[发明专利]小口径超长距离曲线顶管工法

说明书

技术领域

本发明公开一种小口径超长距离曲线顶管工法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

顶管技术是一种地下管道施工方法，它可以穿越地面建筑、地下建筑、公路、河川等。现有的顶管技术主要包括大口径曲线顶管技术、大口径直线顶管技术、小口径直线顶管技术。大口径曲线顶管多为施工人员能够进入顶管中进行测量等作业，故需要进行长距离曲线施工时，往往牺牲经济利益。

发明内容

本发明提供一种小口径超长距离曲线顶管工法，该工法能够使原来不可能的小口径长距离急转弯施工成为可能，其经济效益好，且施工精度高，成功解决了交通阻碍等环境问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种小口径超长距离曲线顶管工法，包括以下步骤：

(1)工作井施工；

(2)施工设备的安装；

(3)引入测量轴线及水准点；

(4)顶管管材就位；

(5)顶进；

(6)注浆；

(7)工作井中管道施工；

(8)完工清理；

所述步骤(2)中，施工设备包括掘进机、带有自动测定系统的曲线导向机、千斤顶、泵筒，其中曲线导向机连接在掘进机的后端，千斤顶安装在工作井内，泵筒安装在曲线导向机的孔道内，泵筒用于将触变泥浆通过注浆管输送至顶管管材外壁与土体间；

步骤(5)中，在顶进的过程中，各相邻的顶管管材之间通过管节套管连接。

作为上述方案的进一步设置，所述管节套管包括外套和内衬，其中外套包括安装在钢套筒内的数个橡胶圈，钢套筒的两边缘端各安装有一个一级阶梯形密封圈，内衬包括外壁呈齿条形的筒体，且筒体选用橡胶制成。

本管节套管安装在管段接缝处，在工程实践中，小口径超长距离曲线顶管中最前面的管节套管每顶进1km来回动作达1万次，所以对管节套管的强度、刚度和密封性都有很高的要求，而本管节套管就可达到这要求。另外管节套管密封性能的好坏，还与水头压力大小和土质性能有关，因此管节套管成为超长距离顶管的关键设备。该管节套管既可以用于钢管顶管，也可用于混凝土管顶管。本管节套管由外套与内衬组成，这个内衬起到两个作用：一是起到止水止泥的作用，二是起到限制裂口继续拉开的作用。而外套既能保证曲线顶进轨迹时的关节错缝，又能连接前后管节。

所述内衬外径与管材内径相同，内衬的宽度W为50cm，厚度为12mm。

所述橡胶圈、一级阶梯形密封圈、筒体均由耐磨损橡胶制成。

所述橡胶圈、一级阶梯形密封圈、筒体均由聚氨酯制成。

所述触变泥浆，由如下组分配制而成，膨润土130kg、纯碱4.5kg、羧甲基纤维素纳4kg、水870kg，以上配比按每立方米触变泥浆的量计。对于超长距离曲线顶管，管节外壁摩阻力远大于正面阻力，若在顶进中向管节外注入一定量的触变泥浆，变固体间的滑动摩擦为固液间的滑动摩擦，将极大地减小阻力。所以顶进施工中，触变泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进施工中在管节外壁注入触变泥浆，形成泥浆套，减小管壁与土体间的摩阻力。触变泥浆在输送和灌注过程中具有流动性，呈胶状液体，起到润滑减阻作用；经过一定静置时间，泥浆固结呈胶凝状，对土体有支护作用；管节顶进时泥浆被扰动，又呈胶状液体。该过程周而复始贯穿于整个顶进过程。注浆减阻技术的操作关键在于：如何减少触变泥浆的静置时间，如何形成完整的泥浆套。因此对泥浆的配置也是非常重要的。触变泥浆的性能须稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。而本申请的触变泥浆，就符合上述要求。

触变泥浆注浆系统须满足：制浆装置容器应满足形成泥浆套的需要，注浆管应根据顶管长度和注浆孔位置设置，管节套管密封可靠；注浆孔的布置按顶管管材直径大小确定，每个断面可设置3-5个，相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置；每个注浆孔安装球阀，在顶管机尾部和其他适当位置的注浆孔管道上应设置压力表；注浆前，应检查注浆装置水密性，注浆市压力应逐步升至控制压力，泥浆遇有机械故障、管路堵塞、街头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。

本发明小口径超长距离曲线顶管工法，其小口径是指直径在1.0米以下的管材；超长距离是指顶进距离1公里以上；曲线顶管，顾名思义，是指顶进轴线非直线形顶管技术。

本发明小口径超长距离曲线顶管工法的有益效果如下：

1.采用掘进机掘进，以千斤顶为动力，采用先进的施工技术以及导向与测量系统，一次完成1Km以上的管道顶管施工方法。

2.对交通干扰最小。