[发明专利]一种采用顶拉结合在软土中铺设大直径管道的方法

权利要求书

1.一种采用顶拉结合在软土中铺设大直径管道的方法，其特征在于具体方法步骤如下：

a.制作工具管，

工具管A段：安装水平钻机拖拽装置，提供管道正确的前进方向；

工具管B段：与工具管A段共同组成一个伸缩节，克服工具管A、B段在钻机、千斤顶分别作用下前进不同步造成脱节问题，同时伸缩节的存在，可以使工具管A、B段轴线不在同一条直线上，可以对工程管前进方向进行修正；

工具管C段：尾端连接工程管，工程管为钢管时，直接焊接在工具管C段尾部；工程管为钢筋混凝土管节时，工具管C段尾部制作成承口，以连接混凝土管的插口，与工具管B段共同组成一个伸缩节，同样使工具管B、C段轴线不在同一条直线上，与工具管A、B之间的伸缩节同时作用可以对工程管前进方向进行修正；

拖拽装置：由4根杆件构成，通过挂钩与工具管A段有四个接触点，拖拽工具管A段前进，对工具管A段前进方向进行调整；

b.工作坑千斤顶和水平定向钻机选型，

工作坑千斤顶的选型根据管道长度、管径、土质条件按照《给排水工程顶管及时规程》进行计算、选择； 

水平定向钻机用于拖拽工具管的回拖力远大于给进力，故进行水平定向钻机选型时只计算回拖力，回拖力的由两部分组成，一是钻杆所受到土的摩擦力，二是工具管前进是所受到的阻力，

钻杆收到土的摩擦力：F₁＝L×f_k×3.14×d；

工具管前进是所受到的阻力：F₂＝L₂×f_k×3.14×D+3.14×D²÷4×(1-e)×R；

需要水平定向钻机回拖力：F＝(F₁+F₂)×1.3；

根据计算出F的大小选择钻机；

c.水平定向钻机钻孔，

钻机安放于顶管接收坑，钻杆沿着管道轴线钻进，钻杆偏离轴线尺寸按照《给排水工程顶管及时规程》中顶管水平、高程偏差进行控制，钻机在工作坑中安置要稳定，使钻杆入口处偏差不超过1cm。

d.工具管进洞，

顶管工作坑施工、导轨安装、千斤顶安装按照通常敞开式顶管方式布置；

e.顶拉铺管，

水平钻机的拖拽使工具管A段可以连续前进，千斤顶的顶进使工程管B段按照千斤顶的行程间断前进，

f.工具管出洞， 

当工具管顶端到达接收孔时，停止拖拽工具管，拆除钻机，安装承接工具管的导轨，按照敞开式顶管接收工具管的方式接收工具管，完成管线施工。

2.如权利要求1所述的一种采用顶拉结合在软土中铺设大直径管道的方法，其特征在于所述的工具管进洞具体步骤如下：

(1)在导轨上对工具管的拖拽装置和钻机钻杆进行连接；

(2)拖拽装置退进工具管内；

(3)按敞开式顶管方式工具管进洞方式使工具管进洞；

(4)待工具管A段进入土层后，启动钻机，进行拖拽，当安装在工具管A段和B段之间的标尺读数达到5cm时(此时拖拽装置已经伸出工具管，开始拖拽工具管沿管道轴线前进)，启动顶管千斤顶开始顶进工具管尾部，拖拽与顶进交替进行确保工具管A、B段之间标尺读数在5cm～10cm之间，直至工具管A、B段全部进洞，封堵工具管内喇叭口的4个开口，工具管进洞工序完成。

3.如权利要求1所述的一种采用顶拉结合在软土中铺设大直径管道的方法，其特征在于所述的顶拉铺管具体步骤如下：

(1)千斤顶安装完成、顶管之前标定千斤顶一次顶进的行程、千斤顶伸展的速度，千斤顶操作控制台安放在水平钻机操作台旁； 

(2)调整水平钻机拖拽钻杆速率，使拖拽速率接近千斤顶伸展速度，水平钻机控制人员处于接收井工作坑地面，同时确保能目视到钻机。在钻机操作台上增加一个额外的紧急停机开关，确保能随时停机；

(3)因工具管A、B段之间可伸缩50cm，故每次顶拉行程按照不超过35cm进行控制，千斤顶操作员发出开机信号，钻机和千斤顶同时启动。在千斤顶操作员发出停机信号时，钻机需立即停机，当钻机操作员未接到停机信号，但拖拽行程已经达到35cm，需立即停机；

(4)按照每次35cm的铺管速度铺管，直到工具管到达接收孔。