CN116658682A - 一种盾构隧道内管道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构隧道内管道施工方法，包括盾构隧道，盾构隧道的一端部设置有始发井，盾构隧道的另一端部设置有接收井，包括以下步骤：步骤一、清理盾构隧道及制作运输组件；步骤二、安装运输组件；步骤三、安装作业平台；步骤四、安装牵引组件；步骤五、管道的处理及运输；步骤六、管道包封处理。本施工方法在盾构隧道内安装有运输组件，接收井及管道的前端部固定安装有牵引组件，通过牵引组件提供拉力，使得管道在运输组件上向前移动；在始发井内固定安装有作业平台，对前一节管节进行处理的同时进行下一节管节的焊接，处理好的管节通过卷扬机拉至盾构隧道；即管道的焊接、处理和铺设同步进行，加快施工进程，施工效率高，施工工期短。

Description

一种盾构隧道内管道施工方法

技术领域

本发明属于盾构隧道施工领域，涉及盾构隧道管道安装，尤其是一种盾构隧道内管道施工方法。

背景技术

盾构法是一种全机械化施工方法，采用盾构机进行隧道挖掘。这种施工方法掘进速度快，盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，不影响地面交通与设备，因此应用广泛。在隧道挖掘完成后，经常需要在隧道内安装管道，以保证隧道的正常使用。

传统的隧道内安装管道的方式，先将管道铺设好后再逐段连接在一起，这种管道安装方式需要工作人员进入隧道进行作业，工作人员劳动强度高，施工效率低；尤其大直径、长距离的管道，施工进度缓慢，施工工期长。

为此，我们提出一种盾构隧道内管道施工方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安装快、成本低的盾构隧道内管道施工方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种盾构隧道内管道施工方法，包括盾构隧道，所述盾构隧道的一端部设置有始发井，所述盾构隧道的另一端部设置有接收井，包括以下步骤

步骤一、清理盾构隧道及制作运输组件

对所述盾构隧道内下端部的混凝土表面进行清理；

制作运输组件；

步骤二、安装运输组件

在所述盾构隧道内的底端部，沿管道的方向安装所述运输组件，将所述运输组件下端部固定在所述盾构隧道内；

步骤三、安装作业平台

在所述始发井内固定安装作业平台，所述作业平台的底部采用支架搭设，所述作业平台的高度与所述运输组件的高度相应；

步骤四、安装牵引组件

根据所述作业平台的高度，在所述接收井内和所述管道上安装牵引组件，所述牵引组件对所述管道提供拉力；

步骤五、管道的处理及运输

多节管节依次吊装入所述始发井，并在所述作业平台上依次首尾固定连接在一起形成所述管道；

所述管道在所述牵引组件的作用下进入所述盾构隧道，并通过所述运输装置完成所述管道的铺设；

步骤六、管道包封处理

拆卸所述牵引组件；

对管道进行包封处理。

在进一步的实施例中，所述步骤一中，所述运输组件包括若干支撑框和若干滚筒，所述支撑框沿所述盾构隧道间隔固定安装至少三个，所述支撑框的上端部套装有所述滚筒；

所述步骤二中，所述运输组件还包括连接长杆和连接短杆，所述支撑框两内侧面的下端部分别固定安装有所述连接长杆，所述连接长杆将所有所述支撑框连接成整体；

两根所述连接长杆之间间隔固定安装有平行于所述支撑框的若干所述连接短杆。

在进一步的实施例中，所述步骤三中，所述作业平台包括加工区域和焊接区域，所述加工区域位于所述焊接区域与所述盾构隧道之间；

所述焊接区域用于将所述管节固定连接形成所述管道，所述加工区域用于对所述管道进行打磨及防腐处理。

在进一步的实施例中，所述步骤五中，相邻两节所述管节在所述焊接区域固定在一起后，所述牵引组件对所述管道施加拉力，将所述管道拉至所述加工区域进行处理；

在前一节所述管节进行打磨及防腐处理时，同时进行下一节管节的固定连接；

当前一节所述管节进行打磨及防腐处理完成后，所述牵引组件施加拉力，所述管节向前进入所述盾构隧道并通过所述运输组件前进；

重复本步骤直至所述管道到达预定位置。

在进一步的实施例中，所述步骤四中，所述牵引组件包括卷扬机和挂耳，所述卷扬机安装在所述接收井内；

所述管道的前端部两侧分别固定安装所述挂耳，两个所述挂耳之间固定连接有钢丝绳；

所述卷扬机的钢丝绳穿过所述盾构隧道拉至所述始发井，并与两个所述挂耳之间的钢丝绳固定连接在一起。

在进一步的实施例中，所述步骤二中，在所述滚筒的外侧包裹保护层，通过调节所述保护层的厚度使所有所述支撑框处于同一高度；

所述保护层采用柔性材料制成。

在进一步的实施例中，所述焊接区域使用槽钢铺设；所述加工区域使用方木铺设。

在进一步的实施例中，所述步骤一中，所述支撑框的宽度与所述管道的直径长度一致。

在进一步的实施例中，所述支撑框采用钢材料制成。

在进一步的实施例中，所述步骤六中，采用素混凝土对所述管道及所述运输组件进行包封处理，包封处理时在所述管道的上部预留排水沟，便于所述盾构隧道内其他管道的施工；

所述盾构隧道的其他管道的施工重复步骤一至六。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本施工方法在盾构隧道内安装有运输组件，接收井及管道的前端部固定安装有牵引组件，通过牵引组件提供拉力，使得管道在运输组件上向前移动，无需人工铺设，降低工作人员劳动强度，施工效率高，施工工期短。

2、本施工方法在始发井内固定安装有作业平台，作业平台包括焊接区域和加工区域，对前一节管节进行打磨及防腐处理的同时进行下一节管节的焊接，前一节处理好的管节通过卷扬机拉至盾构隧道；即管道的焊接、处理和铺设同步进行，加快施工进程，提高施工效率。

3、本施工方法的运输组件结构简单，均为常见零件，制作成本低，使用方便；在使用完后，运输组件无须拆卸，与管道一起采用素混凝土进行包封处理，对管道起到了支撑和加固作用，保护管道，延长管道使用寿命。

4、本施工方法不仅适用于大直径、长距离的管道铺设，由于施工成本低，对于小直径、短距离的管道也可使用本方法，适用性强，适用范围广。

附图说明

图1为一种盾构隧道内管道施工方法的流程图；

图2为一种盾构隧道内管道施工方法的示意图；

图3为一种盾构隧道内管道施工方法的运输组件结构示意图；

图4为一种盾构隧道内管道施工方法的始发井及接收井结构示意图。

图中：1、盾构隧道；2、管道；3、运输组件；31、支撑框；32、连接长杆；33、滚筒；34、连接短杆；41、始发井；42、接收井；5、作业平台；51、加工区域；52、焊接区域；6、牵引组件；61、卷扬机；62、挂耳；X、管道行进方向。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1：

一种盾构隧道内管道施工方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、清理盾构隧道1及制作运输组件3

在盾构结束后，清理盾构始发井41及接收井42内的残留物，根据管道2的位置，在盾构接收井42内使用全站仪进行卷扬机61的准确定位，确保卷扬机61与盾构始发井41内管道2的位置相对应。优选的，全站仪型号为索佳SET2203。

对盾构隧道1内下端部的混凝土表面进行凿毛清理，便于后续的混凝土浇筑，在清理期间，根据管道2及盾构隧道1的尺寸制作运输组件3。

如图2-4所示，运输组件3包括若干支撑框31和若干滚筒33，支撑框31为门字形结构，支撑框31上端部有横向设置的横杆结构，横杆结构外侧套装滚筒33，滚筒33的内径大于横杆结构的外径，使滚筒33可以围绕横杆结构转动。其中，运输组件3中的支撑框31的宽度与管道2的直径长度一致，以增加支撑框31与管道2的接触面，使得管道2运输时更加稳定。优选的，支撑框31采用钢筋制成，钢筋型号根据管道2的重量确定。

步骤二、安装运输组件3

如图3所示，在盾构隧道1中，按照管道2的延伸方向间隔安装至少三个支撑框31，确保管道2至少有三个受力点，受力均匀，防止管道2在运输时因受力不均衡而无法向前滑动。

在支撑框31两内侧面的下端部分别固定安装有连接长杆32，连接长杆32将所有支撑框31连接成整体，确保支撑框31位于同一水平面上；两根连接长杆32之间间隔固定安装有平行于支撑框31的若干连接短杆34，提高运输组件3的结构强度。优选的，相邻两个连接短杆34的间距大于相邻两个支撑框31之间的间距。

运输组件3安装完成后，进行运输组件3下端部的混凝土浇筑，以便固定运输组件3，防止运输组件3在运输管道2时发生偏移；在浇筑前和浇筑中均检查支撑框31的位置；混凝土可分段浇筑，根据现场实际情况，采用合适的浇筑方法。其中，支撑高程与设计管底标高一致。

混凝土浇筑完成后，待混凝土强度达到设计要求时，在滚筒33的外侧设置保护层，保护层采用柔性胶皮材料制成，避免在运输过程中破坏管道2的管道防腐措施，不仅具有缓冲作用，保护运输组件3，延长运输组件3的使用寿命；还能够调节支撑框31的标高：在安装过程中检测支撑标高，当支撑框31的标高低于设计标高时，则在安装保护层时，将此处的保护层加厚，使安装保护层后的支撑框31标高符合设计标高；当支撑框31的标高与设计标高相差悬殊过大时，对此处重新进行混凝土浇筑。优选的，保护层采用橡胶制成。

步骤三、安装作业平台5

多节管节依次首尾固定连接在一起，形成管道2，每节管节通过吊装设备吊入始发井41内。

如图4所示，在始发井41内固定安装作业平台5，作业平台5包括加工区域51和焊接区域52，加工区域51位于焊接区域52与盾构隧道1之间；焊接区域52用于将管节焊接在一起，由于焊接过程中会产生火花，因此焊接区域52采用槽钢制成；加工区域51用于对焊接好的管道2进行打磨以及防腐性处理，为了降低施工成本，加工区域51采用槽钢或方木制成。

作业平台5的底部采用盘扣支架搭设，底部悬空，便于隧道内排水；支架搭设严格按照承重支架设计要求进行，作业平台5的高度根据始发井41底与管道2的标高确定，保证作业平台5与运输组件3不存在明显高度差，使得管道2在作业平台5处理完成后可直接向前推进，通过运输组件3完成管道2的铺设。

步骤四、安装牵引组件6

如图4所示，牵引组件6包括卷扬机61和挂耳62；作业平台5搭设完成后，根据始发井41内作业平台5的高程，确定接收井42内卷扬机61的高程，确保卷扬机61与作业平台5高程相应。优选的，卷扬机61的高程略高于作业平台5的高程；卷扬机61的型号为JK5。

在管道2的前端部两侧分别固定安装挂耳62，两个挂耳62之间固定连接有钢丝绳；在接收井42内通过人工方式将卷扬机61的钢丝绳拉至始发井41，并与两个挂耳62之间的钢丝绳固定连接在一起。如距离过长，可将卷扬机61的钢丝绳加长，接口处牢固连接。优选的，卷扬机61的钢丝绳与加长的钢丝绳为同一型号钢丝绳，保证钢丝绳使用效果。

步骤五、管道2的处理及运输

如图3所示，将管节从始发井41内的作业平台5上方吊入，并放置在焊接区域52上，将相邻两节管节焊接在一起，焊接完成后，对每一道焊缝进行检查，确保符合焊接要求后，打开卷扬机61的开关，卷扬机61开始施加拉力，通过钢丝绳将管道2拉至加工区域51进行管道2的打磨及防腐处理。

在前一节管节进行打磨及防腐处理时，下一节管节进行吊装及焊接施工，当前一节管节防腐处理完成后，卷扬机61施加拉力，管道2进入盾构隧道1内并位于运输组件3上，管道2通过运输组件3沿X方向行进；

重复本步骤直至管道2的前端部进入接收井42，管道2的铺设完成。

步骤六、管道2包封处理

管道2施工完成后，拆卸钢丝绳。

如图2所示，根据城市发展规划，确定此管道2的平面位置有无其他管道；确认无其他附属管道后，采用素混凝土对管道2及运输组件3进行包封处理，管道2包封处理时管道2上部预留排水沟，便于盾构隧道1内其他管道的施工，其他管道施工可重复步骤一至六。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种盾构隧道内管道施工方法，包括盾构隧道(1)，所述盾构隧道(1)的一端部设置有始发井(41)，所述盾构隧道(1)的另一端部设置有接收井(42)，其特征在于：包括以下步骤

步骤一、清理盾构隧道(1)及制作运输组件(3)

对所述盾构隧道(1)内下端部的混凝土表面进行清理；

制作运输组件(3)；

步骤二、安装运输组件(3)

在所述盾构隧道(1)内的底端部，沿管道(2)的方向安装所述运输组件(3)，将所述运输组件(3)下端部固定在所述盾构隧道(1)内；

步骤三、安装作业平台(5)

在所述始发井(41)内固定安装作业平台(5)，所述作业平台(5)的底部采用支架搭设，所述作业平台(5)的高度与所述运输组件(3)的高度相应；

步骤四、安装牵引组件(6)

根据所述作业平台(5)的高度，在所述接收井(42)内和所述管道(2)上安装牵引组件(6)，所述牵引组件(6)对所述管道(2)提供拉力；

步骤五、管道(2)的处理及运输

多节管节依次吊装入所述始发井(41)，并在所述作业平台(5)上依次首尾固定连接在一起形成所述管道(2)；

所述管道(2)在所述牵引组件(6)的作用下进入所述盾构隧道(1)，并通过所述运输装置(3)完成所述管道(2)的铺设；

步骤六、管道(2)包封处理

拆卸所述牵引组件(6)；

对管道(2)进行包封处理。

2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤一中，所述运输组件(3)包括若干支撑框(31)和若干滚筒(33)，所述支撑框(31)沿所述盾构隧道(1)间隔固定安装至少三个，所述支撑框(31)的上端部套装有所述滚筒(33)；

所述步骤二中，所述运输组件(3)还包括连接长杆(32)和连接短杆(34)，所述支撑框(31)两内侧面的下端部分别固定安装有所述连接长杆(32)，所述连接长杆(32)将所有所述支撑框(31)连接成整体；

两根所述连接长杆(32)之间间隔固定安装有平行于所述支撑框(31)的若干所述连接短杆(34)。

3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤三中，所述作业平台(5)包括加工区域(51)和焊接区域(52)，所述加工区域(51)位于所述焊接区域(52)与所述盾构隧道(1)之间；

所述焊接区域(52)用于将所述管节固定连接形成所述管道(2)，所述加工区域(51)用于对所述管道(2)进行打磨及防腐处理。

4.根据权利要求3所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤五中，相邻两节所述管节在所述焊接区域(52)固定在一起后，所述牵引组件(6)对所述管道(2)施加拉力，将所述管道(2)拉至所述加工区域(51)进行处理；

在前一节所述管节进行打磨及防腐处理时，同时进行下一节管节的固定连接；

当前一节所述管节进行打磨及防腐处理完成后，所述牵引组件(6)施加拉力，所述管节向前进入所述盾构隧道(1)并通过所述运输组件(3)前进；

重复本步骤直至所述管道(2)到达预定位置。

5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤四中，所述牵引组件(6)包括卷扬机(61)和挂耳(62)，所述卷扬机(61)安装在所述接收井(42)内；

所述管道(2)的前端部两侧分别固定安装所述挂耳(62)，两个所述挂耳(62)之间固定连接有钢丝绳；

所述卷扬机(61)的钢丝绳穿过所述盾构隧道(1)拉至所述始发井(41)，并与两个所述挂耳(62)之间的钢丝绳固定连接在一起。

6.根据权利要求2所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤二中，在所述滚筒(33)的外侧包裹保护层，通过调节所述保护层的厚度使所有所述支撑框(31)处于同一高度；

所述保护层采用柔性材料制成。

7.根据权利要求3所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述焊接区域(52)使用槽钢铺设；所述加工区域(51)使用方木铺设。

8.根据权利要求2所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤一中，所述支撑框(31)的宽度与所述管道(2)的直径长度一致。

9.根据权利要求2所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述支撑框(31)采用钢材料制成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种盾构隧道内管道施工方法，其特征在于：所述步骤六中，采用素混凝土对所述管道(2)及所述运输组件(3)进行包封处理，包封处理时在所述管道(2)的上部预留排水沟，便于所述盾构隧道(1)内其他管道的施工；

所述盾构隧道(1)的其他管道的施工重复步骤一至六。