CN218598217U - 一种顶管施工洞口止水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶管施工洞口止水装置，包括内模板、环形橡胶圈及多个钢压板，内模板包括用于与井壁贴合的环形立圈及垂直于环形立圈且与管节侧壁贴合的环形平面钢圈，环形平面钢圈固定在洞口外侧墙体上，环形橡胶圈夹设在环形平面钢圈及多个钢压板之间，多个钢压板沿环形橡胶圈周向均匀设置且紧贴环形橡胶圈的外表面设置，每个钢压板通过固定螺栓与环形橡胶圈及环形平面钢圈连接，且钢压板能相对所述环形橡胶圈移动，环形立圈具有环形内腔，环形内腔由内向外依次设置有环形铁环、第一环形钢丝刷、环形铁丝网及第二环形钢丝刷，所述第二环形钢丝刷用于与管节侧壁贴合。实现了高承压水、止砂的目的，大大提高顶管的安全性。

Description

一种顶管施工洞口止水装置

技术领域

本实用新型涉及顶管施工技术领域，尤其涉及一种顶管施工洞口止水装置。

背景技术

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。

在深厚砂层及地下水较为丰富的条件下，洞口止水止砂系统的成败对顶管施工起决定性作用。洞口止水、止砂一旦失效会造成严重的后果，轻者工作井进水，顶管机头电气设备损坏；严重者管道附近土体颗粒随水流流入工作井，路面塌陷、管道下陷，造成工程投资失败、人员伤亡等重大安全事故。因此，顶管井洞口的止水、止砂成为了工艺的重点和难点。目前，顶管井洞口常用的止水、止砂方式是“橡胶板+钢压板”，即采用橡胶圈绕洞口一周贴紧井壁后在橡胶圈外增加钢压板。

采用“钢压板+橡胶板”组合形式的虽然便捷，但存在一定的安全隐患。受压地下水具有增高的静水压力或动水压力，由于含水地层的弯曲而缺少水流出口，以及蓄水层的上下都有不透水层的关系，在孔动中常能自行提高其水位，从而导致地下水压不稳定，若在深厚砂层与受压地下水中进行顶管作业，如遇地下水位突涨，水压暴曾，顶管井洞口橡胶板容易损坏，导致地下水带动顶管井洞口周边砂土等颗粒涌进井内，引发安全事故。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种顶管施工洞口止水装置，保证能长期高压承水，在遇到地下水位突涨，水压暴增时能更有效阻隔地下水和洞口周边颗粒涌进井内，避免引起路面塌陷、管道下陷造成工程投资失败、人员伤亡等重大安全事故。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种顶管施工洞口止水装置，包括内模板、环形橡胶圈及多个钢压板，所述内模板包括用于与井壁贴合的环形立圈及垂直于环形立圈且与管节侧壁贴合的环形平面钢圈，所述环形平面钢圈固定在洞口外侧墙体上，所述环形橡胶圈夹设在环形平面钢圈及多个钢压板之间，多个钢压板沿所述环形橡胶圈周向均匀设置且紧贴所述环形橡胶圈的外表面设置，每个钢压板通过固定螺栓与环形橡胶圈及环形平面钢圈连接，且所述钢压板能相对所述环形橡胶圈移动，所述环形立圈具有环形内腔，所述环形内腔由内向外依次设置有环形铁环、第一环形钢丝刷、环形铁丝网及第二环形钢丝刷，所述第二环形钢丝刷用于与管节侧壁贴合。

进一步地，所述钢压板设有条形孔，且所述条形孔沿径向方向延伸设置，所述固定螺栓穿过所述条形孔后与环形橡胶圈及环形平面钢圈连接。

进一步地，所述环形铁环包括多个分块铁片，多个分块铁片在环形橡胶圈上周向均匀设置形成环形铁环。

进一步地，所述分块铁片设有镀锌层。

进一步地，所述环形铁环与所述环形立圈的内壁之间设有第一环形固定墙，所述第一环形固定墙紧贴所述环形立圈的内壁设置。

进一步地，所述第一环形钢丝刷和第二环形钢丝刷均设置有多圈。

进一步地，所述环形立圈的外壁周向均匀设有多个加强翼板。

进一步地，所述加强翼板设有吊装孔，所述井壁上预埋有膨胀螺栓，所述加强翼板通过吊装孔吊装在所述膨胀螺栓上并与膨胀螺栓焊接固定。

进一步地，所述加强翼板为直角梯形结构，所述加强翼板的直角竖边与环形立圈外壁焊接固定，所述加强翼板的直角横边与所述环形平面钢圈焊接固定。

进一步地，所述环形立圈的外部设有第二环形固定墙。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型采用“环形铁环、第一环形钢丝刷、环形铁丝网、第二环形钢丝刷、内模板、环形橡胶圈及钢压板”的组合装置，保证能长期高压承水及止砂的目的，在遇到地下水位突涨，水压暴增时能更有效阻隔地下水和洞口周边颗粒涌进井内，避免引起路面塌陷、管道下陷造成工程投资失败、人员伤亡等重大安全事故，大大提高安全性。

2.在顶管顶进过程中，由于环形橡胶圈的内边缘与顶管的外壁始终保持良好的接触状态，且钢压板能相对环形橡胶圈移动，从而有效控制环形橡胶圈与顶管外壁之间的间隙，从而达到止水目的。

3.环形铁环在顶管过程中能有效减小顶管井洞口外地下水对环形橡胶圈的正面冲击力，有效保护环形橡胶圈不易被损坏。

4.通过设置第一环形钢丝刷、环形铁丝网及第二环形钢丝刷，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与环形橡胶圈之间的间隙流到工作井，止水效果好。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种顶管施工洞口止水装置的正视图；

图2为图1中的1-1处的剖视图；

图3为本实用新型提供的一种顶管施工洞口止水装置的背视图；

图中：1、井壁；2、内模板；21、环形立圈；22、环形平面钢圈；23、加强翼板；24、吊装孔；3、环形橡胶圈；4、钢压板；5、固定螺栓；6、第一环形固定墙；7、环形铁环；71、分块铁片；8、第一环形钢丝刷；9、环形铁丝网；10、第二环形钢丝刷；11、膨胀螺栓；12、第二环形固定墙。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“顶”、“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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“一个”、“另一个”等用于区分相似的元件，这些术语以及其它类似术语不旨在限制本实用新型的范围。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在各附图中，相同或相应的元件采用相应的附图标记(例如，以“1XX”和“2XX”标识的元件结构相同、功能类似)。

如图1-3所示，为本实用新型提供的一种顶管施工洞口止水装置，包括内模板2、环形橡胶圈3及多个钢压板4，所述内模板2包括用于与井壁1贴合的环形立圈21及垂直于环形立圈21且与管节侧壁贴合的环形平面钢圈22，所述环形平面钢圈22固定在洞口外侧墙体上，所述环形橡胶圈3夹设在环形平面钢圈22及多个钢压板4之间，多个钢压板4沿所述环形橡胶圈3周向均匀设置且紧贴所述环形橡胶圈3的外表面设置，每个钢压板4通过固定螺栓5与环形橡胶圈3及环形平面钢圈22连接，且所述钢压板4能相对所述环形橡胶圈3移动，所述环形立圈21具有环形内腔，所述环形内腔由内向外依次设置有环形铁环7、第一环形钢丝刷8、环形铁丝网9及第二环形钢丝刷10，所述第二环形钢丝刷10用于与管节侧壁贴合。

与现有技术相比，本实用新型采用“环形铁环7、第一环形钢丝刷8、环形铁丝网9、第二环形钢丝刷10、内模板2、环形橡胶圈3及钢压板4”的组合装置，保证能长期高压承水及止砂的目的，在遇到地下水位突涨，水压暴增时能更有效阻隔地下水和洞口周边颗粒涌进井内，避免引起路面塌陷、管道下陷造成工程投资失败、人员伤亡等重大安全事故，大大提高安全性。在顶管顶进过程中，由于环形橡胶圈3的内边缘与顶管的外壁始终保持良好的接触状态，且钢压板4能相对环形橡胶圈3移动，从而有效控制环形橡胶圈3与顶管外壁之间的间隙，从而达到止水目的。环形铁环7在顶管过程中能有效减小顶管井洞口外地下水对环形橡胶圈3的正面冲击力，有效保护环形橡胶圈3不易被损坏。通过设置第一环形钢丝刷8、环形铁丝网9及第二环形钢丝刷10，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与环形橡胶圈3之间的间隙流到工作井，止水效果好。

作为优选的实施方式，所述钢压板4设有条形孔，且所述条形孔沿径向方向延伸设置，所述固定螺栓5穿过所述条形孔后与环形橡胶圈3及环形平面钢圈22连接。

当该止水装置安装完成后顶管机头送进洞口时，环型橡胶圈突出顶管内洞口部分已随顶管机头外壳进入顶管洞口内逼紧顶管机头外壳，然后将钢压板4往管机头外壳的方向移动，以调整至距离顶管机头外壳不大于20mm处，最后拧紧固定螺栓5，从而调整顶进的顶管机头外壳与环型橡胶圈之间的压力，从而达到止水目的。

作为优选的实施方式，所述环形铁环7包括多个分块铁片71，多个分块铁片71在环形橡胶圈3上周向均匀设置形成环形铁环7。多个分块铁片71在顶管过程中能有效减小顶管井洞口外地下水对环型橡胶圈的正面冲击力。

作为优选的实施方式，所述分块铁片71设有镀锌层。这样阻止分块铁片71被腐蚀，提升分块铁片71的耐蚀性及使用寿命。

作为优选的实施方式，所述环形铁环7与所述环形立圈21的内壁之间设有第一环形固定墙6，第一环形固定墙6紧贴所述环形立圈21的内壁设置。需要说明的是，本实施采用C30混凝土将环形铁环7与环形立圈21之间浇筑灌满形成第一环形固定墙6。

作为优选的实施方式，所述第一环形钢丝刷8和第二环形钢丝刷10均设置有多圈。通过设置多圈的第一环形钢丝刷8和第二环形钢丝刷10，能有效防止洞口外的大小颗粒顺着地下水流到工作井，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与环形橡胶圈3之间的间隙流到工作井，止水效果好。本实施例的第一环形钢丝刷8和第二环形钢丝刷10均设有两圈，当然，第一环形钢丝刷8和第二环形钢丝刷10的圈数可以根据实际情况进行选择，如还可以是三圈、四圈或更多，这里不做具体限定。

作为优选的实施方式，所述环形立圈21的外壁周向均匀设有多个加强翼板23。加强翼板23的设置，提高该止水装置的整体刚度。

作为优选的实施方式，所述加强翼板23设有吊装孔24，所述井壁1上预埋有膨胀螺栓11，所述加强翼板23通过吊装孔24吊装在所述膨胀螺栓11上并与膨胀螺栓11焊接固定。

本实用新型通过设置加强翼板23起到作为止水装置吊装点及临时固定止水装置的作用，实现止水装置与井壁1的可拆卸连接，这样方便组装和拆卸止水装置，缩短施工周期，实用性较强。

具体地，所述加强翼板23为直角梯形结构，所述加强翼板23的直角竖边与环形立圈21外壁焊接固定，所述加强翼板23的直角横边与所述环形平面钢圈22焊接固定。加强翼板23设置成直角梯形结构主要为了浇筑混凝土(第二环形固定墙12)时让混凝土有足够空间流动到装置底部，形成混凝土整体包裹。

作为优选的实施方式，所述环形立圈21与所述环形平面钢圈22为一体结构。如此使内模板2加工方便，降低成本。

作为优选的实施方式，所述环形立圈21的外部设有第二环形固定墙12。通过第二环形固定墙12，可使得止水装置的固定更加牢固。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种顶管施工洞口止水装置，其特征在于，包括内模板(2)、环形橡胶圈(3)及多个钢压板(4)，所述内模板(2)包括用于与井壁(1)贴合的环形立圈(21)及垂直于环形立圈(21)且与管节侧壁贴合的环形平面钢圈(22)，所述环形平面钢圈(22)固定在洞口外侧墙体上，所述环形橡胶圈(3)夹设在环形平面钢圈(22)及多个钢压板(4)之间，多个钢压板(4)沿所述环形橡胶圈(3)周向均匀设置且紧贴所述环形橡胶圈(3)的外表面设置，每个钢压板(4)通过固定螺栓(5)与环形橡胶圈(3)及环形平面钢圈(22)连接，且所述钢压板(4)能相对所述环形橡胶圈(3)移动，所述环形立圈(21)具有环形内腔，所述环形内腔由内向外依次设置有环形铁环(7)、第一环形钢丝刷(8)、环形铁丝网(9)及第二环形钢丝刷(10)，所述第二环形钢丝刷(10)用于与管节侧壁贴合。

2.如权利要求1所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述钢压板(4)设有条形孔，且所述条形孔沿径向方向延伸设置，所述固定螺栓(5)穿过所述条形孔后与环形橡胶圈(3)及环形平面钢圈(22)连接。

3.如权利要求1所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述环形铁环(7)包括多个分块铁片(71)，多个分块铁片(71)在环形橡胶圈(3)上周向均匀设置形成环形铁环(7)。

4.如权利要求3所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述分块铁片(71)设有镀锌层。

5.如权利要求1所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述环形铁环(7)与所述环形立圈(21)的内壁之间设有第一环形固定墙(6)，所述第一环形固定墙(6)紧贴所述环形立圈(21)的内壁设置。

6.如权利要求1所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述第一环形钢丝刷(8)和第二环形钢丝刷(10)均设置有多圈。

7.如权利要求1所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述环形立圈(21)的外壁周向均匀设有多个加强翼板(23)。

8.如权利要求7所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述加强翼板(23)设有吊装孔(24)，所述井壁(1)上预埋有膨胀螺栓(11)，所述加强翼板(23)通过吊装孔(24)吊装在所述膨胀螺栓(11)上并与膨胀螺栓(11)焊接固定。

9.如权利要求7所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述加强翼板(23)为直角梯形结构，所述加强翼板(23)的直角竖边与环形立圈(21)外壁焊接固定，所述加强翼板(23)的直角横边与所述环形平面钢圈(22)焊接固定。

10.如权利要求1所述的顶管施工洞口止水装置，其特征在于，所述环形立圈(21)的外部设有第二环形固定墙(12)。

Images