CN220828589U - 一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，其包括拉梁，所述拉梁包括固定相连的第一翼缘板、腹板和第二翼缘板；所述第一翼缘板和所述第二翼缘板的上端部之间固定设有若干个连接钢板，所述连接钢板的外侧面上固定设有钢筋拉索。本实用新型的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置具有适用范围广、施工安全且施工周期短的优点。

Description

一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置

技术领域

本实用新型涉及市政施工技术领域，尤其涉及一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置。

背景技术

在市政项目管网顶管施工领域，会存在穿河底顶管施工。因机械顶管施工扰动，上覆层厚度不够、地质缺陷等原因，尤其在河床高水位时河底易出现管涌击穿。河水涌入顶管井内，导致管道、工作井、机头被水淹没，烧坏顶管机头，无法继续施工。如何将机头取出维修，并完成剩余顶管施工是一项很艰难的工作。

机械顶管机头抱死一般采取“开天窗”的方式，即在机头卡死处进行开挖，并将机头取出。此方法有一定局限性，对于河道内渗水量大处不适用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有机械顶管机头抱死取出存在一定的施工局限性，提供一种适用范围广的过河段顶管施工机头抱死救援处置装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，包括拉梁，所述拉梁包括固定相连的第一翼缘板、腹板和第二翼缘板；其结构特点是，所述第一翼缘板和所述第二翼缘板的上端部之间固定设有若干个连接钢板，所述连接钢板的外侧面上固定设有钢筋拉索。

进一步的，所述第一翼缘板的外侧面或所述第二翼缘板的外侧面上固定连接有千斤顶。

进一步的，所述钢筋拉索与所述拉梁相互垂直。

进一步的，所述连接钢板设有两块。

进一步的，所述拉梁为H型钢梁或工字型钢梁。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置具有适用范围广、施工安全和施工周期短等优点。

附图说明

图1为采用本实用新型装置进行机头取出的施工流程示意图；

图2为围堰的平面示意图；

图3为围堰的剖面示意图；

图4为人工顶管的平面图；

图5为导管安装的剖面图；

图6为反顶后背墙浇筑的剖面图；

图7为本实用新型装置的使用状态图；

图8为本实用新型中钢筋拉索与连接钢板连接处的结构示意图；

图9为采用本实用新型装置取出机头后空隙处填充的结构示意图。

在图中：1、顶管；2、顶管内壁底；3、顶管外壁顶；4、河床硬底；5水泥混凝土封底；6、围堰顶标高；7、沙袋；8、复合土工膜；9、挡土墙；10、后背墙；11、人工顶管段；12、混凝土；13、导轨；14、人工顶管内壁；15、原顶管外壁或机头；16、人工顶管外壁；17、顶管井底板；18、反顶后背墙；19、顶管井内壁；20、顶管井井壁；21、拉梁；22、第一翼缘板；23、腹板；24、第二翼缘板；25、连接钢板；26、钢筋拉索；27、千斤顶；28、水泥浆；

A、顶管机头位置；B、机头抱死位置；

L1、围堰顶线；L2、围堰底线；L3、顶管顶进中轴线。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图7-图8所示，本实施例的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置包括拉梁1，所述拉梁21包括固定相连的第一翼缘板22、腹板23和第二翼缘板24。其结构特点是，所述第一翼缘板22和所述第二翼缘板24的上端部之间固定设有若干个连接钢板25，所述连接钢板25的外侧面上固定设有钢筋拉索26。

如图7所示，在本实施例中，所述第一翼缘板22的外侧面或所述第二翼缘板24的外侧面上固定连接有千斤顶27。

如图8所示，在本实施例中，所述钢筋拉索26与所述拉梁21相互垂直。

如图8所示，所述连接钢板25设有两块。

如图8所示，在本实施例中，所述拉梁21为H型钢梁或工字型钢梁。

采用本实施例的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置取出机头的工作原理如下：首先利用全站仪测量出机头抱死位置及顶管轴线；从接收井进行人工顶大管径顶管至机头抱死处；清理机头附近岩土，在人工顶管底部浇筑混凝土(高程与机头高程一致)，并在混凝土顶部安装槽钢用于机头及剩余顶管导向；然后用钢筋焊接顶管机机头，采用“前拉后顶”或者“前拉”的方式，取出机头并完成管道顶进施工，最后对管道之间的缝隙采用注浆封堵。

如图1-图9所示，采用本实施例的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置取出机头的具体实施例如下：

某市的主城区雨污分流改造工程主要包括现状截流总管改迁、雨污混接改造及污水管网建设等。其中某河片区雨污分流改造工程包含4段跨河段顶管，在顶管施工过程中，存在不同程度的冒顶或由于涌水导致机头抱死的情况发生。

在进行W16.49-W16.47过河段顶管施工时，在进行第9根管道顶进时出现涌水，机头被烧坏，无法继续顶进施工，采用本实施例的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置取出机头，取出机头的施工步骤如下：

步骤一：施工准备

人工顶管反顶救援前，需做好施工用电、编织袋、中粗砂、大管径顶管管材、照明等准备工作，确保施工现场安全措施到位，并对潜水泵照明设备进行定期检查。为加快施工进度，保证施工安全，需提前对河床进行清理，并在岸上先在编织袋中装入中粗砂，便于围堰施工；需要持续对顶管井及围堰基坑内进行抽排，防止水流淹没管道。

步骤二：测量放样

如图2和图3所示，根据现场机头抱死位置、管道顶进轴线放线、围堰高度、坡度等。对机头位置及轴线用全站仪放样，确定人工顶管方向及距离；围堰底边线进行定位放线，作为围堰施工的定位依据，在挡墙处标记围堰顶部高程，用于控制围堰顶部高程。

步骤三：围堰施工、抽排

如图2和图3所示，将装有中粗砂的编织袋按设计要求填放，编织袋搭接宽度为长度的三分之一。编织袋装中粗砂容量为袋装容量的1/2～2/3，袋口缝合密实。在水下及水上0.5m内修筑围堰，堆码沙袋时用人工配合长臂挖机，人工装袋并搬运至长臂挖机斗内，然后由长臂挖机抛掷至设计区域，尽量做到上下左右互相错缝、堆码整齐，剩余部分围堰由人工按设计分层堆放。为防止堰坡受到水流冲刷，围堰外包350g/m2复合土工膜，并用编制沙袋压顶和压脚。围堰施工采用分层分段施工，每层高度控制在0.3-0.5m，平面施工顺序为上游至下游。

围堰施工完成后，采用7.5KW污水泵将围堰内、顶管井内的水抽排至下游污水井。

步骤四：人工顶管

如图4所示，破开接收井洞口(根据实际顶管轴线进行调整)，安装洞口止水装置，并进行轨道、基座的安装并在原接收井内浇筑后背墙，后背墙达到设计要求后，安装千斤顶，进行人工顶管试顶进和顶进施工，人工顶管内径需大于1.25倍设计顶管外径。人工对管道前方土体/岩体进行开挖后，从顶管井内通过吊车运送至顶管井外，开挖20cm左右再顶进管道，管道顶进后继续进行人工开挖，直至开挖至顶管机机头抱死处，再通过手持风镐或水磨钻等工具清除机头周边岩土/障碍物，并继续顶进人工顶管，使机头与人工顶管部分重合。

步骤五：导轨安装与与反顶后背墙浇筑

如图5和图6所示，机头位置清理完成后，在大管径顶管管道底部浇筑混凝土，浇筑厚度与原顶管外径底部齐平，作为机头顶出及原设计管道后续顶进的基础，并安装槽钢作为导轨，用于导向和减小顶进摩擦力。在人工顶管井开口两侧用C30混凝土浇筑两座后背墙，后背墙厚度不小于0.5m，高度超过洞口高度。

步骤六：拉索安装

钢筋拉索下井前先利用钢筋切割机切成与顶管井尺寸匹配的标准长度，推荐长度采用3m，下井后采用双面搭接满焊的方式进行连接，搭接长度应经过计算确定。钢筋拉索与机头采用焊接的方式连接，搭接长度同拉索与拉索之间搭接长度。拉索共安装两根，分别安装在机头左右两侧，并保证安装高度一致。

步骤七：拉梁安装

如图7和图8所示，后背墙浇筑完成即可进行千斤顶安装，安装完成后可安装拉梁(拉索与千斤顶之间连接方式)，用于传递顶力。拉梁采用工字钢，规格型号经过验算确定。拉索与拉梁连接时，采用人工在工字钢上焊接2片10mm厚钢板，焊接部位选在工字钢两腿之间，两片钢板间距按现场实际确定，钢筋、拉梁采用与钢板焊接的方式连接；拉梁与千斤顶之间采用焊接方式连接。

步骤八：机头顶出

轨道安装完成后，可先尝试直接用原机械顶管顶进装置在机械顶管末端顶进，若管道能正常顶进，则直接采用机械顶管顶进，顶进过程中把控顶管走向。若管道顶力不能满足机头及管道顶进需要，则在人工顶管井侧进行千斤顶安装、轨道安装、拉索、拉梁焊接安装完成后，再开始机头反向顶出工作。顶进步骤如下：钢筋拉索焊接完成→千斤顶顶进→顶进1个行程→切断拉伸出的钢筋拉索→千斤顶回缩→钢筋拉索重新焊接→千斤顶顶进。循环上述步骤，直至将机头反向顶进至顶管井内，再采用汽车吊将机头吊离顶管井，并将剩余小管径管道顶至机头抱死位置，使管道紧密连接。

步骤九：管间注浆

如图9所示，机头取出、管道安装完成后，需对人工顶管管内壁与机械顶管管道外壁之间的空隙进行填充，防止后期由于水流洗刷或其他原因，导致管道不均匀沉降等问题出现。可从机头取出侧，对管口缝隙采用砌砖方式进行封闭，在完全封闭前，在空隙内注入水泥浆，用于填充。

该项目通过应用本实施例装置，减少了因“开天窗”取机头需要大开挖带来的不利影响，在顺利取出机头的同时，完成了剩余段顶管的施工，并保证顶管质量。该方法施工机械化程度较高，无昼夜施工限制，施工风险交底，成本投入一般，对周边影响小。

顶管施工时，装有中粗砂的编织袋+土工膜挡水效果好，可有效防止围堰被冲刷，保持围堰内安全、减少对河道内水流的污染；人工顶管反顶机头施工速度快，费用较低；人工顶管管内壁与机械顶管管道外壁之间的空隙注浆，可避免后期由于水流洗刷或其他原因，导致管道不均匀沉降等问题出现；工法施工设备配套简单、可操作性高(需根据水流情况自行进行围堰和导流方案设计)，安全系数较高，取材方便。

本实施例的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置具有适用范围广、施工安全和施工周期短等优点。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实施例的各种等价形式的修改均落入本实用新型所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，包括拉梁(21)，所述拉梁(21)包括固定相连的第一翼缘板(22)、腹板(23)和第二翼缘板(24)；其特征在于，所述第一翼缘板(22)和所述第二翼缘板(24)的上端部之间固定设有若干个连接钢板(25)，所述连接钢板(25)的外侧面上固定设有钢筋拉索(26)。

2.根据权利要求1所述的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，其特征在于，所述第一翼缘板(22)的外侧面或所述第二翼缘板(24)的外侧面上固定连接有千斤顶(27)。

3.根据权利要求1所述的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，其特征在于，所述钢筋拉索(26)与所述拉梁(21)相互垂直。

4.根据权利要求1所述的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，其特征在于，所述连接钢板(25)设有两块。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置，其特征在于，所述拉梁(21)为H型钢梁或工字型钢梁。