CN212671564U - 用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置 - Google Patents

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周静增
孙军浩
吴仕涛
陈江
张帆
李兵
王桢棋
伍和平
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Abstract

一种用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，包括连接管套、外筒管套、伸缩片和锥尖，所述连接管套的上端与探杆下端部连接，所述连接管套的下部设有排气口，所述外筒管套套装在所述连接管套外且所述外筒管套的上端固定在连接管套的外壁，所述外筒管套的下端通过活动连接件与所述伸缩片的上部连接，所述连接管套的底面设有上铰支座，所述上铰支座与连接杆件的上端连接，所述连接杆件的下端与下铰支座连接，所述下铰支座位于所述伸缩片的内侧中部，所述伸缩片与所述锥尖连接。本实用新型不但可以实现对沼气静压排放锥头的有效回收和循环利用，而且工期短、操作方便、造价低、后续排气效果佳。

Description

用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，适用于地下沼气静压排放施工，尤其是软土地区地铁施工，属土建筑工程技术领域。
背景技术
随着我国地下空间不断发展，地下沼气作为影响地铁工程的危害因素之一，对地铁施工及建设有着非常不利影响，因此，针对待建地铁工程施工常常采取预先排气的方式来减小地下沼气对后期施工带来的诸多不利影响。软土地区地铁工程施工时沼气通常采取静压排放法，即通过静压和上拔探杆的方式排放沼气，在探杆下端部安装一次性锥头以便增大杆端压强，使得探杆顺利进入设计排放深度，当沼气通过压差沿着探杆内部上升时，在探杆口连接各种阀门、沉淀池(气液分离器)、压力计和流量计测试沼气压力和流量。常规的静压沼气排放施工需要按照“一孔位，一锥头”的方式满足多个孔位的排气工作，不可回收的遗留锥头同样存在着损伤盾构设备的危险，孔位布置范围常常需保持在隧道结构线外侧3～5m，其布置的局限性极易造成沼气的不完全排放，影响隧道结构的稳定性及机组人员安全，因此，常规的软土地区沼气静压排放施工中一次性不可回收锥头的使用，不仅增加了施工难度又加大了施工成本、影响施工质量。
发明内容
为了克服软土地区现有沼气静压排放锥头装置成本高、工期长、后续排气效果差等不足，本实用新型提供了一种用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，能有效地克服上述软土地区沼气静压排放中采用常规锥头装置及其操作方法的缺点；本装置不但可以实现对沼气静压排放锥头的有效回收和循环利用，而且工期短、操作方便、造价低、后续排气效果佳。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，包括连接管套、外筒管套、伸缩片和锥尖，所述连接管套的上端与探杆下端部连接，所述连接管套的下部设有排气口，所述外筒管套套装在所述连接管套外且所述外筒管套的上端固定在连接管套的外壁，所述外筒管套的下端通过活动连接件与所述伸缩片的上部连接，所述连接管套的底面设有上铰支座，所述上铰支座与连接杆件的上端连接，所述连接杆件的下端与下铰支座连接，所述下铰支座位于所述伸缩片的内侧中部，所述伸缩片与所述锥尖连接。
进一步，所述连接管套的上端部设有外螺纹，所述探杆下端部设有内螺纹段，所述连接管套的上端的外螺纹安装在所述探杆下端部的内螺纹段内。
再进一步，所述外筒管套的上端与连接管套的外壁卡扣式连接。
更进一步，所述伸缩片上设有伸缩卡口，所述锥尖上设有与所述伸缩卡口配合的卡槽，所述伸缩卡口卡接在所述卡槽内。
所述连接管套的截面为方形，所述伸缩片设有四片，分别位于方形的一条边上。
本实用新型的有益效果主要表现在：
(1)操作简单、工期短。由于采用了收缩式锥头的设计，保证排气效果的同时，既满足了静压探杆快速穿越软土地层的要求，又减小了探杆上拔时锥头带来的侧阻力，保证杆件的快速上拔，减小施工难度，节省了施工工期。(2)成本低。由于采用伸缩式的回收方式，锥头由一次性构件变成循环利用的可回收部件，减少了锥头费用，节省了排气施工成本。(3)无障碍物遗留，后期盾构施工方便。由于常规不可回收锥头会在土体内留存有锥头障碍物，在后续盾构施工中极易损坏盾构刀盘造成工期延长，经济损失巨大。而伸缩式可回收锥头装置能解决锥头障碍物遗留土层中的难题，使得后期盾构施工更加方便。(4)排气孔灵活布置，排气效果佳。由于常规不可回收锥头障碍物的存在极易影响后期盾构施工，常规沼气排气孔只能布置在盾构施工区域外侧，而不能根据沼气实际埋藏位置和深度情况进行布孔，使得单靠施工区域外侧的排气孔进行排气的效果不理想，易引发施工中沼气泄露起火、土体失稳等安全事故。而伸缩式可回收锥头可以根据具体沼气埋藏位置和深度情况进行排气孔灵活布置，突破了原有施工中只能在盾构施工区域外侧布置排气孔的局限，使得沼气排放更加彻底、效果更好。
附图说明
图1是用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置的正剖图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是连接套管示意图。
图4是伸缩片的立体图。
图5是伸缩片的截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图5，一种用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，包括连接管套1、外筒管套2、活动连接件3、伸缩片4、锥尖5、排气口6、活动铰支座、伸缩卡口8和连接杆件9；
所述连接管套1的上端与探杆下端部10连接，所述连接管套1的下部设有排气口6，所述外筒管套2套装在所述连接管套1外且所述外筒管套2的上端固定在连接管套1的外壁，所述外筒管套2的下端通过活动连接3件与所述伸缩片4的上部连接，所述连接管套1的底面设有上铰支座7，所述上铰支座7与连接杆件8的上端连接，所述连接杆件8的下端与下铰支座连接，所述下铰支座位于所述伸缩片4的内侧中部，所述伸缩片4与所述锥尖5连接。
进一步，所述连接管套1的上端部设有外螺纹，所述探杆下端部10设有内螺纹段，所述连接管套的上端的外螺纹安装在所述探杆下端部的内螺纹段内。
再进一步，所述外筒管套2的上端与连接管套1的外壁卡扣式连接。
更进一步，所述伸缩片4上设有伸缩卡口8，所述锥尖5上设有与所述伸缩卡口配合的卡槽，所述伸缩卡口卡接在所述卡槽内。
所述连接管套1的截面为方形，所述伸缩片4设有四片，分别位于方形的一条边上。
某地铁施工区间地下土层中⑥2淤泥质粉质粘土和⑧2层粉质粘土均有气压较高的大量沼气，为了保证工程施工安全，需要进行沼气排放。为了获取地下土层沼气埋藏情况及沼气排放采用一次性常规锥头只能在隧道结构线外侧3-5m范围内布置沼气排放孔，而采用本实用新型的用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置不但能实现沼气排放、锥头快速下降至设定深度还能够实现锥头的可回收利用，极大程度降低了施工成本、加快施工进度、保障盾构施工安全。沼气排放孔以最小直径揭穿含气层，并通过生气层、储气层部位，孔深宜揭穿⑥2淤泥质粉质粘土进入⑧2层粉质粘土一定深度，单孔设计孔深45m。
本次沼气处理排放施工采用XY-100型钻机辅助引孔结合静压排放设备。由于该工程沼气含量较大且区域广，采用原有静压排放设备的一次性常规锥头，不但成本高、工期长，而且有障碍物遗留且排气效果差。采用伸缩式可回收锥头装置可实现锥头循环利用，具有费用低、工期短、后续施工方便和排气效果好等优点。
本实用新型的实施方案是：
(a)根据该站点施工段土层状况及深度，选择静压法沼气处理方案，下压锥头装置采用用于沼气排放收缩式可回收锥头装置，根据沼气生气层及储气层深度设定排气深度为45m。
(b)孔位布置根据盾构区间沼气分布提前测量标注沼气排放孔位位置，孔位布置按梅花形布置。
(c)针对布孔位置打设地锚作为静力反压装置。对于无法打设地锚区段可采用履带式静压设备利用自重或增加配重作为反力装置，然后安装双油缸全液压传动设备。
(d)将连接杆件9安装到活动铰支座7上与连接管套1连接在一起。
(e)将连接杆件9另一端与伸缩片4通过活动铰支座7连接在一起。
(f)将伸缩片4通过活动连接件3与外筒管套2连接在一起。
(g)将上述(f)中安装好的装置通过螺栓将连接管套1安装到探杆下端部10。
(h)通过静压装置将带有连杆伸缩式可回收锥头的探杆压入相应土层完成沼气压强、流量测量及排气，当沼气压强排放至小于设计工程安全值后，停止排气，上提探杆至下一指定排气土层深度进行沼气排放。
(i)当所有测试及排气施工完毕后，匀速将剩余探杆全部拔离地面，并将锥头装置从探杆下端部10取下。
(j)将活动连接件3从锥头装置拆下。
(k)将活动连接件9相继从伸缩片4与连接管套1的活动铰支座7上拆下。
(l)回收锥头装置各构件，并对该沼气排放孔进行封孔处理。
(m)重复(c)～(l)步骤完成步骤(b)中所有孔位沼气排放。

Claims (5)

1.一种用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，其特征在于，所述装置包括连接管套、外筒管套、伸缩片和锥尖，所述连接管套的上端与探杆下端部连接，所述连接管套的下部设有排气口，所述外筒管套套装在所述连接管套外且所述外筒管套的上端固定在连接管套的外壁，所述外筒管套的下端通过活动连接件与所述伸缩片的上部连接，所述连接管套的底面设有上铰支座，所述上铰支座与连接杆件的上端连接，所述连接杆件的下端与下铰支座连接，所述下铰支座位于所述伸缩片的内侧中部，所述伸缩片与所述锥尖连接。
2.如权利要求1所述的用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，其特征在于，所述连接管套的上端部设有外螺纹，所述探杆下端部设有内螺纹段，所述连接管套的上端的外螺纹安装在所述探杆下端部的内螺纹段内。
3.如权利要求1或2所述的用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，其特征在于，所述外筒管套的上端与连接管套的外壁卡扣式连接。
4.如权利要求1或2所述的用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，其特征在于，所述伸缩片上设有伸缩卡口，所述锥尖上设有与所述伸缩卡口配合的卡槽，所述伸缩卡口卡接在所述卡槽内。
5.如权利要求1或2所述的用于沼气静压排放的连杆伸缩式可回收锥头装置，其特征在于，所述连接管套的截面为方形，所述伸缩片设有四片，分别位于方形的一条边上。
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