[发明专利]抗弯中间接力环

说明书

本发明是一种具有抗弯能力的《中间接力环》可称为《抗弯中间接力环》，它是顶管施工中一种接力顶进的工具。

“顶管”是在地下用千斤顶把钢(或混凝土)管一节节沿着同一方向顶入土层的工艺，形成的管道用于地下通水或其它用途。接力环是为了增加顶进长度设在管道中间的接力装置。施工完毕，中间接力环外壳作为永久管道留在地层中，多余的内部构件割除，伸缩接口用钢板焊死。

顶管业80年代以来使用的中间接力环的工作原理与后座顶力的机构相同。为了提高密封质量95年设计并应用的一种密封圈断面较大和可以扩大密封直径的中间接力环(据说已申请了专利)。该中间接力环的顶进结构没有改变，仅在内环外壁上切除部分金属为外环安排了一个可以折曲的空间角(2-3度)。取大断面的密封圈和可以调大密封直径的目的一个是耐磨，另一个是当环套折曲过大时(大于2-3度)调正相应部分密封圈向外扩大以封闭外环套发生橇曲的空隙。在实际工作中、一方面在土质极差的土层中，一旦发生弯曲，几十米的曲率角将集中在中继环处释放，另一方面那些经过调整起到充填作用的密封材料会继续传导弯矩，使外环进一步变形，引起中间接力环损坏。而且该密封机构9在封环时还要拆除，会重新发生漏砂现象，给收尾工作带来困难。这种中间接力环××单位在深圳施工中曾出现较大的事故。见该单位的两次报导：

“6月30日凌晨，深圳妈湾工地出现了中继环漏砂现象，工地采取了压浆堵漏等措施后，顶管工程仍正常进行。到了7月2日晚上七点左右情况突变，出现了中继环大量漏砂的险情。大量沙土不断漏入管内，情况万分紧急，如不及时抢救，后果不堪设想。工地领导紧急动员，全体职工奋不顾身连夜突击抢险，终于在次日凌晨4点左右清除了管内的沙土有40～50方左右。目前工地正在组织力量，继续清理管道，修复损坏的中继环。

11月10日晚9：50左右，妈湾顶管工程顶至1597米时，19号中继环突然大量涌沙漏水，涌入管内的沙有100方左右，管内沙堆积得有2米多高，使直径2.4米的管道几近堵塞，情况万分紧急。工地立即紧急动员，全力以赴组织抢险。经过一个晚上的抽水、压聚胺脂等堵漏抢救，11日凌晨基本堵住了漏。估计顶管头部900米由于沙涌和水淹可能造成部分设备损坏，考虑到安全因素，工地已将19号中继环前的用电全部切断。目前工地正组织人员在管内清理，争取减少损失。”

《抗弯中间接力环》是通过双作用油缸来实现抵抗弯矩和完成伸缩运动的。赋于它的功能来自电液比例溢流阀的背压控制和柱塞泵的单独供油。

油缸泄漏的处理，采用了及时补给的方法。它通过监测，控制环套的相对姿态来完成。它们是三相位移传感器，三相信号放大器，及由自整角机组成的补充供油机构。

为了更好地提高密封效果，在环套口外安装隔泥板，阻止泥砂与密封橡胶的接触。为了保持密封空间的压力，使用了贮能器。

采用这种机构制成的中间接力环改原一只环推动一节纲管成二只环带动一节钢管。这样中间接力环顶管长度可以增大到接近一倍，降低了工程造价。

这种具有抗弯能力的中间接力环，在弯曲的轨道上改原环两侧钢管的折线变形为曲线变形。从而使顶管轴线连续、受力封闭。所有顶力将会沿着轴线分布，减少顶力发生分力的损失，提高了工效。

这种具有传导弯矩又能伸缩的机构，使管道弯曲时接口的倾斜变的几乎平行，满足了密封条件(直线运动和清除磨料)，从而阻止了漏浆。如果油缸行程足够大的话也可以具有更换密封圈的能力。

《抗弯中间接力环》不但有以上优点，而且为今后曲线顶管创造了条件。

《抗弯中间接力环》的关键是控制背压和补充供油，防止顶管的曲率过大，当油压超过额定压力时，油缸活塞杆发生弯曲变形，中间接力环损坏。故今后应继续开发顶管的自动控制。

下面结合附图对本发明进一步的详细说明。

图1是中间接力环顶管的示意图。1.中间接力环；2.沉井；3.后座千斤顶。中间接力环一般大于二个。

图2是80年代使用的中间接力环结构示意图。4.内环；5.外环；6.单作用油缸。单作用油缸由集中管路7供油，当管道发生弯曲时油料向一侧流动，所以油缸伸出的距离就会发生不同的变化。

图3是95年设计的中间接力环，由内环4顶端安装密封圈架9，压浆管道8组成。

图4是《抗弯中间接力环》结构示意图，内外环之间用双作用油缸10连接，环口处开有压浆孔，压浆孔与压浆管之间有储能器11，环套口外安装隔泥板12。

图5是《抗弯中间接力环》双作用油缸10抗弯伸缩工作原理图。