CN115839437B - 一种地下雨污水管线顶管施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下雨污水管线顶管施工方法，包括以下步骤：S1、打井：工作人员在施工段两侧分别开挖一个工作井和接收井；S2、设备安装：工作人员在工作井底部安装有调节机构和导轨，在远离工作面的一侧设置后靠座，在后靠座上安装油缸，在导轨上安装顶铁，使用连接件连接油缸塞杆和顶铁，在油缸及后靠座位置搭设测量棚，在工作井底部设置集水坑。本发明中将管线的埋设施工面移入地下，作业面小，不影响地面活动，保证了施工过程中不破坏现有的管线和构筑物，同时最大程度减少了对城市交通和周边居民的生活影响，并且降低了施工噪音，也减少了沿线的环境污染；大部分施工工序实现机械化，缩短了工期，降低了劳动强度和施工成本。

Description

一种地下雨污水管线顶管施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种地下雨污水管线顶管施工方法。

背景技术

顶管施工是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，一般施工时会在管铺设路径的初始和终点两个位置开设有两口井，然后采用顶进设备将管道直接顶入土层中完成两个井的管道连通。

现有雨污水管线施工大多采用大开挖方法施工，该方法作业面积大时间长，不能适应复杂周边环境，特别是在城市道路和居民住宅区域，雨污水管埋设施工将造成交通拥堵，影响周边居民的生活环境和便利性，还对周边管线、构筑物有较大影响，存在局限性，为此提出一种地下雨污水管线顶管施工方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种地下雨污水管线顶管施工方法，包括以下步骤：

S1、打井：工作人员在施工段两侧分别开挖一个工作井和接收井；

S2、设备安装：工作人员在工作井底部安装有调节机构和导轨，在远离工作面的一侧设置后靠座，在后靠座上安装油缸，在导轨上安装顶铁，使用连接件连接油缸塞杆和顶铁，在油缸及后靠座位置搭设测量棚，在工作井底部设置集水坑；

S3、掘进机头顶进：将钻头放置于顶铁前，启动油缸，将钻头顶入埋设管线的土层中；

S4、管道顶进：钻头顶进到位后，吊放第一管节，拼接完毕，启动油缸，沿导轨将管道推进土层中；

S5、顶管进接收井：复核测量顶管机状态，凿除接收井混凝土墙，掘进机出洞后，尽快分离钻头和混凝土管节。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，所述步骤4中掘进机头进洞后用拉杆将前五节管节与机头固定钻头，防止钻头重量大而下沉。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，所述步骤4中，根据控制台显示屏激光点及时调节纠偏油缸，严格控制钻头大幅度纠偏造成顶进困难、管节碎裂。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，所述步骤2中所用的调节机构包括安装座，所述安装座固定在工作井内位于后靠座正下方位置的井壁上，所述安装座的底部与工作井的井壁之间共同固定有三角加强筋，所述安装座的中间位置开设有凹槽，所述凹槽内滑动连接有升降板，所述导轨安装固定在升降板上，所述顶铁的底部固定连接有滑轨块，所述滑轨块与导轨滑动连接。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，所述凹槽的两侧槽壁通过轴承共同转动连接有蜗杆，所述凹槽的底部且位于蜗杆的两端均竖直转动连接有两根对称分布的螺纹杆，每根所述螺纹杆的下端同轴固定连接有蜗轮，两个所述蜗轮均与蜗杆啮合，所述升降板的底部开设有两个螺纹槽，两根所述螺纹杆分别与升降板上的两个螺纹槽通过螺纹连接，所述安装座位于凹槽的两侧开设有两个对称分布的移动槽，每个所述移动槽内滑动连接有移动板，每个所述移动板上等距离固定连接有多个支架，每个所述支架上通过销轴转动连接有滚球，所述蜗杆的两端分别延伸至两侧的移动槽内且蜗杆两端均同轴固定连接有螺纹轴，两根所述螺纹轴分别与两块移动板通过螺纹转动连接，其中一根所述螺纹轴远离蜗杆的一端延伸至安装座的外侧且同轴固定连接有控制轮。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，所述顶铁为圆盘型结构，所述顶铁远离油缸的一面以环形阵列的方式开设有四条滑槽，每条所述滑槽内滑动连接有撑块，所述顶铁内开设有四个连接腔分别与四条滑槽连通，所述顶铁上同轴开设有环形槽与四个连接腔均连通，所述环形槽内转动连接有环形转动板，所述环形转动板上以环形阵列的方式开设有四条弧形槽，每个所述连接腔内滑动连接有连接杆，每根所述连接杆分别与相邻滑槽内的撑块固定连接，四根所述连接杆分别与环形转动板上的四条弧形槽滑动连接。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，所述环形转动板的外环面顶部固定连接有控制把手，所述环形槽靠近顶部位置开设有限位槽，所述限位槽内滑动连接有卡块，所述环形转动板靠近限位槽的一侧等距离开设有多个卡槽，所述卡块位于限位槽内一端固定连接有滑杆，所述滑杆远离卡块的一端延伸至顶铁的外侧且固定连接有拉球，所述滑杆上套设有一根与卡块和限位槽槽壁相连接的弹簧。

在上述的一种地下雨污水管线顶管施工方法中，两根所述螺纹杆的螺纹旋向相反，所述蜗杆两端的螺纹轴的螺纹旋向相反。

本发明具有以下优点：

1、本发明中将管线的埋设施工面移入地下，作业面小，不影响地面活动，保证了施工过程中不破坏现有的管线和构筑物，同时最大程度减少了对城市交通和周边居民的生活影响；

2、本发明由于施工点位于井下，降低了施工噪音，也减少了沿线的环境污染；大部分施工工序实现机械化，缩短了工期，降低了劳动强度，使得综合施工成本低；

3、本发明在施工过程面对不同直径尺寸的管节时，无需更换顶铁，只需转动环形转动板利用弧形槽推动连接腔内的连接杆滑动，从而带动四个撑块同时向顶铁的中心或边缘滑动，便可对不同直径尺寸的管节实现内撑固定，提高了装置的适用范围，进一步降低施工成本。

附图说明

图1为本发明提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法的结构示意图；

图2为本发明提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法的A处放大示意图；

图3为本发明提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法中安装座部分的结构侧面剖视图；

图4为本发明提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法中顶铁部分的结构剖视图；

图5为本发明提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法中环形转动板部分的结构示意图；

图6为本发明提出的一种地下雨污水管线顶管施工方法的B处放大示意图。

图中：1工作井、2接收井、3后靠座、4安装座、5油缸、6钻头、7管节、8中继间、9吊机、10顶铁、11凹槽、12升降板、13导轨、14移动槽、15移动板、16支架、17滚球、18蜗杆、19螺纹杆、20蜗轮、21螺纹槽、22螺纹轴、23滑槽、24撑块、25环形槽、26环形转动板、27连接腔、28连接杆、29弧形槽、30控制把手、31限位槽、32卡槽、33卡块、34滑杆、35拉球、36弹簧、37油泵、38滑轨块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

参照图1-6，一种地下雨污水管线顶管施工方法，包括以下步骤：

S1、打井：工作人员在施工段两侧分别开挖一个工作井1和接收井2；

S2、设备安装：工作人员在工作井1底部安装有调节机构和导轨13，在远离工作面的一侧设置后靠座3，在后靠座3上安装油缸5，在导轨13上安装顶铁10，使用连接件连接油缸5塞杆和顶铁10，在油缸5及后靠座3位置搭设测量棚，在工作井1底部设置集水坑；

S3、掘进机头顶进：将钻头6放置于顶铁10前，启动油缸5，将钻头6顶入埋设管线的土层中；

S4、管道顶进：钻头6顶进到位后，通过吊机9吊放第一管节7，拼接完毕，启动油泵37控制油缸5，沿导轨13将管道推进土层中；

S5、顶管进接收井：复核测量顶管机状态，凿除接收井混凝土墙，掘进机出洞后，尽快分离钻头6和混凝土管节。

在步骤2中，油缸5的定位安装尺寸误差控制在2mm以内，集水井尺寸为0.5m×0.5m×0.5m，浇筑底板时四周向集水坑位置倾斜，形成排水坡度。

步骤4中掘进机头进洞后用拉杆将前五节管节7与机头固定钻头6，防止钻头6重量大而下沉，实现管节7按顶进设计轴线顶进，根据控制台显示屏激光点及时调节纠偏油缸，严格控制钻头6大幅度纠偏造成顶进困难、管节7碎裂，在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间8分段接力顶进。

步骤5中，掘进机进入接收井2前的复核应测量顶管所处的方位，使掘进机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的状态、准确无误地进入接收井2内。

步骤2中所用的调节机构包括安装座4，安装座4固定在工作井1内位于后靠座3正下方位置的井壁上，安装座4的底部与工作井1的井壁之间共同固定有三角加强筋，安装座4的中间位置开设有凹槽11，凹槽11内滑动连接有升降板12，导轨13安装固定在升降板12上，顶铁10的底部固定连接有滑轨块38，滑轨块38与导轨13滑动连接。

凹槽11的两侧槽壁通过轴承共同转动连接有蜗杆18，凹槽11的底部且位于蜗杆18的两端均竖直转动连接有两根对称分布的螺纹杆19，每根螺纹杆19的下端同轴固定连接有蜗轮20，两个蜗轮20均与蜗杆18啮合，升降板12的底部开设有两个螺纹槽21，两根螺纹杆19分别与升降板12上的两个螺纹槽21通过螺纹连接，安装座4位于凹槽11的两侧开设有两个对称分布的移动槽14，每个移动槽14内滑动连接有移动板15，每个移动板15上等距离固定连接有多个支架16，每个支架16上通过销轴转动连接有滚球17，蜗杆18的两端分别延伸至两侧的移动槽14内且蜗杆18两端均同轴固定连接有螺纹轴22，两根螺纹轴22分别与两块移动板15通过螺纹转动连接，其中一根螺纹轴22远离蜗杆18的一端延伸至安装座4的外侧且同轴固定连接有控制轮，两根螺纹杆19的螺纹旋向相反，蜗杆18两端的螺纹轴22的螺纹旋向相反。

顶铁10为圆盘型结构，顶铁10远离油缸5的一面以环形阵列的方式开设有四条滑槽23，每条滑槽23内滑动连接有撑块24，顶铁10内开设有四个连接腔27分别与四条滑槽23连通，顶铁10上同轴开设有环形槽25与四个连接腔27均连通，环形槽25内转动连接有环形转动板26，环形转动板26上以环形阵列的方式开设有四条弧形槽29，每个连接腔27内滑动连接有连接杆28，每根连接杆28分别与相邻滑槽23内的撑块24固定连接，四根连接杆28分别与环形转动板26上的四条弧形槽29滑动连接。

环形转动板26的外环面顶部固定连接有控制把手30，环形槽25靠近顶部位置开设有限位槽31，限位槽31内滑动连接有卡块33，环形转动板26靠近限位槽31的一侧等距离开设有多个卡槽32，卡块33位于限位槽31内一端固定连接有滑杆34，滑杆34远离卡块33的一端延伸至顶铁10的外侧且固定连接有拉球35，滑杆34上套设有一根与卡块33和限位槽31槽壁相连接的弹簧36。

本发明在施工时，油缸5、导轨13和顶铁10等部件均由吊机9进行吊放下井及辅助安装，在安装座4安装固定后，可根据顶铁10的位置接管道的直径进行调节，可转动控制摇轮带动螺纹轴22和蜗杆18转动，利用蜗杆18与蜗轮20的啮合传动即螺纹控制升降板12的上下滑动，当顶铁10和管道尺寸较小时，可控制升降板12上升对导轨13进行抬高，同时利用两根螺纹旋向相反的螺纹轴22控制两块移动板15均向导轨13移动靠近，减少两排滚球17的间距，在油缸5和安装座4位置不变时，仍能对尺寸小的顶铁10实现支撑，当顶铁10尺寸更换较大时，可反向转动控制摇轮，控制导轨13高度下降并使两排滚球17的间距拉大，对尺寸较大的顶铁10实现较好的支撑，提升了装置的适用范围。

在钻头6受油缸5和顶铁10的推挤顶入埋设管线的土层后，回缩油缸5拉动顶铁10与钻头6分离，在顶铁10与钻头6之间吊放管节7使其与钻头6拼接，在此期间，顶铁10上的四个撑块24可对管节7的内管壁实现支撑，使管节7的轴线与钻头6与顶铁10轴心对齐，当在施工过程面对不同直径尺寸的管节7时，先拉动拉球35将卡块33从卡槽32内抽出，解除环形转动板26的转动限制，然后通过控制把手30带动环形转动板26在环形槽25内转动，利用弧形槽29推动连接腔27内的连接杆28滑动，从而带动四个撑块24同时向顶铁10的中心或边缘滑动，对不同直径尺寸的管节7实现内撑固定，在撑块24与管节7内壁相抵固定后，释放拉球35，卡块33在弹簧36的作用下滑入环形转动板26上对应限位槽31的卡槽32，重新对环形转动板26进行限位固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地下雨污水管线顶管施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、打井：工作人员在施工段两侧分别开挖一个工作井（1）和接收井（2）；

S2、设备安装：工作人员在工作井（1）底部安装有调节机构和导轨（13），在远离工作面的一侧设置后靠座（3），在后靠座（3）上安装油缸（5），在导轨（13）上安装顶铁（10），使用连接件连接油缸（5）塞杆和顶铁（10），在油缸（5）及后靠座（3）位置搭设测量棚，在工作井（1）底部设置集水坑；

S3、掘进机头顶进：将钻头（6）放置于顶铁（10）前，启动油缸（5），将钻头（6）顶入埋设管线的土层中；

S4、管道顶进：钻头（6）顶进到位后，吊放第一管节（7），拼接完毕，启动油缸（5），沿导轨（13）将管道推进土层中；

S5、顶管进接收井：复核测量顶管机状态，凿除接收井（2）混凝土墙，掘进机出洞后，尽快分离钻头（6）和混凝土管节；

所述步骤2中所用的调节机构包括安装座（4），所述安装座（4）固定在工作井（1）内位于后靠座（3）正下方位置的井壁上，所述安装座（4）的底部与工作井（1）的井壁之间共同固定有三角加强筋，所述安装座（4）的中间位置开设有凹槽（11），所述凹槽（11）内滑动连接有升降板（12），所述导轨（13）安装固定在升降板（12）上，所述顶铁（10）的底部固定连接有滑轨块（38），所述滑轨块（38）与导轨（13）滑动连接；

所述凹槽（11）的两侧槽壁通过轴承共同转动连接有蜗杆（18），所述凹槽（11）的底部且位于蜗杆（18）的两端均竖直转动连接有两根对称分布的螺纹杆（19），每根所述螺纹杆（19）的下端同轴固定连接有蜗轮（20），两个所述蜗轮（20）均与蜗杆（18）啮合，所述升降板（12）的底部开设有两个螺纹槽（21），两根所述螺纹杆（19）分别与升降板（12）上的两个螺纹槽（21）通过螺纹连接，所述安装座（4）位于凹槽（11）的两侧开设有两个对称分布的移动槽（14），每个所述移动槽（14）内滑动连接有移动板（15），每个所述移动板（15）上等距离固定连接有多个支架（16），每个所述支架（16）上通过销轴转动连接有滚球（17），所述蜗杆（18）的两端分别延伸至两侧的移动槽（14）内且蜗杆（18）两端均同轴固定连接有螺纹轴（22），两根所述螺纹轴（22）分别与两块移动板（15）通过螺纹转动连接，其中一根所述螺纹轴（22）远离蜗杆（18）的一端延伸至安装座（4）的外侧且同轴固定连接有控制轮。

2.根据权利要求1所述的一种地下雨污水管线顶管施工方法，其特征在于，所述步骤4中掘进机头进洞后用拉杆将前五节管节（7）与机头固定钻头（6），防止钻头（6）重量大而下沉。

3.根据权利要求1所述的一种地下雨污水管线顶管施工方法，其特征在于，所述步骤4中，根据控制台显示屏激光点及时调节纠偏油缸，严格控制钻头（6）大幅度纠偏造成顶进困难、管节（7）碎裂。

4.根据权利要求1所述的一种地下雨污水管线顶管施工方法，其特征在于，所述顶铁（10）为圆盘型结构，所述顶铁（10）远离油缸（5）的一面以环形阵列的方式开设有四条滑槽（23），每条所述滑槽（23）内滑动连接有撑块（24），所述顶铁（10）内开设有四个连接腔（27）分别与四条滑槽（23）连通，所述顶铁（10）上同轴开设有环形槽（25）与四个连接腔（27）均连通，所述环形槽（25）内转动连接有环形转动板（26），所述环形转动板（26）上以环形阵列的方式开设有四条弧形槽（29），每个所述连接腔（27）内滑动连接有连接杆（28），每根所述连接杆（28）分别与相邻滑槽（23）内的撑块（24）固定连接，四根所述连接杆（28）分别与环形转动板（26）上的四条弧形槽（29）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种地下雨污水管线顶管施工方法，其特征在于，所述环形转动板（26）的外环面顶部固定连接有控制把手（30），所述环形槽（25）靠近顶部位置开设有限位槽（31），所述限位槽（31）内滑动连接有卡块（33），所述环形转动板（26）靠近限位槽（31）的一侧等距离开设有多个卡槽（32），所述卡块（33）位于限位槽（31）内一端固定连接有滑杆（34），所述滑杆（34）远离卡块（33）的一端延伸至顶铁（10）的外侧且固定连接有拉球（35），所述滑杆（34）上套设有一根与卡块（33）和限位槽（31）槽壁相连接的弹簧（36）。

6.根据权利要求1所述的一种地下雨污水管线顶管施工方法，其特征在于，两根所述螺纹杆（19）的螺纹旋向相反，所述蜗杆（18）两端的螺纹轴（22）的螺纹旋向相反。