述轨道(511)的一侧端面与两组所述轨道(511)之间对拉连接有两组连杆(8)。

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