專利名稱：一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，是屬于一種非開挖鋪設(shè)地下管線的施工技術(shù)領(lǐng)域。它適用的口徑，一般應(yīng)是指人可在管內(nèi)進(jìn)行施工作業(yè)的中、大型地下管線的鋪設(shè)。
背景技術(shù)：
目前，這種中、大型管道非開挖鋪設(shè)地下管線的施工方法有兩種一種叫頂管施工法，另一種叫盾構(gòu)法施工法。
頂管施工法是一種非開挖鋪設(shè)地下管線的施工方法，它所需設(shè)備大體由圖1所示的七大部分構(gòu)成1---接收井，2---頂管機(jī)，3---后續(xù)管子，4---工作井，5---基坑導(dǎo)軌，6---承壓鋼環(huán)，7---頂進(jìn)油缸。具體的方法是施工時(shí)，先在要鋪設(shè)的管道兩端各構(gòu)筑一個(gè)工作井和一個(gè)接收井，再在工作井內(nèi)放入基坑導(dǎo)軌、頂進(jìn)油缸、頂管機(jī)和后續(xù)管子、承壓鋼環(huán)等，然后，由頂管機(jī)挖土，用頂進(jìn)油缸把頂管機(jī)和后續(xù)管子一節(jié)一節(jié)地從工作井頂?shù)浇邮站?，直到頂管機(jī)從接收井內(nèi)取出，整條管道的鋪設(shè)工作也告完成。頂管施工法的頂力是隨著頂進(jìn)長度的增長而增加的，因此，它對(duì)管材的抗壓強(qiáng)度要求很高。管材的抗壓強(qiáng)度制約了頂管施工法的頂進(jìn)長度。如果要增加頂進(jìn)長度就必須增設(shè)中繼間的續(xù)頂裝置，把整條管道分成若干段來頂。中繼間一多，操作麻煩、頂進(jìn)速度也慢。另外鋪設(shè)口徑在3500mm以上管道用頂管施工法也不經(jīng)濟(jì)。所以一般鋪設(shè)3500mm以上口徑的管道多采用盾構(gòu)法施工法。
盾構(gòu)法施工法是一種非開挖鋪設(shè)地下大型管線的施工方法。它主要由圖2所示的五大部分組成1---接收井，8---盾構(gòu)機(jī)，9---推進(jìn)油缸，10--管片，4---工作井。盾構(gòu)法施工法具體方法描述如下施工時(shí)，先在要鋪設(shè)的管道兩端各構(gòu)筑一個(gè)工作井和一個(gè)接收井，再在工作井內(nèi)放入盾構(gòu)機(jī)，然后用推進(jìn)油缸把盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)一定距離以后讓推進(jìn)油缸回縮，在回縮留出來的空間內(nèi)用機(jī)械手把一塊塊管片拼裝成一個(gè)環(huán)形管節(jié)。以后一環(huán)一環(huán)地往前拼裝，直到盾構(gòu)機(jī)從接收井內(nèi)取出，整條管道的鋪設(shè)工作也告完成。管片就是把每一環(huán)管節(jié)分成若干份，其中每一份就是一塊管片。為了使隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通常都會(huì)使相鄰的兩塊管片之間相互錯(cuò)開一定的角度，每一塊管片之間全部用螺栓或銷子聯(lián)接，如圖2下方所示。普通的盾構(gòu)法施工法其實(shí)是管片盾構(gòu)法施工法，整條隧道就是由一塊塊管片拼裝成的。采用盾構(gòu)法施工時(shí)，管片多了其接縫也多，可要處理好每一條接縫，不讓其滲漏，并不是一件容易的事。而且拼裝管片很費(fèi)時(shí)。再有一環(huán)管節(jié)分成若干塊管片后容易使其結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有非開挖鋪設(shè)地下管線施工方法中的缺點(diǎn)，提供一種新的地下管道鋪設(shè)施工方法，即管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，其特點(diǎn)是方法步驟為1.工現(xiàn)場備有多個(gè)與需鋪設(shè)管道大小相應(yīng)的其斷面具有長軸、短軸并在一個(gè)端面上置有接頭密封圈的整體管節(jié)；2.在要鋪設(shè)的管道兩端各構(gòu)筑一個(gè)工作井和一個(gè)接收井，在工作井內(nèi)放入盾構(gòu)機(jī)，并由推進(jìn)油缸將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)；3.當(dāng)盾構(gòu)機(jī)被推出工作井到達(dá)可以安裝一節(jié)管節(jié)位置時(shí)，將前端套有鋼套環(huán)的首節(jié)管節(jié)第一節(jié)管節(jié)，安裝到工作井洞口處，完成首節(jié)管節(jié)的安裝；4.處理第一節(jié)管節(jié)與工作井洞口之間的密封，用快干水泥或堵漏王把洞口空隙封堵?。?.繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，當(dāng)推進(jìn)到可以安裝第二節(jié)管節(jié)時(shí)用起重機(jī)把第二節(jié)管節(jié)吊下，橫向運(yùn)輸至盾尾殼體以后，通過機(jī)械手先把第二節(jié)管節(jié)繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度，再把它繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，并通過墊塊把該級(jí)整體環(huán)形管節(jié)墊高到所需高度，通過管節(jié)鋪設(shè)油缸把第二節(jié)管節(jié)和第一節(jié)管節(jié)聯(lián)接起來；6.繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，當(dāng)推進(jìn)到可以安裝第三節(jié)管節(jié)時(shí)用起重機(jī)把第三節(jié)管節(jié)吊下，按第5)步方法旋轉(zhuǎn)第三節(jié)管節(jié)，并通過墊塊把該節(jié)管節(jié)墊高到所需高度，通過管節(jié)鋪設(shè)油缸把第三節(jié)管節(jié)和第二節(jié)管節(jié)聯(lián)接起來；7.重復(fù)第6)步方法使第四節(jié)管節(jié)和第三節(jié)管節(jié)聯(lián)接，第五節(jié)管節(jié)和第四節(jié)管節(jié)聯(lián)接，距離長了管節(jié)用管節(jié)運(yùn)輸小車運(yùn)送，依次逐節(jié)聯(lián)接，直至最后一節(jié)，全線貫通，鋪設(shè)完成。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明與普通的盾構(gòu)施工相比，有以下優(yōu)點(diǎn)
1.管節(jié)不用管片拼裝，是用整體管節(jié)，克服了管片接縫之間的接縫滲漏的缺點(diǎn)，節(jié)省許多附件和輔助材料，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，安裝速度加快。
2.本發(fā)明取消了普通盾構(gòu)施工中的二次內(nèi)襯工藝，減小了管道的施工斷面，大大地縮短了施工周期，降低施工成本。
3.本發(fā)明的接頭密封性能好，所適應(yīng)土質(zhì)范圍廣。
本發(fā)明與普通的頂管施工相比，有以下優(yōu)點(diǎn)1.發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)長距離、超長距離的管道頂進(jìn)，而不需要添加中繼間等輔助設(shè)備。
2.可以實(shí)現(xiàn)小曲率半徑的任意方向的管道頂進(jìn)，其方向測量遠(yuǎn)比頂管的方向測量簡單得多。
3.本發(fā)明不需要像普通的頂管施工那樣，要靠注入潤滑漿來減小頂進(jìn)阻力。
4.本發(fā)明所用管節(jié)不需要像普通的頂管施工那樣具有很高的軸向抗壓強(qiáng)度。


圖1為頂管施工法示意圖；圖2為盾構(gòu)施工法示意圖；圖3為管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法適用的管道斷面形式；圖4為管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法所需設(shè)備示意圖；圖5為首節(jié)管節(jié)安裝完成的示意圖；圖6為機(jī)械手抓住管節(jié)示意圖；圖7為機(jī)械手把管節(jié)繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度示意圖；圖8為機(jī)械手把管節(jié)繞X軸旋轉(zhuǎn)90度示意圖；圖9為第二節(jié)管節(jié)安裝示意圖；圖10為工作井洞口密封處理示意圖；圖11為把管節(jié)推到鋼套環(huán)內(nèi)示意圖；圖12為接上充填漿注漿管示意圖；圖13為把盾構(gòu)機(jī)及其作業(yè)倉向前推進(jìn)示意圖；圖14為T型鋼套環(huán)安裝示意圖；圖15為F型鋼套環(huán)安裝示意圖；圖16為兩套環(huán)企口型接頭連接示意。
具體實(shí)施例方式
圖3所表示的是管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法適用的管道斷面形狀，整體環(huán)形管節(jié)的斷面形狀與鋪設(shè)管道的斷面形狀相一致，可為橢圓形、腰子形、多邊形和矩形，本實(shí)施例采用橢圓形整體管節(jié)，在施工中，可以使環(huán)形管的短軸置于水平狀態(tài)，為立式鋪設(shè)，也可以使環(huán)形管的長軸置于水平狀態(tài)，即臥式鋪設(shè)，本實(shí)施例是采用橢圓形斷面形狀的整體環(huán)形管節(jié)，其所用主要設(shè)備如圖4所示，圖中，1---接收井，11---盾構(gòu)機(jī)，12---盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸，13---機(jī)械手，14---管節(jié)鋪設(shè)油缸，15--倉尾密封裝置，16---注漿孔，17---充填漿，18---整體管節(jié)，4---工作井，19---三分之一環(huán)形混凝土管墊，20---基坑導(dǎo)軌，21---鋼套環(huán)，22---管節(jié)運(yùn)輸小車，23---接頭密封圈，24---弧形托架，25---作業(yè)倉。
本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合附圖作詳細(xì)說明1.在施工現(xiàn)場備有多個(gè)與需鋪設(shè)管道大小相應(yīng)的在一個(gè)端面上置有密封接頭的橢圓形整體環(huán)形管節(jié)；2.由圖4所示，在要鋪設(shè)的管道兩端各構(gòu)筑一個(gè)工作井4和一個(gè)接收井1，在工作井4內(nèi)放入盾構(gòu)機(jī)8，把弧形托架24移走，把盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸12和管節(jié)鋪設(shè)油缸14縮回，讓作業(yè)倉即盾尾殼體25留出一個(gè)較大的空間，作業(yè)倉的內(nèi)徑必須比管節(jié)外徑大，便于管節(jié)在作業(yè)倉內(nèi)翻轉(zhuǎn)和安裝，作業(yè)倉與管節(jié)外徑之間的空隙設(shè)有盾尾密封裝置，該裝置可以防止地下水和充填漿向作業(yè)倉內(nèi)滲漏；3.當(dāng)盾構(gòu)機(jī)8退出工作井4到達(dá)可以安裝一節(jié)環(huán)形管節(jié)位置時(shí)，將第一節(jié)管節(jié)橫放在管節(jié)運(yùn)輸車22運(yùn)輸至作業(yè)倉以后，如圖5所示，然后通過機(jī)械手11抓住第一節(jié)管節(jié)18，環(huán)形管節(jié)運(yùn)輸車22移走，如圖6所示；4.先把第一節(jié)管節(jié)18繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度，如圖7所示，再把它繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，使有密封接頭即鋼管套環(huán)21的端面向前，并把環(huán)形管擱到弧形托架上，如圖8、圖9所示，并通過墊塊把該級(jí)管節(jié)墊高到所需高度，安裝到工作井洞口處，完成首級(jí)環(huán)形管節(jié)的安裝，首節(jié)管節(jié)必須露出一部分在工作井內(nèi)，以方便以后處理首節(jié)管節(jié)與工作井洞口之間的密封問題；5.繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，當(dāng)推進(jìn)到可以安裝第二節(jié)管節(jié)時(shí)用起重機(jī)把第二節(jié)管節(jié)吊下，按第4)步方法旋轉(zhuǎn)第二節(jié)管節(jié)，并通過墊塊把該級(jí)管節(jié)墊高到所需高度，通過管節(jié)鋪設(shè)油缸12把第二節(jié)管節(jié)推到在其后方的第一節(jié)管節(jié)鋼套環(huán)21內(nèi)，使第一、第二節(jié)管節(jié)聯(lián)接起來，如圖10、圖11所示；
6.完成第一、二節(jié)管節(jié)安裝后，需處理第一節(jié)管節(jié)與工作井洞口之間的密封，用快干水泥或堵漏王把洞口空隙封堵住，如圖10所示；7.繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，當(dāng)推進(jìn)到可以安裝第三節(jié)管節(jié)時(shí)，用起重機(jī)把第三節(jié)管節(jié)吊下，重復(fù)3)、4)、5)步方法把第三節(jié)管節(jié)和第二節(jié)管節(jié)聯(lián)接起來；把第四節(jié)管節(jié)和第三節(jié)管節(jié)聯(lián)接，第五節(jié)管節(jié)和第四節(jié)管節(jié)聯(lián)接，依次逐節(jié)聯(lián)接，直至最后一節(jié)，全線貫通，管節(jié)的安裝鋪設(shè)完成；8.第二節(jié)管節(jié)的安裝鋪設(shè)完成后，需在其注漿孔內(nèi)接上充填漿注漿管26，如圖12所示，并準(zhǔn)備在第三節(jié)管節(jié)安裝完畢后，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸時(shí)開始注漿。如圖13所示，在盾構(gòu)機(jī)切削并排土的同時(shí)，用盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸徐徐地把盾構(gòu)機(jī)和作業(yè)倉向前推進(jìn)，并同時(shí)向注漿管內(nèi)注入一定壓力的充填漿，以防止地面沉降；9.最后，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸推到位以后，停下來并把盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸和管節(jié)鋪設(shè)油缸全部縮回，同時(shí)拆除注漿管并封堵住注漿孔。接下來可按安裝環(huán)形管同樣的方法和步驟把T型鋼套環(huán)安裝在作業(yè)倉內(nèi)的環(huán)形管節(jié)上，至此，一個(gè)循環(huán)結(jié)束，以后按上述循環(huán)過程周而復(fù)始，直到全線貫通。
管節(jié)的密封接頭形式有T型鋼套環(huán)、F型鋼套環(huán)和企口型接頭等三種，T型鋼套環(huán)如圖14所示，T型鋼套環(huán)21和環(huán)型管之間通過密封圈23配合，F(xiàn)型鋼套環(huán)，其詳圖如圖15所示21---鋼套環(huán)，23---密封圈。企口型接頭，如圖16所示，23--密封圈。
權(quán)利要求
1.一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，其特征在于，方法步驟為a)在施工現(xiàn)場備有多個(gè)與需鋪設(shè)管道大小相應(yīng)的其斷面具有長軸、短軸并在一個(gè)端面上置有密封接頭的管節(jié)；b)在要鋪設(shè)的管道兩端各構(gòu)筑一個(gè)工作井和一個(gè)接收井，在工作井內(nèi)放入盾構(gòu)機(jī)，并由推進(jìn)油缸將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)；c)當(dāng)盾構(gòu)機(jī)被推出工作井到達(dá)可以安裝一節(jié)管節(jié)位置時(shí)，將前端套有鋼套環(huán)的首節(jié)管節(jié)第一節(jié)管節(jié)，安裝到工作井洞口處，完成首節(jié)管節(jié)的安裝；d)處理第一節(jié)管節(jié)與工作井洞口之間的密封，用快干水泥或堵漏王把洞口空隙封堵?。籩)繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，當(dāng)推進(jìn)到可以安裝第二節(jié)管節(jié)時(shí)用起重機(jī)把第二節(jié)管節(jié)吊下，橫向運(yùn)輸至盾尾殼體以后，通過機(jī)械手先把第二節(jié)管節(jié)繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度，再把它繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，并通過墊塊把該級(jí)整體管節(jié)墊高到所需高度，通過管節(jié)鋪設(shè)油缸把第二節(jié)管節(jié)和第一節(jié)管節(jié)聯(lián)接起來；f)繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，當(dāng)推進(jìn)到可以安裝第三節(jié)管節(jié)時(shí)用起重機(jī)把第三節(jié)管節(jié)吊下，按第5)步方法旋轉(zhuǎn)第三節(jié)管節(jié)，并通過墊塊把該節(jié)管節(jié)墊高到所需高度，通過管節(jié)鋪設(shè)油缸把第三節(jié)管節(jié)和第二節(jié)管節(jié)聯(lián)接起來；g)重復(fù)第6)步方法使第四節(jié)管節(jié)和第三節(jié)管節(jié)聯(lián)接，第五節(jié)管節(jié)和第四節(jié)管節(jié)聯(lián)接，距離長了管節(jié)用管節(jié)運(yùn)輸小車運(yùn)送，依次逐節(jié)聯(lián)接，直至最后一節(jié)，全線貫通，鋪設(shè)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，其特征在于，方法中所用其斷面具有長軸、短軸的整體管節(jié)為橢圓形或多邊形或腰子形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，其特征在于，兩節(jié)管節(jié)之間的密封是通過管節(jié)兩端的外部置有的密封圈與環(huán)形管節(jié)上置有的密封接頭相配合構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，其特征在于，所述的兩節(jié)管節(jié)之間的密封還可通過管節(jié)制成的企口接頭連接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，其特征在于，所述的管節(jié)上置有的密封接頭為T型鋼套環(huán)或F型鋼套環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管節(jié)盾構(gòu)機(jī)施工法，步驟是，備有斷面具有長短軸的整體管節(jié)；盾構(gòu)機(jī)推出工作井洞口，洞口處安裝前端套有鋼套環(huán)的首節(jié)管節(jié)，完成首節(jié)安裝；把第二管節(jié)橫向運(yùn)至盾構(gòu)機(jī)盾尾部的作業(yè)倉內(nèi)；通過機(jī)械手把管節(jié)先繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度，再繞X軸旋轉(zhuǎn)90度；用墊塊把管節(jié)墊高到所需高度，再用管節(jié)鋪設(shè)油缸把它安裝到首節(jié)管節(jié)的鋼套環(huán)內(nèi)；以后按照上述方法逐節(jié)運(yùn)輸、旋轉(zhuǎn)、墊高、再由管節(jié)鋪設(shè)油缸逐節(jié)把后面一節(jié)與已安裝好的管節(jié)一一合攏，完成管道鋪設(shè)。本發(fā)明與普通盾構(gòu)施工相比，用整體管節(jié)，克服了管片接縫滲漏的缺點(diǎn)，節(jié)省許多附件和輔助材料，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，安裝速度加快，縮短施工周期，降低成本，接頭密封性能好，適應(yīng)土質(zhì)范圍廣。
文檔編號(hào)E21D9/00GK1693666SQ200510026178
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者余彬泉 申請(qǐng)人:余彬泉