[发明专利]一种管道原位线性调整系统及调整方法

说明书

本发明公开了一种管道原位线性调整系统，包括设置在管道的相邻管节连接处的止水装置和设置在下沉的管节内且用于向下沉管节的下方注入浆液的注浆装置，还包括顶升装置，所述顶升装置包括沿着管道方向延伸且支撑在管道内壁上的顶升梁和下端支撑在顶升梁上、上端能够抵靠在管道内壁上的多个液压缸，所述顶升梁的一部分位于管道的下沉区段。该调整系统具有顶升装置，能够通过液压缸的顶升力使管道尽可能地回复原位，改善了线性调整的效果。

技术领域

本发明涉及越江等地下管道的原位线形调整领域，尤其涉及一种原位线性调整系统及调整方法。

背景技术

在地下管道或隧道工程中，对于正在建设或已经建设完工的管道，由于外界因素的作用，使得组成管道的管节产生偏移或下沉，导致原本呈直线形的管道产生变形。

管道原位线性调整施工方法(以下简称“线性调整方法”)是指利用一定的设备和技术手段对产生移动的管节进行位置上的调整，使得产生变形的管道恢复到直线状态。

国内线性调整方法主要应用于“地铁盾构隧道”中，而主要应用的方法为注浆技术，即对隧道结构外的土体进行注浆，通过浆液传递的压力及其膨胀性来调整隧道结构的位置，并利用浆液凝结之后固化作用使得调整位置后的隧道结果稳定。例如，上海轨道交通2号线区间隧道由于在其下方新建11号线的盾构施工，导致上方的2号线部分区域出现下沉。随后在下沉隧道底部进行注浆方法进行线性调整，顶升沉降的隧道结构，使得隧道整体回复原来的直线状态。

顶管施工技术和传统的盾构施工技术相近但又不完全相同，因此可以借鉴盾构隧道的线形调整施工方法，但又需要根据顶管施工的独特性加以修改和调整。顶管工法与盾构工法最大的区别在于：盾构法的管道或隧道结构在前方挖土机械开挖之后即可将管道或隧道结构固定安装，而顶管法则需要一直利用后面的管节顶进前面的管节并一直推动，在管道贯通之前，所有的管节都保持着运动状态。因此，与盾构工法不同，顶管工法注重减少管道外壁结构与土层的摩擦，在管道与土层之间形成有效的润滑减阻的泥浆膜，是十分重要的。

目前的线性调整方法主要包括以下步骤：1)对管道上下沉的管节止水；2)对下沉的管节处的土体注浆。但是执行上述两步骤的现有技术具有以下缺点：

1.传统的盾构注浆手段不适用于顶管工程

与盾构工法不同，顶管工法在管道未贯通完成之前，所有的管节都需要在地层中运动，因此必须保持管道外壁与土层之间的润滑性，保持管道外围土层泥浆膜的形成。

注射水泥浆方法在盾构法修建隧道或管道中经常用到，并且相应的理论和应用技术已经成熟。虽然注射水泥浆液对调整管道或隧道结构具有明显的效果，但是水泥浆液会凝结硬化，如果在顶管法中应用，会严重破坏泥浆膜的形成，造成管道顶进过程中阻力过大。因此传统的盾构注浆手段并不适用于顶管的线形调整中，需要根据顶管工法的特点加以改进和完善。

2.传统的止水装置不适用于线形调整施工

管道由一个个管节衔接构成，管节之间接触不良极易产生裂缝，导致外界水土渗入。因此往往要对管节之间的接触区采用止水措施。传统的止水装置仅仅针对静止的管道而言，如果管节发生移动或错位，往往止水装置会失效。而在管道原位线性调整中，管节会发生较大的移动，同时要保证在管节移动前后保持良好的止水效果，因此需要采用特殊的止水设备进行优化处理。

3.沉降量大，单一的手段不能满足原位调整的需要

传统的线性调整手段往往针对的管道或隧道的下沉量较小，当管道的调整量超过一定值时，采用单一的调整手段往往达不到顶升管道高度的要求。

同时，在穿越江的地层中采用调整管道的手段往往受到限制，同时还要考虑到调整过程中，外界的水土压力对管道的作用影响。而这些因素在之前过往的工程案例往往都没有涉及到。

4.越江管道地质条件复杂，相关工程案例极少，缺少相应理论研究