CN117702890A - 一种倒虹吸管道施工方法 - Google Patents

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杜锋光
劳悦
钟志锋
李钧陶
王晓亮
张志鹏
车泓锋
侯洁平
陈振钊
李嘉燊
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Abstract

本申请公开了一种倒虹吸管道施工方法,其包括如下步骤:在障碍物的一侧开挖第一倒虹井,在障碍物的另一侧开挖第二倒虹井;钻机的钻头从第一倒虹井的上游钻入地下,穿过第一倒虹井,从障碍物的下方穿过,穿过第二倒虹井,从第二倒虹井的下游钻出地面;将钻机的钻头更换为扩孔器,扩孔器沿着钻头的轨迹运动,在地下形成用于敷设第一管道、第二管道和第三管道的通道;将第二管道牵引至通道中,使第二管道的两端分别于第一倒虹井和第二倒虹井相连通;在第一倒虹井的上游接入第一管道,第一管道的出水端与第一倒虹井相连通,在第二倒虹井的下游端接入第三管道,第三管道的入水端与第二倒虹井连通,该倒虹吸管道施工方法无需破坏障碍物,施工影响少。

Description

一种倒虹吸管道施工方法
技术领域
本申请用于管道施工技术领域,特别是涉及一种倒虹吸管道施工方法。
背景技术
在无压管道遇到障碍物时,管道不能再按原有坡度埋设,通常采用倒虹的形式,修建一条管道从障碍物下端通过,管道的修建方式有明挖及暗挖两类,其中,采用明挖方式需短暂截断障碍物(如截断河道、中断道路等),待中间管道敷设完成后再恢复上部的结构及功能。即采用明挖会对上方的交通或生态造成影响;而采用暗挖方式通常采用顶管方法,需采用顶推设备将管道顶入障碍物下方,直至连通,顶管井内可修筑为倒虹井,连接上下游管道,但采用顶管技术建设管道所需的配套设备较多,顶管井结构强度要求高,其造价也相对较高,故两种方法在实施中都需要消耗大量人力、物力,施工效率较低。
发明内容
本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种倒虹吸管道施工方法,其能够能够绕开障碍物实现污水的输送,且施工便捷。
本申请解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种倒虹吸管道施工方法,包括如下步骤:
在障碍物的一侧开挖第一倒虹井,在障碍物的另一侧开挖第二倒虹井;
钻机的钻头从所述第一倒虹井的上游钻入地下,穿过所述第一倒虹井,从障碍物的下方穿过,穿过所述第二倒虹井,从所述第二倒虹井的下游钻出地面;
将钻机的钻头更换为扩孔器,扩孔器沿着钻头的轨迹运动,在地下形成用于敷设第一管道、第二管道和第三管道的通道;
将所述第二管道牵引至所述通道中,使所述第二管道的两端分别于所述第一倒虹井和所述第二倒虹井相连通;
在所述第一倒虹井的上游接入所述第一管道,所述第一管道的出水端与所述第一倒虹井相连通,在所述第二倒虹井的下游端接入所述第三管道,所述第三管道的入水端与所述第二倒虹井相连通。
优选的,所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的挖掘深度小于预设深度,将所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的井筒预制件采用完整预制的方式进行预制。
优选的,所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的挖掘深度大于预设深度,将所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的井筒预制件采用部分预制的方式进行预制,形成下部预制段,所述下部预制段上设有用于现场浇筑的钢筋框架,在所述下部预制段安装后,现场浇筑,形成上部预制段,所述上部预制段与所述下部预制段形成所述第一倒虹井和所述第二倒虹井井筒的整体结构。
优选的,在所述第一倒虹井的上游开挖出料井,在所述出料井内布置定向钻机,钻头通过所述出料井,以10~20度的夹角钻入地下,当钻头穿过第一倒虹井后,钻头与地面夹角逐步变小直至呈水平。
优选的,在所述第二倒虹井的下游开挖进料井,钻头沿水平方向穿过所述第二倒虹井后,钻头以与水平线夹角10~20度的夹角从所述进料井钻出。
优选的,将所述第二管道的端部通过牵引头与钻机相连,并牵引所述第二管道,直至所述第二管道的两端分别于所述第一倒虹井和所述第二倒虹井相连,取下牵引头,采用水泥砂浆将所述第二管道的两端分别与所述第一倒虹井和所述第二倒虹井固定住。
优选的,所述第二管道包括第一连接段,平直段和第二连接段,所述第一连接段的下游端与所述平直段相连通,所述第一连接段的上游端向上方延伸并于所述第一倒虹井连通,所述第二连接段的上游端与所述平直段相连通,所述第二连接段的下游端向上方延伸并于所述第二倒虹井连通。
优选的,所述第一连接段,所述平直段和所述第二连接段均为HDPE管,在地面上将所述第一连接段,所述平直段和所述第二连接段之间采用热熔连接成整体后,将所述第一连接段或所述第二连接段的外端与牵引头相连。
优选的,在所述第一倒虹井的上游,采用明挖法施工,将所述第一管道埋设在地下,在所述第二倒虹井的下游,采用明挖法施工,将所述第三管道埋设在地下。
优选的,所述第一管道与所述第三管道均沿水平方向敷设,所述第一管道所在位置高于所述第三管道的所在位置。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:该倒虹吸管道施工方法当遇到障碍物,如穿过河道、铁路等地下设施时,第二管道不按原有坡度埋设,而是以下凹的方式从障碍物下通过,当污水经过第一管道流入第一倒虹井,由于第一倒虹井和第二倒虹井中间通过第二管道连通,污水将沿着第二管道流入第二管道内,当第二倒虹井内水位达到一定高程,高于第三管道高度后,污水经第三管道流出,本申请采用牵引施工的方法,利用钻机能够改变方向的特点,来敷设第二管道,采用牵引技术修建倒虹管道,成本低,即采用暗挖的形式进行,无需破坏障碍物,施工过程中不影响上方(河道、道路、铁路等)正常工作,施工影响较少,也更为便捷快速,且本申请方法施工所需建设的第一倒虹井和第二倒虹井开挖深度更浅,并利用连通器的原理,第二管道标高即使低于第一倒虹井和第二倒虹井内的水面,仍能实现污水在管道内的输送,解决了障碍物深度对无压管道内污水的输送难题。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请一个实施例的结构示意图之一;
图2是本申请一个实施例的结构示意图之二;
图3是本申请一个实施例的结构示意图之三;
图4是本申请一个实施例的俯视图。
具体实施方式
本部分将详细描述本申请的具体实施例,本申请之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本申请保护范围的限制。
本申请中,如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时,其仅是为了便于描述本申请的技术方案,而不是指示或暗示所指的技术特征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申请的限制。
本申请中,“若干”的含义是一个或者多个,“多个”的含义是两个以上,“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数;“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本申请的描述中,如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请中,除非另有明确的限定,“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解,例如,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,还可以是一体成型;可以是机械连接,也可以是电连接或能够互相通讯;可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
其中,图1、图2、图3和图4给出了本申请实施例的参考方向坐标系,以下结合图1、图2、图3和图4所示的方向,对本申请的实施例进行说明。
本申请的实施例提供了一种倒虹吸管道施工方法,参见、图2、图3和图4,包括如下步骤:
S1:在障碍物600的一侧开挖第一倒虹井200,在障碍物600的另一侧开挖第二倒虹井400;
S2:钻机的钻头从第一倒虹井200的上游钻入地下,穿过第一倒虹井200,从障碍物600的下方穿过,穿过第二倒虹井400,从第二倒虹井400的下游钻出地面;
S3:将钻机的钻头更换为扩孔器,扩孔器沿着钻头的轨迹运动,在地下形成用于敷设第一管道100、第二管道300和第三管道500的通道900;
S4:将第二管道300牵引至通道900中,使第二管道300的两端分别于第一倒虹井200和第二倒虹井400相连通;
S5:在第一倒虹井200的上游接入第一管道100,第一管道100的出水端与第一倒虹井200相连通,在第二倒虹井400的下游端接入第三管道500,第三管道500的入水端与第二倒虹井400相连通。
该倒虹吸管道施工方法当遇到障碍物,如穿过河道、铁路等地下设施时,第二管道300不按原有坡度埋设,而是以下凹的方式从障碍物下通过,当污水经过第一管道100流入第一倒虹井200,由于第一倒虹井200和第二倒虹井400中间通过第二管道300连通,污水将沿着第二管道300流入第二管道300内,当第二倒虹井400内水位达到一定高程,高于第三管道500高度后,污水经第三管道500流出,本申请采用牵引施工的方法,利用钻机能够改变方向的特点,来敷设第二管道300,采用牵引技术修建倒虹管道,成本低,即采用暗挖的形式进行,无需破坏障碍物,施工过程中不影响上方(河道、道路、铁路等)正常工作,施工影响较少,也更为便捷快速,且本申请方法施工所需建设的第一倒虹井200和第二倒虹井400开挖深度更浅,并利用连通器的原理,第二管道300标高即使低于第一倒虹井200和第二倒虹井400内的水面,仍能实现污水在管道内的输送,解决了障碍物深度对无压管道(即管道内流水以无压力形式流动)内污水的输送难题。
在某些实施例中,第一倒虹井200和第二倒虹井400的挖掘深度小于预设深度,将第一倒虹井200和第二倒虹井400的井筒预制件采用完整预制的方式进行预制。
再另一些实施例中,第一倒虹井200和第二倒虹井400的挖掘深度大于预设深度,将第一倒虹井200和第二倒虹井400的井筒预制件采用部分预制的方式进行预制,形成下部预制段,下部预制段上设有用于现场浇筑的钢筋框架,在下部预制段安装后,现场浇筑,形成上部预制段,上部预制段与下部预制段形成第一倒虹井200和第二倒虹井400井筒的整体结构。
具体的,根据挖掘深度以及地质水位高度来确定第一倒虹井200和第二倒虹井400井筒的预制方式。
作为本申请优选的实施方式,在步骤S2中,在第一倒虹井200的上游开挖出料井700,在出料井700内布置定向钻机,钻头通过出料井700,以10~20度的夹角钻入地下,当钻头穿过第一倒虹井后,钻头与地面夹角逐步变小直至呈水平。
在步骤S2中,在第二倒虹井400的下游开挖进料井800,钻头沿水平方向穿过第二倒虹井400后,钻头以与水平线夹角10~20度的夹角从进料井800钻出。
优选的,将第二管道300的端部通过牵引头与钻机相连,并牵引第二管道300,直至第二管道300的两端分别于第一倒虹井200和第二倒虹井400相连,取下牵引头,采用水泥砂浆将第二管道300的两端分别与第一倒虹井200和第二倒虹井400固定住。
在某些实施例中,参见图2,第二管道300包括第一连接段310,平直段320和第二连接段330,第一连接段310的下游端与平直段320相连通,第一连接段310的上游端向上方延伸并于第一倒虹井200连通,第二连接段330的上游端与平直段320相连通,第二连接段330的下游端向上方延伸并于第二倒虹井400连通。
作为本申请优选的实施方式,第一连接段310,平直段320和第二连接段330均为HDPE管,在地面上将第一连接段310,平直段320和第二连接段330之间采用热熔连接成整体后,将第一连接段310或第二连接段330的外端与牵引头相连。
在第一倒虹井200的上游,采用明挖法施工,将第一管道100埋设在地下,在第二倒虹井400的下游,采用明挖法施工,将第三管道500埋设在地下。
具体的,在出料井700处布置水平定向钻机,导向钻头以10~20度左右的夹角伸入地下,当钻头穿过第一倒虹井200后,钻头与地面夹角逐步改平,待钻头穿越障碍物后,其与地面夹角方向逐步调整,略向地面;在穿越另一端的第二倒虹井400后,钻头以与水平线夹角10~20度左右的夹角从进料井800穿出,在管道成孔时随时跟踪检测、及时纠偏,确保管孔准确,确保管道铺设时平面位置及高程走向的正确,将穿出进料井800的导向钻头取下,更换为扩孔器,反方向沿着导向钻头轨迹牵引扩孔器,使地下形成与拟敷设管道直径相当的通道。
作为本申请优选的实施方式,第一管道100与第三管道500均沿水平方向敷设,第一管道100所在位置高于第三管道500的所在位置,水就可以在重力作用下从上游往下游流动过去。
在本说明书的描述中,参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
当然,本申请创造并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种倒虹吸管道施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
在障碍物的一侧开挖第一倒虹井,在障碍物的另一侧开挖第二倒虹井;
钻机的钻头从所述第一倒虹井的上游钻入地下,穿过所述第一倒虹井,从障碍物的下方穿过,穿过所述第二倒虹井,从所述第二倒虹井的下游钻出地面;
将钻机的钻头更换为扩孔器,扩孔器沿着钻头的轨迹运动,在地下形成用于敷设第一管道、第二管道和第三管道的通道;
将所述第二管道牵引至所述通道中,使所述第二管道的两端分别于所述第一倒虹井和所述第二倒虹井相连通;
在所述第一倒虹井的上游接入所述第一管道,所述第一管道的出水端与所述第一倒虹井相连通,在所述第二倒虹井的下游端接入所述第三管道,所述第三管道的入水端与所述第二倒虹井相连通。
2.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的挖掘深度小于预设深度,将所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的井筒预制件采用完整预制的方式进行预制。
3.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的挖掘深度大于预设深度,将所述第一倒虹井和所述第二倒虹井的井筒预制件采用部分预制的方式进行预制,形成下部预制段,所述下部预制段上设有用于现场浇筑的钢筋框架,在所述下部预制段安装后,现场浇筑,形成上部预制段,所述上部预制段与所述下部预制段形成所述第一倒虹井和所述第二倒虹井井筒的整体结构。
4.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:在所述第一倒虹井的上游开挖出料井,在所述出料井内布置定向钻机,钻头通过所述出料井,以10~20度的夹角钻入地下,当钻头穿过第一倒虹井后,钻头与地面夹角逐步变小直至呈水平。
5.根据权利要求4所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:在所述第二倒虹井的下游开挖进料井,钻头沿水平方向穿过所述第二倒虹井后,钻头以与水平线夹角10~20度的夹角从所述进料井钻出。
6.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:将所述第二管道的端部通过牵引头与钻机相连,并牵引所述第二管道,直至所述第二管道的两端分别于所述第一倒虹井和所述第二倒虹井相连,取下牵引头,采用水泥砂浆将所述第二管道的两端分别与所述第一倒虹井和所述第二倒虹井固定住。
7.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:所述第二管道包括第一连接段,平直段和第二连接段,所述第一连接段的下游端与所述平直段相连通,所述第一连接段的上游端向上方延伸并于所述第一倒虹井连通,所述第二连接段的上游端与所述平直段相连通,所述第二连接段的下游端向上方延伸并于所述第二倒虹井连通。
8.根据权利要求7所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:所述第一连接段,所述平直段和所述第二连接段均为HDPE管,在地面上将所述第一连接段,所述平直段和所述第二连接段之间采用热熔连接成整体后,将所述第一连接段或所述第二连接段的外端与牵引头相连。
9.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:在所述第一倒虹井的上游,采用明挖法施工,将所述第一管道埋设在地下,在所述第二倒虹井的下游,采用明挖法施工,将所述第三管道埋设在地下。
10.根据权利要求1所述的倒虹吸管道施工方法,其特征在于:所述第一管道与所述第三管道均沿水平方向敷设,所述第一管道所在位置高于所述第三管道的所在位置。
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