[发明专利]内拼式顶管施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及施工技术领域，尤其涉及一种顶管施工工艺。

背景技术

顶管施工属于非开挖管道埋设施工方法，施工过程不开挖或者开挖较少。顶管法施工就是在工作井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。管道长度越长，管道与周围土壤的摩擦力就越大，因此顶管施工中的顶进距离有限，顶进距离过长，会因管道与周围土壤的摩擦力过大导致无法顶进。在进行超长距离施工时，传统的解决摩擦力过大的方法是设置中继间，中继间又称中继环或中继站，中继间技术的运用解决了超长距离顶管施工的问题，其基本原理是通过设置若干个中继间，将管道分割为若干顶进区间。顶进时，每个中继间都能够作为顶进作业的后靠背，每个中继间中的千斤顶等顶进装置都能够将其顶进前方的管节向前顶进。

中继间法进行超长距离顶管施工作业具有如下缺陷：每个中继间内都需要一套顶进设备，成本较高；施工前需要做好中继间，中继间陆续启动施工延长了工期，并可能造成摩阻力加大。中继间前后的管道存在同轴度等问题，增大了施工难度。超长距离顶管施工的顶进距离超过1000米，布置在前面的中继间，来回动作达1万次，任何高性能的密封圈在这样的作业强度下都难免不会渗漏。中继间的渗漏与否直接影响了工程能否成功。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工效率较高、无须使用多个中继环的内拼式顶管施工工艺。

为实现上述目的，本发明的内拼式顶管施工工艺依次按以下步骤进行：第一步骤是预备步骤，制作工作井和接收井，以顶进方向为前向，工作井的前壁设有预留出洞孔，工作井的后壁为承压壁，紧贴承压壁安装有固定千斤顶；预制待顶进管节；在第一步骤前预制拼装管片，拼装管片的截面呈圆弧状且该圆弧的圆心角为120度或180度；第二步骤是启动步骤，将掘进机、连接管和移动中继环放入工作井，掘进机、连接管和移动移动中继环同轴线设置，连接管的前端与掘进机后端固定连接，连接管的后部与移动中继环固定连接，移动中继环的直径大于连接管的直径；使掘进机对准预留出洞孔，启动固定千斤顶顶压连接管的后端，将掘进机、连接管和移动中继环沿预留出洞孔向前顶进，直到中继环完全进入预留出洞孔，将固定千斤顶的顶压杆收回；

第三步骤是传统顶管作业启动步骤，将第一段待顶进管节放入工作井，并在第一段待顶进管节前端与连接管后端之间设置双向千斤顶，双向千斤顶的底座与连接管固定连接，双向千斤顶的顶压杆朝向正后方；启动固定千斤顶，将待顶进管节沿预留出洞孔向前顶进；

第四步骤是传统顶管作业步骤，上一段待顶进管节完全进入预留出洞孔后，将固定千斤顶的顶压杆收回，再将下一段待顶进管节放入工作井，使下一段待顶进管节与上一段待顶进管节同轴线设置并前后相连；启动固定千斤顶，将待顶进管节沿预留出洞孔向前顶进，直到待顶进管节完全进入预留出洞孔；待顶进管节的前后两端设有相互适配的企口结构，相邻待顶进管节之间通过企口结构插接密封配合；

重复进行第四步骤，随着待顶进管节的延长，待顶进管节与土体之间摩擦力逐渐增大；当待顶进管节与土体之间摩擦力逐渐增大至需要设置普通中继环的程度时，停止第四步骤；

第五步骤是移动中继顶进作业步骤，启动双向千斤顶，双向千斤顶的顶压杆向后顶压后方管节，在后方管节提供的支撑力的作用下，双向千斤顶将连接管、移动中继环和掘进机向前顶压；双向千斤顶的顶压杆完全伸出后，将双向千斤顶的顶压杆收回，此时在双向千斤顶与后方管节之间形成拼装空间，移动中继环将拼装空间围护在内；

将预制的管片沿预留出洞孔至中继环之间的管节运至中继环处，在拼装空间处将拼装管片拼装为拼装管节，使拼装管节与其后方的管节相连接；预制的待顶进管节和拼装管节的大小和形状相同，拼装管节的前后两端均设有与预制的待顶进管节的企口结构相同的企口结构，相邻管节之间均通过企口结构插接密封配合；

重复进行第五步骤，逐节拼装管节，直到管节延长至预定长度，完成超长距离顶管施工。

在管节延长至预定长度后，通过接收管节前端设备，通过工作井回收管节后端设备。

所述双向千斤顶沿连接管的后端环面均匀设有多个。

本发明与传统的顶管施工工艺相比，将中继环的位置移至连接管后端处，并将固定式中继环，改为随着顶管施工的进行而不断前进的中继环，能够进行移动中继顶进作业，利用后方管节作为靠背（承受顶进时的作用力）向前顶进，从而无须将整个管节向前顶进，大大减小了顶进时需要克服的土体摩擦力，既节省了能量，又简化了施工步骤，无须施工多个中继环（中继间），提高了施工效率。