CN121205281A - 逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道及其施工方法，其主要施工步骤包括：（1）旧管道周围加固保护；（2）逆作法施工新建接收井；（3）顶管井及新管道施工；（4）牵引操作架施工；（5）安装滑移施工平台；（6）悬吊后撑装置施工；（7）安装切割稳固支架；（8）旧管道切割及封堵接驳施工。本发明采用先建井底结构、后逐步开挖的逆作施工方法，不仅能确保井体整体稳定及与管道的精准对接，适应地下空间受限的施工环境，而且通过分段施工、局部封闭和分流措施，在施工过程中确保原有接驳井和高压污水管道持续正常运行，杜绝中断或泄漏风险，具有广阔的应用前景。

Description

逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道及其施工 方法

技术领域

本发明涉及一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道及其施工方法，属于土木工程领域，适用于高压污水管道迁改接驳施工。

背景技术

逆作沉井接驳井的研究背景主要源于城市基础设施建设中对污水管网的需求。随着城市化进程的加快，现有的污水管网面临着日益增长的负荷和老化问题，亟需进行改造和扩建。传统的接驳方式多采用沉井法，这种方法在施工过程中往往对周围环境造成较大影响，尤其是在城市密集区域，施工噪音和建筑垃圾对居民生活质量产生了负面影响。因此，研究更为高效、环保的接驳技术成为了行业的迫切需求。

当前，逆作沉井接驳井技术逐渐受到重视，尤其是在复杂地质条件下的应用。近年来，许多城市在新建污水管道时，开始探索逆作法的应用，以期在保护既有管道和建筑物的同时，提高施工效率。研究表明，逆作法能够有效减少施工占地面积，降低对周围环境的干扰，且施工过程相对较快，能够在一定程度上缓解城市污水处理的压力。然而，尽管逆作法在某些方面表现出色，但在实际应用中仍面临技术成熟度不足和施工经验缺乏的问题。

传统沉井法的缺陷主要体现在几个方面。首先，沉井法在施工过程中容易对周围的既有管道和建筑物造成损害，尤其是在土层不稳定的情况下，可能导致沉井下沉不均匀，影响施工安全。其次，沉井法的施工周期较长，需搭建工作平台，增加了施工成本和时间。此外，传统方法在施工过程中产生的噪音和振动对周围居民的生活造成了较大影响，且施工过程中产生的建筑垃圾也对环境造成了污染。因此，亟需寻找更为高效、环保的替代技术，以满足现代城市建设的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道及其施工方法，采用先建井底结构、后逐步开挖的逆作施工方法，不仅能确保井体整体稳定及与管道的精确对接，适应地下空间受限的施工环境，而且通过分段施工、局部封闭和分流措施，在施工过程中确保原有接驳井和高压污水管道持续正常运行，杜绝中断或泄漏风险。

本发明的目的可通过以下方案实现：本逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道包括悬吊后撑装置、切割稳固支架、滑移施工平台及牵引操作架，其中：

悬吊后撑装置包含对称设置的上弧夹板和下弧夹板，上弧夹板和下弧夹板的两端通过对接板连接，对接板顶部设有插孔并安装伸缩套筒，伸缩套筒通过紧固螺母连接带吸盘的撑杆；

切割稳固支架包括基座、支撑弧板及调整千斤顶，基座通过调整千斤顶连接支撑杆，支撑杆顶部设支撑弧板；

滑移施工平台包含套设在滑杆上的滑移套筒，滑移套筒底部通过伸缩杆连接施工吊篮，滑移套筒前侧设有耳板；

牵引操作架包括设置在防护桩顶部的冠梁，冠梁上安装带滑杆的操作平台，操作平台设有牵引设备和连接吊环的升降千斤顶；

进一步地，对接板的插孔内穿设螺栓，螺栓顶部设有插孔，吊环通过插孔与螺栓形成可拆卸连接。

进一步地，操作平台设有吊杆插孔和螺杆孔，冠梁上的螺杆穿过螺杆孔并通过螺丝固定，升降千斤顶的吊杆穿过吊杆插孔。

进一步地，旧管道外围设有防护桩，新建接收井外围设有高压旋喷桩，防护桩与高压旋喷桩的相邻端部重叠15～20cm。

本发明的目的还通过以下方法实现：

一种应用上述的逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道的施工方法，包括以下步骤：

S1.在旧管道周围施工防护桩，在新建接收井位置施工高压旋喷桩；

S2.逆作法建造带旧管道孔的接收井，同步破碎对应位置的高压旋喷桩；

S3.通过顶管井顶入新管道，使新管道插入接收井的新管道孔；

S4.安装牵引操作架，将滑移套筒套设在滑杆上，通过钢丝绳连接耳板与牵引设备；

S5.启动牵引设备移动滑移施工平台，安装悬吊后撑装置的上弧夹板和下弧夹板，通过螺栓和螺母固定；

S6.调整调整千斤顶使支撑弧板顶紧旧管道，切割旧管道后灌注防水泡沫混凝土封堵，吊运切割后的旧管道。

进一步地，步骤S5中悬吊后撑装置的安装包括：

调整伸缩套筒使撑杆的吸盘抵接接收井侧壁，吸盘的吸附压力为0.2-0.5MPa。

进一步地，步骤S6中防水泡沫混凝土的膨胀系数为1.5-2.5倍，灌注压力为0.3-0.8MPa。

进一步地，步骤S2中逆作法包括：

自地面向下分段施工接收井的井壁结构，每段施工深度不超过3m，相邻段施工间隔时间大于24小时。

与现有技术相比，本发明具有以下突出优点和显著效果：

1.本发明采用先建井底结构、后逐步开挖的逆作施工方法，不仅能确保井体整体稳定及与管道的精确对接，适应地下空间受限的施工环境，而且通过分段施工、局部封闭和分流措施，在施工过程中确保原有接驳井和高压污水管道持续正常运行，杜绝中断或泄漏风险。

2.本发明采用的悬吊后撑装置采用集成化设计，利用吊杆悬吊与撑杆吸盘支撑相结合的技术方案，实现“先吊后撑”的施工工艺。在旧管道悬吊保护阶段，该装置能有效抵抗外力干扰，确保管道在施工期间的稳定与安全；在管道切割完成后，设备则迅速转换为管道吊运工具，实现高效吊运作业。此方案通过优化施工工序、缩短现场操作流程，不仅提升了工程施工效率，还兼顾了施工安全性和经济效益，具有显著的应用价值。

3.本发明涉及的切割稳固支架，设计巧妙，支持快速装拆和灵活调节；通过集成可调节千斤顶，该支架能够迅速实现对旧管道的精确定位和稳固固定，从而确保在切割过程中管道始终保持稳定状态，有效防止因位移引发的安全风险，同时缩短了现场操作时间，还大幅提升了切割作业的安全性和施工效率。

4.本发明采用的牵引操作架和滑移施工平台的集成方案，通过精确调控牵引设备，实现施工吊篮沿滑杆的高效移动，以便针对各作业区域进行悬吊后撑装置的装拆。具体来说，牵引设备驱动滑移套筒沿固定滑杆平稳前行，从而实现吊篮的精准定位；同时，利用防护桩冠梁上的螺杆，可显著提升设备装配与定位效率，从而优化施工流程、缩短作业周期并提高整体施工效能。

附图说明

图1是逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道施工三维示意图；

图2是高压污水管道迁改接驳施工平面示意图；

图3是旧管道悬吊保护施工三维示意图；

图4是螺栓结构三维示意图；

图5是悬吊后撑装置施工三维示意图；

图6是悬吊后撑装置与旧管道连接三维示意图；

图7是滑移施工平台安装三维示意图；

图8是切割稳固支架结构三维示意图；

图9是升降千斤顶与吊杆安装三维示意图；

图10是新建接收井围护桩防护施工三维示意图；

图11是操作平台三维示意图；

图12是上弧夹板结构三维示意图；

图13是下弧夹板结构三维示意图；

图14是滑移施工平台结构三维示意图。

图中：1、高压旋喷桩；2、切割机；3、新建接收井；4、钢板止水墙；5、防护桩；6、旧管道；7、防水泡沫混凝土；8、新管道；9、顶管井；10、切割后的旧管道；11、撑杆；12、基座；13、吸盘；14、支撑弧板；15、紧固螺母；16、伸缩套筒；17、上弧夹板；18、对接板；19、螺栓；20、插孔；21、吊杆插孔；22、旧管道孔；23、伸缩千斤顶；24、插孔；25、下弧夹板；26、螺杆孔；27、施工吊篮；28、操作平台；29、冠梁；30、螺杆；31、螺丝；32、钢丝绳；33、牵引设备；34、耳板；35、滑移套筒；36、升降千斤顶；37、伸缩杆；38、顶管预留孔；39、新管道孔；40、吊杆；41、滑杆；42、支撑杆；43、调整千斤顶；44、螺母；45、吊环。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本发明实施方式中钢管焊接以及切割、钢筋笼绑扎、砼浇筑等施工技术要求不再赘述，重点阐明本发明的实施方式，下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，该说明并不局限于以下实施例。

本领域技术人员应理解的是，在本申请的披露中，术语“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是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本申请的限制。

实施例1

如图1-14所示，本逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道包括：高压旋喷桩1、切割机2、新建接收井3、钢板止水墙4、防护桩5、旧管道6、防水泡沫混凝土7、新管道8、顶管井9、切割后的旧管道10、撑杆11、基座12、吸盘13、支撑弧板14、紧固螺母15、伸缩套筒16、上弧夹板17、对接板18、螺栓19、插孔20、吊杆插孔21、旧管道孔22、伸缩千斤顶23、插孔24、下弧夹板25、螺杆孔26、施工吊篮27、操作平台28、冠梁29、螺杆30、螺丝31、钢丝绳32、牵引设备33、耳板34、滑移套筒35、升降千斤顶36、伸缩杆37、顶管预留孔38、新管道孔39、吊杆40、滑杆41、支撑杆42、调整千斤顶43、螺母44、吊环45；

主要包含：悬吊后撑装置、切割稳固支架、滑移施工平台及牵引操作架；

其中，悬吊后撑装置用于稳固旧管道6及吊运切割后的旧管道10，其包含：撑杆11、吸盘13、紧固螺母15、伸缩套筒16、上弧夹板17、对接板18、螺栓19、下弧夹板25；上弧夹板17、下弧夹板25组成悬吊后撑装置的整体骨架，上弧夹板17、下弧夹板25的两端对称设有对接板18，对接板18顶部端部对称设有伸缩套筒16；吸盘13设在撑杆11端部，撑杆11与伸缩套筒16通过紧固螺母15连接；上弧夹板17、下弧夹板25在对接板18处拼接为一个整体，并用螺栓19和螺母44固定。

在本实施例中，对接板18顶部设有插孔24，上弧夹板17、下弧夹板25分别夹固在旧管道6上部和底部，然后螺栓19依次穿过上弧夹板17、下弧夹板25的对接板18的插孔24，并螺母44固定；螺栓19顶部设有插孔20，吊环45穿过插孔20与螺栓19连接。旧管道6周围设有防护桩5，在新建接收井3周围设有高压旋喷桩1，新建接收井3包裹旧管道6。

其中，切割稳固支架用于切割时稳固旧管道6，其包含：基座12、支撑弧板14、支撑杆42、调整千斤顶43；基座12位于新建接收井3底板顶部，基座12顶部均匀设有调整千斤顶43，调整千斤顶43与支撑杆42连接，支撑杆42顶部设有支撑弧板14。

其中，滑移施工平台用于安装悬吊后撑装置、切割稳固支架，以及切割机2切割旧管道6，其包含：伸缩千斤顶23、施工吊篮27、耳板34、滑移套筒35、伸缩杆37；滑移套筒35套在滑杆41上，施工吊篮27顶部设有伸缩千斤顶23，伸缩千斤顶23与伸缩杆37连接，伸缩杆37顶部与滑移套筒35底部中央连接，滑移套筒35内侧前方设有耳板34。

其中，牵引操作架用于固定悬吊后撑装置及牵引滑移施工平台向前移动，其包含：操作平台28、冠梁29、牵引设备33、升降千斤顶36、吊杆40、滑杆41、吊环45；冠梁29位于相邻防护桩5顶部，冠梁29顶部均匀设有螺杆30，冠梁29之间对称设有滑杆41；操作平台28搁置在冠梁29顶部，操作平台28采用框架式设计，其中央设有孔洞，孔洞下方设有滑杆41；操作平台28的孔洞附近均匀设有升降千斤顶36，升降千斤顶36下方连接有吊杆40，吊杆40下方设有吊环45。

在本实施例中，操作平台28位于新建接收井3上方，操作平台28顶部均匀设有吊杆插孔21、螺杆孔26，螺杆30穿过吊杆插孔21，并用螺丝31固定，吊杆40穿过吊杆插孔21；钢丝绳32一端与耳板34，另一端与牵引设备33连接。

实施例2

基于相同的构思，本实施例提供了一种应用实施例1的逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道的施工方法，包括以下步骤：

S1、旧管道6周围加固保护：

在新建接收井3周围的旧管道6附近采用防护桩5加固，防止开挖新建接收井3时产生扰动；同时在新建接收井3位置，施工高压旋喷桩1止水护壁，相邻防护桩5及高压旋喷桩1间重叠15～20cm；

S2、逆作法施工新建接收井3：

新建接收井3侧壁预留旧管道孔22和新管道孔39，采用逆作法施工新建接收井3，即自上而下逐段施工新建接收井3，同时破碎相应的高压旋喷桩1；同时将旧管道6包裹，即旧管道6横穿新建接收井3的旧管道孔22；

S3、顶管井9及新管道8施工：

顶管井9及新管道8采用顶管施工法，顶管井9侧壁设有顶管预留孔38，新管道8插入顶管预留孔38与顶管井9连接，新管道8插入新管道孔39与新建接收井3，并用防水砂浆进行封堵；

S4、牵引操作架施工：

在防护桩5顶部施工冠梁29，具体地，在冠梁29顶部预留螺杆30，用于定位和固定操作平台28，同时在冠梁29内侧对称安装滑杆41；然后将操作平台28安装在冠梁29顶部，在操作平台28顶部安装牵引设备33和升降千斤顶36，并在升降千斤顶36底部安装吊杆40及吊环45；

S5、安装滑移施工平台：

将滑移套筒35套在滑杆41上，同时利用钢丝绳32将滑移套筒35的耳板34与牵引设备33连接；

S6、悬吊后撑装置施工：

启动牵引设备33从而实现滑移套筒35带动施工吊篮27移动实现对不同位置的悬吊后撑装置施工；具体地，在吊杆40下方安装悬吊后撑装置，具体地，将上弧夹板17、下弧夹板25分别夹固在旧管道6上部和底部，然后在对接板18处拼接，然后用螺栓19固定，然后调整升降千斤顶36到合适高度，并将螺栓19与吊环45；同时，调整伸缩套筒16及撑杆11使得吸盘13支撑在新建接收井3侧壁；

S7、安装切割稳固支架：

调整伸缩千斤顶23，使得伸缩杆37达到指定位置，施工人员将切割稳固支架安装在新建接收井3底板上；具体地，启动调整千斤顶43，使得支撑杆42带动支撑弧板14向下移动，待基座12坐落在新建接收井3底板上后，同时保证基座12卡固在新建接收井3前后侧壁之间；然后启动调整千斤顶43，使得支撑杆42向上移动到支撑弧板14卡固在旧管道6底部；

S8、旧管道6切割及封堵接驳施工：

调整伸缩千斤顶23，使得伸缩杆37达到指定位置，施工人员用切割机2在切割位置同时对旧管道6进行切割，同时在旧管道6废弃位置的旧管道孔22的切割位置安装钢板止水墙4，同时在旧管道6内灌注防水泡沫混凝土7进行封堵，从而实现新建接收井3、留下的旧管道6、新管道8、顶管井9之间接驳施工；

旧管道6切割完后，拆除切割稳固支架，同时调整伸缩套筒16，使得吸盘13脱离新建接收井3侧壁，利用上弧夹板17、下弧夹板25、升降千斤顶36及吊杆40将切割后的旧管道10吊运出新建接收井3。

本申请未详述部分为现有技术，故本申请未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了专业术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本申请的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本申请精神相违背的。

本申请不局限于上述最佳实施方式，任何人在本申请的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道，其特征在于，包括悬吊后撑装置、切割稳固支架、滑移施工平台及牵引操作架，其中：

所述悬吊后撑装置包含对称设置的上弧夹板（17）和下弧夹板（25），所述上弧夹板（17）和下弧夹板（25）的两端通过对接板（18）连接，对接板（18）顶部设有插孔（24）并安装伸缩套筒（16），所述伸缩套筒（16）通过紧固螺母（15）连接带吸盘（13）的撑杆（11）；

所述切割稳固支架包括基座（12）、支撑弧板（14）及调整千斤顶（43），所述基座（12）通过调整千斤顶（43）连接支撑杆（42），支撑杆（42）顶部设支撑弧板（14）；

所述滑移施工平台包含套设在滑杆（41）上的滑移套筒（35），滑移套筒（35）底部通过伸缩杆（37）连接施工吊篮（27），所述滑移套筒（35）前侧设有耳板（34）；

所述牵引操作架包括设置在防护桩（5）顶部的冠梁（29），冠梁（29）上安装带滑杆（41）的操作平台（28），操作平台（28）设有牵引设备（33）和连接吊环（45）的升降千斤顶（36）。

2.根据权利要求1所述的一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道，其特征在于：所述对接板（18）的插孔（24）内穿设螺栓（19），螺栓（19）顶部设有插孔（20），所述吊环（45）通过插孔（20）与螺栓（19）形成可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道，其特征在于：所述操作平台（28）设有吊杆插孔（21）和螺杆孔（26），所述冠梁（29）上的螺杆（30）穿过螺杆孔（26）并通过螺丝（31）固定，所述升降千斤顶（36）的吊杆（40）穿过吊杆插孔（21）。

4.根据权利要求1所述的一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道，其特征在于：所述旧管道（6）外围设有防护桩（5），所述新建接收井（3）外围设有高压旋喷桩（1），所述防护桩（5）与高压旋喷桩（1）的相邻端部重叠15～20cm。

5.根据权利要求1所述的一种逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道，其特征在于：所述滑移施工平台还包括设置在所述施工吊篮（27）顶部与所述伸缩杆（37）之间的伸缩千斤顶（23），所述伸缩千斤顶（23）用于调节所述施工吊篮（27）的作业高度。

6.一种应用权利要求1-5任一项所述的逆作沉井接驳井正常运行迁改接驳高压污水管道的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在旧管道（6）周围施工防护桩（5），在新建接收井（3）位置施工高压旋喷桩（1）；

S2.逆作法建造带旧管道孔（22）的接收井（3），同步破碎对应位置的高压旋喷桩（1）；

S3.通过顶管井（9）顶入新管道（8），使新管道（8）插入接收井（3）的新管道孔（39）；

S4.安装牵引操作架，将滑移套筒（35）套设在滑杆（41）上，通过钢丝绳（32）连接耳板（34）与牵引设备（33）；

S5.启动牵引设备（33）移动滑移施工平台，安装悬吊后撑装置的上弧夹板（17）和下弧夹板（25），通过螺栓（19）和螺母（44）固定；

S6.调整调整千斤顶（43）使支撑弧板（14）顶紧旧管道（6），切割旧管道（6）后灌注防水泡沫混凝土（7）封堵，吊运切割后的旧管道（10）。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：步骤S5中所述悬吊后撑装置的安装包括：

调整伸缩套筒（16）使撑杆（11）的吸盘（13）抵接接收井（3）侧壁，所述吸盘（13）的吸附压力为0.2-0.5MPa。

8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：步骤S6中所述防水泡沫混凝土（7）的膨胀系数为1.5-2.5倍，灌注压力为0.3-0.8MPa。

9.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：步骤S2中所述逆作法包括：

自地面向下分段施工接收井（3）的井壁结构，每段施工深度不超过3m，相邻段施工间隔时间大于24小时。

10.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：步骤S6中所述封堵旧管道（6）的步骤还包括：

在所述旧管道（6）废弃位置的旧管道孔（22）的切割位置安装钢板止水墙（4）。