[发明专利]用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排及其顶进方法

权利要求书

1.用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：为至少3根钢管并列排布组成的管排结构，管排包括出土钢管（1）和非出土钢管（2），出土钢管（1）和非出土钢管（2）相间排布，相邻出土钢管（1）与非出土钢管（2）之间通过连接构件连接；出土钢管（1）内部设置有螺旋钻杆（3），前端侧壁上设置有吃土口（4）；非出土钢管（2）前端管口处密封设置有斜向分土构件（7）。

2.根据权利要求1所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述出土钢管（1）的前端管口为斜形管口（11），斜形管口（11）的轴向长度为出土钢管（1）外径的1-1.5倍。

3.根据权利要求2所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述斜形管口（11）的尖端内部设置有纠偏构件，纠偏构件包括转向选择面（61）和持续纠偏面（62），转向选择面（61）位于斜形管口（11）的一侧，且朝向出土钢管（1）中心轴线方向设置，转向选择面（61）沿出土钢管（1）的顶进方向、向远离出土钢管（1）的中心轴线方向倾斜设置；转向选择面（61）的外侧面为持续纠偏面（62）。

4.根据权利要求1所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述吃土口（4）为方形通孔，设置在出土钢管（1）斜形管口（11）一侧或两侧的侧壁上，吃土口（4）的边长为出土钢管（1）外径的0.4-0.6倍，吃土口（4）的几何中心与斜形管口（11）边沿的最小轴向距离不超过出土钢管（1）外径的0.15倍。

5.根据权利要求1所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述吃土口（4）一侧的出土钢管（1）侧壁上还设置有挡土板（5），挡土板（5）与吃土口（4）沿出土钢管（1）的轴向间隔并列排布，且挡土板（5）位于吃土口（4）远离斜形管口（11）一侧，挡土板（5）后端与出土钢管（1）的外侧壁焊接固定，前端倾斜向前延伸，延伸距离不超过相邻钢管管壁最小间距的1/3。

6.根据权利要求5所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述吃土口（4）的几何中心与挡土板（5）后端的距离为出土钢管（1）外径的0.25-0.3倍。

7.根据权利要求1所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述斜向分土构件（7）为底面周长与非出土钢管（2）外径一致的圆锥体，圆锥体的底部边沿与非出土钢管（2）的管口端面密封焊接固定。

8.根据权利要求7所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述圆锥体的高度为非出土钢管（2）外径的1-1.5倍。

9.权利要求1-8所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排的顶进方法，以管排为施工单元同时顶进，其特征在于：所述管排包括用于顶进出土的出土钢管（1）和连接相邻出土钢管（1）的非出土钢管（2），出土钢管（1）和非出土钢管（2）相间排布，非出土钢管（2）前端的土体被分流至两侧经由相邻出土钢管（1）排出。

10.根据权利要求9所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排的顶进方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、施工准备：清理场地，搭建施工平台，然后将设备进行安装和调试；

步骤二、管排加工及组装：根据施工设计需求，确定钢管的尺寸和所需出土钢管（1）与非出土钢管（2）的数量，进行管排管头制作，管排拼装，并在出土钢管（1）内置入螺旋钻杆（3）；

步骤三、管排的吊装及定位：将拼装好的管排顶进装置吊装至施工平台，将管排和钻杆与顶进设备连接，严格根据孔位标高和设计入孔角度调整施工设备和管排钢管的入孔姿态；

步骤四、管排顶进：启动设备进行管排顶进；

在管排顶进的过程中，出土钢管（1）内的土体经过钻杆直接螺旋排出，非出土钢管（2）前端的土体被斜向分土构件（7）分流到斜向分土构件（7）两侧，部分被相邻出土钢管（1）侧壁上的挡土板（5）拦截，从吃土口（4）进入相邻的出土钢管（1）内，由出土钢管（1）螺旋排出，部分填充在管间的连接构件缝隙内；

步骤五、顶进监测和纠偏：在管排顶进的过程中，对管排的顶进轨迹和顶进压力进行实时的监测，随时纠偏；

步骤六、管排循环接尺：单组管排顶进完成后，将管排和钻杆与顶进设备拆开，回退顶进设备至初始顶进位置，安装下一组管排，并将管排和钻杆的末端与顶进设备连接；

步骤七、重复步骤四-步骤六，直至管排顶进至设计深度，停止顶进，完成该孔位的钻进施工；

步骤八、回拔钻杆：将管排和钻杆与顶进设备拆开，顶进设备回退到初始顶进位置，逐根将出土钢管（1）内的钻杆拆卸并吊返，并将顶进设备移动至下一施工位置；

步骤九、重复三-步骤八，进行后续孔位管排的施工，直至所有孔位施工结束。