CN114233317A - 一种旋喷顶推施工结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋喷顶推施工结构。它包括顶推管节、预埋钢板、旋喷头、旋喷头固定架和旋喷管；顶推管节包括顶推首节管段及连接在顶推首节管段后方的普通管节；预埋钢板位于顶推首节管段前端；旋喷头固定架焊接在预埋钢板内侧；旋喷头安装在旋喷头固定架上、且位于预埋钢板内侧；旋喷头与旋喷管连接。本发明克服了现有技术施工工艺复杂，施工场地要求高、且不适用于管涵、隧道直径较小的施工场地，施工成本较高的缺点；具有结构精巧，适用性强，适用于各种城市管涵、隧道的施工，施工成本低廉的优点。本发明还公开了所述旋喷顶推施工结构的施工方法。

Description

一种旋喷顶推施工结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及市政地下管涵、隧道施工技术领域，更具体地说它是一种旋喷顶推施工结构。更具体地说它是一种将旋喷技术应用于顶推施工中的全新隧道施工结构。本发明还涉及所述旋喷顶推施工结构的施工方法。

背景技术

城市管涵、隧道施工常常受地面交通、已有管线和施工场地等因素的限制，无法实现明挖施工。

非开挖施工技术越来越多得应用城市管涵、隧道施工中。非开挖地下管涵、隧道施工工艺复杂，施工场地要求高，施工成本也普遍较高。常见的非开挖地下管涵、隧道施工一般采用盾构、暗挖、顶管或定向钻。但上述方法，要么施工工艺复杂，要么施工场地要求高，要么施工成本较高。尤其在管涵、隧道直径较小时，盾构、暗挖、顶管等施工方法将不再适用。

因此，开发一种适用于各种城市管涵、隧道的施工，操作简便、施工成本低廉的地下管涵、隧道施工结构及方法很有必要。

发明内容

本发明的第一目的是为了提供一种旋喷顶推施工结构，为一种新的市政地下管涵、隧道施工结构，结构精巧，适用性强，适用于各种城市管涵、隧道的施工，施工成本低廉。

本发明的第二目的是为了提供所述旋喷顶推施工结构的施工方法，为一种将旋喷技术应用于顶推施工中的全新隧道施工方法，操作简单，效率较高、施工方便。

为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：一种旋喷顶推施工结构，包括顶推管节，其特征在于：还包括预埋钢板、旋喷头、旋喷头固定架和旋喷管；

顶推管节包括顶推首节管段及连接在顶推首节管段后方的普通管节；

预埋钢板位于顶推首节管段前端；

旋喷头固定架焊接在预埋钢板内侧；

旋喷头安装在旋喷头固定架上、且位于预埋钢板内侧；

旋喷头与旋喷管连接。

在上述技术方案中，旋喷头的旋喷物为水，或气，或水和气混合体。

在上述技术方案中，旋喷头为高压旋喷头；旋喷头有多个。

在上述技术方案中，旋喷头与顶推管节呈垂直设置，和/或与开挖掌子面呈垂直设置。

在上述技术方案中，预埋钢板伸出顶推首节管段前端一定长度。

在上述技术方案中，旋喷管布置在顶推管节内；

顶推管节内布置高压冲水喷头；

高压冲水喷头与顶推管节顶推前进方向呈反向设置。

为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：所述的旋喷顶推施工结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：在顶推首节管段预制施工时设置预埋钢板，预埋钢板伸出一定长度，使旋喷头位于钢板内侧；

步骤二：在预埋钢板位于顶推首节管段内侧部位焊接支点、连接固定旋喷头固定架；

步骤三：安装固定旋喷头，同时连接旋喷管；

步骤四：顶推施工开始后，旋喷头通过旋喷管输送过来的高压水气，实现对开挖掌子面的土体切割，切割的土体被水流带走；管节在顶推力作用下前进；

步骤五：重复步骤一至步骤四，直至完成施工。

在上述技术方案中，在步骤四中，切割的土体被高压冲水喷头喷射的高压冲水带走。

本发明具有如下优点：

(1)本发明利用高压旋喷对土体的切割作用，将高压旋喷头安装于顶推首节管道端部，通过选择合适的旋喷角度，利用旋喷产生的高压水、气混合物对管径范围内的土体进行切割，然后通过高压旋喷产生的水流将土体顺管道带至始发井，从而实现全机械化开挖、出渣；本发发明有效解决小洞径管涵、隧道施工人工操作困难的难题；同时本发明操作简单，效率较高、施工方便、成本低廉特点；

(2)本发明遵循了简易方便的原则，实现了小洞径管涵、隧道的便利施工；同时本发明具有成本低，操作简单的优点，可以带来较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构施工结构示意图。

图中1-顶推管节，1.1-顶推首节管段，1.2-普通管节，2-预埋钢板，3-旋喷头，4-旋喷头固定架，5-旋喷管，6-始发工作井。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：一种旋喷顶推施工结构，包括顶推管节1，还包括预埋钢板2、旋喷头3、旋喷头固定架4和旋喷管5；

顶推管节1包括顶推首节管段1.1及连接在顶推首节管段1.1后方的普通管节1.2；

预埋钢板2位于顶推首节管段1.1前端；一方面以便在顶推过程中对土体切割，另一方面便于在内侧焊接旋喷头固定架；

旋喷头固定架4焊接在预埋钢板2内侧；

旋喷头3安装在旋喷头固定架4上、且位于预埋钢板2内侧；避免高压旋喷对顶推管径以外的土体产生破坏，产生坍塌；

旋喷头3与旋喷管5连接(如图1所示)，本发明结构精巧，适用性强，适用于各种城市管涵、隧道的施工，施工成本低廉。

进一步地，旋喷头3的旋喷物为水，或气，或水和气混合体，根据土体特性确定。

进一步地，旋喷头3为高压旋喷头；旋喷头3有多个。

进一步地，旋喷头3与顶推管节1呈垂直设置，和/或与开挖掌子面呈垂直设置(如图1所示)；根据土体性质，除设置垂直顶管方向的喷头外，还可增加垂直于开挖掌子面的喷头，便于对土体切割。

进一步地，预埋钢板2伸出顶推首节管段1.1前端一定长度(如图1所示)；使高压旋喷位于钢板内侧，不会对管径以为外土体产生切割破环。

更进一步地，旋喷管5布置在顶推管节1内；

顶推管节1内布置高压冲水喷头(如图1所示)；

高压冲水喷头与顶推管节1顶推前进方向呈反向设置；利用水力冲刷协助将高压旋喷切割的土体带至始发工作井6。

参阅附图可知：所述的旋喷顶推施工结构的施工方法，包括如下步骤，

步骤一：在顶推首节管段1.1预制施工时设置预埋钢板2，预埋钢板2伸出一定长度，使旋喷头3位于钢板内侧，不会对管径以为外土体产生切割破环；

步骤二：在预埋钢板2位于顶推首节管段1.1内侧部位焊接支点、连接固定旋喷头固定架4；

步骤三：安装固定旋喷头3，同时连接旋喷管5；

步骤四：顶推施工开始后，旋喷头3通过旋喷管5输送过来的高压水气，实现对开挖掌子面的土体切割，切割的土体被水流带走；顶推管节1在顶推力作用下前进；

步骤五：重复步骤一至步骤四，直至完成地下管涵或隧道的施工。

更进一步地，在步骤四中，切割的土体被高压冲水喷头喷射的高压冲水带走。

为了能够更加清楚的说明本发明所述的旋喷顶推施工结构及其施工方法与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本发明所述的旋喷顶推施工结构及其施工方法与现有技术相比，适用性强(适用于各种城市管涵、隧道的施工)，施工难度小、操作简便，施工成本低，施工效率高。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (8)

1.一种旋喷顶推施工结构，包括顶推管节(1)，其特征在于：还包括预埋钢板(2)、旋喷头(3)、旋喷头固定架(4)和旋喷管(5)；

顶推管节(1)包括顶推首节管段(1.1)及连接在顶推首节管段(1.1)后方的普通管节(1.2)；

预埋钢板(2)位于顶推首节管段(1.1)前端；

旋喷头固定架(4)焊接在预埋钢板(2)内侧；

旋喷头(3)安装在旋喷头固定架(4)上、且位于预埋钢板(2)内侧；

旋喷头(3)与旋喷管(5)连接。

2.根据权利要求1所述的旋喷顶推施工结构，其特征在于：旋喷头(3)的旋喷物为水，或气，或水和气混合体。

3.根据权利要求1或2所述的旋喷顶推施工结构，其特征在于：旋喷头(3)为高压旋喷头；旋喷头(3)有多个。

4.根据权利要求3所述的旋喷顶推施工结构，其特征在于：旋喷头(3)与顶推管节(1)呈垂直设置，和/或与开挖掌子面呈垂直设置。

5.根据权利要求4所述的旋喷顶推施工结构，其特征在于：预埋钢板(2)伸出顶推首节管段(1.1)前端一定长度。

6.根据权利要求5所述的旋喷顶推施工结构，其特征在于：旋喷管(5)布置在顶推管节(1)内；

顶推管节(1)内布置高压冲水喷头；

高压冲水喷头与顶推管节(1)顶推前进方向呈反向设置。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的旋喷顶推施工结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：在顶推首节管段(1.1)预制施工时设置预埋钢板(2)，预埋钢板(2)伸出一定长度，使旋喷头(3)位于钢板内侧；

步骤二：在预埋钢板(2)位于顶推首节管段(1.1)内侧部位焊接支点、连接固定旋喷头固定架(4)；

步骤三：安装固定旋喷头(3)，同时连接旋喷管(5)；

步骤四：顶推施工开始后，旋喷头(3)通过旋喷管(5)输送过来的高压水气，实现对开挖掌子面的土体切割，切割的土体被水流带走；管节在顶推力作用下前进；

步骤五：重复步骤一至步骤四，直至完成施工。

8.根据权利要求7所述的旋喷顶推施工结构的施工方法，其特征在于：在步骤四中，切割的土体被高压冲水喷头喷射的高压冲水带走。

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