專利名稱：頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及市政工程的頂管施工技術領域，尤其涉及一種對頂管施工后出現(xiàn)的中心線偏差進行糾正的設備及應用該糾正設備的方法。
背景技術：
頂管施工中由于管道土質(zhì)不均勻，作用于管周壁的土壓力不平衡，管頭承受的阻力不均、管壁與土壤間摩擦力不均、千斤頂作用點的微小誤差、工具管或刃腳加工的誤差、管節(jié)外形尺寸、設備安裝精度、以及頂管操作過程中產(chǎn)生頂管施工的誤差等種種因素都會造成管道頂進中的偏差，因此頂管施工必須本著勤測、勤挖、勤頂、勤糾的原則，發(fā)現(xiàn)偏差及時采取正確的方法糾偏，以確保工程質(zhì)量和進度。目前在人工頂管施工的過程中，當中線位置發(fā)生偏差時，一般采用挖土糾偏和支 頂糾偏的方法，在管道一側不挖或留土坎，而另一側進行超挖，使管子中線緩緩向超挖的一側移動，從而使管線復位，但是這種做法往往效果不佳。另一方面，一旦在管道頂進結束后發(fā)現(xiàn)管道高程偏差，現(xiàn)有作法是采用開挖重新鋪管處理偏差；當條件不允許地面開挖時，因管道的鋪設達不到設計及使用要求，是很棘手的工程問題。另外，直接開挖的方法費時費力，環(huán)境影響以及其他的負面影響也不容易解決。目前解決這種偏差的方法還有反向頂進鋼套管的技術，其具體是采用更大口徑的頂管反向頂進，套住舊管，然后進行糾偏。然而，現(xiàn)有的這種做法在管材使用上浪費過多，且難于操作、安全系數(shù)也不高，因而整體可用性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正方法及設備，以解決現(xiàn)有技術中的中心線偏差處理所存在的上述問題。為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供一種頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，包括前殼體、后殼體及升降調(diào)節(jié)裝置，且所述前殼體及后殼體均為筒狀物；所述前殼體的前端與待糾偏的偏差管道連接，所述前殼體的后端開設有支撐豁口 ；所述后殼體的前端設有突出端面之外的固定架臺，所述后殼體的后端與待續(xù)接的糾偏管道連接，且所述后殼體通過將所述固定架臺伸入所述支撐豁口上而與所述前殼體連接；所述升降調(diào)節(jié)裝置的底部置于所述前殼體內(nèi)，頂部則與伸入所述支撐豁口的所述固定架臺相抵接。上述實施例中，所述前殼體的筒壁根據(jù)待糾偏管道偏差方向開設有取土口。上述實施例中，所述升降調(diào)節(jié)裝置為千斤頂。上述實施例中，所述支撐豁口為矩形豁口。上述實施例中，所述固定架臺為三角架臺。上述實施例中，所述前殼體和后殼體的筒壁拐角處均設有加強筋板。本發(fā)明的實施例還提出一種應用上述管道中心線偏差糾正設備的方法，其用于對中心線偏差超出允許誤差的管道進行糾正，并包括以下步驟
SI.使所述前殼體與待糾正的偏差管道密結合，并使所述取土口朝向與待糾偏管的偏差方向相關；S2.將所述后殼體的固定架臺伸入所述前殼體的支撐豁口內(nèi)，并將所述升降調(diào)節(jié)裝置固定支撐在所述固定架臺下方；S3.根據(jù)預先測量好的中心線偏差，計算所述偏差管道與設定管道之間的中心線間距；S4.使用所述升降調(diào)節(jié)裝置頂開所述固定架臺，進而調(diào)整所述升降調(diào)節(jié)裝置的高度，使得后殼體后續(xù)接的糾偏管道中心線在所述允許誤差的范圍內(nèi)。上述實施例中，所述步驟S4之后還包括以下步驟S5.根據(jù)待糾偏管道鋪設的分節(jié)設計，使用工作坑內(nèi)的頂管油缸通過所述前殼體及殼體與油缸間、管徑與偏差管道相同的管道將所述偏差管道頂出； S6.通過所述取土口從所述前殼體的筒壁外側開挖并取出土方；S7.將所述與偏差管道相同的管徑的管道接入所述后殼體，使用所述頂管油缸重新頂進。 上述實施例中，所述步驟S4與S5之間還包括在所述與后殼體連接的工作坑內(nèi)糾偏管道的下方兩側設置導向軌道，使所述管道在頂進過程中按設置好的方向進入土中。上述實施例中，所述步驟S7之后還包括在將所述糾偏管道頂進至所述待糾偏管道所在的土層時，對所述糾偏管道外由所述步驟S6所形成的土層空隙進行填砂、注漿處理。本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下上述方案提供的管道中心線偏差的非開挖糾正方法及設備，能夠在不開挖的條件下解決管道中心線高程相對于設計中心線出現(xiàn)偏差的問題，且該方案機械設計簡單、成本低、耗費資源少、技術要求不高，因而可用性強；利用該方案施工后的管道中心線偏移誤差能夠保證在設計允許誤差范圍內(nèi)，從而滿足設計的排水量要求。


圖I為本發(fā)明的管道中心線偏差的非開挖糾正設備實施例側視圖；圖2為圖I所示實施例中前殼體的后視圖；圖3為應用本發(fā)明管道中心線偏差的非開挖糾正設備實施例的頂管施工方法示意圖；圖4為應用本發(fā)明管道中心線偏差的非開挖糾正設備實施例的頂管施工方法的修復效果示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。如圖I-圖2所示，其分別為本發(fā)明的管道中心線偏差的非開挖糾正設備實施例側視圖以及其中前殼體的后視圖。需要說明的是，圖I所示為針對管道中心線偏高的糾偏處理設備，而中心線偏低、偏左、偏右的處理設備則與該圖所示的結構類似，此處不再贅述。本實施例的管道中心線偏差的非開挖糾正設備，包括前殼體11、后殼體12及升降調(diào)節(jié)裝置13，且前殼體11及后殼體12均為筒狀物。其中，前殼體11的前端用于與待糾偏的偏差管道(未示出)連接，前殼體11的后端則開設有支撐豁口 14(如圖2所示)；后殼體12的前端設有突出于端面之外的固定架臺15，后殼體12的后端則用于與待續(xù)接的糾偏管道(未示出)連接，且后殼體12通過將固定架臺15伸入前述支撐豁口 14上而與前殼體11連接。最后，升降調(diào)節(jié)裝置13的底部置于前殼體11內(nèi)，頂部則與伸入支撐豁口 14的固定架臺15相連接。接續(xù)如圖I和圖2所示，在一個實施例中，前殼體11的筒壁還開設有取土口 16 (其用途將在下文的施工實施例中詳述)。進一步，在一個實施例中，上述的升降調(diào)節(jié)裝置13可以是千斤頂，或是其他任何可調(diào)節(jié)高度的固定裝置。另外，在一個實施例中，上述的支撐豁口 14為矩形豁口，固定架臺15則為三角架臺，本領域技術人員可知這二者的實施例并不僅 限于此，而是可以采用任意適當?shù)男螤罴敖Y構設計。如圖I所示，在前殼體11和后殼體12的筒壁拐角處還設有加強筋板17?；谝陨蠈嵤├峁┑墓艿乐行木€偏差的非開挖糾正設備，下文將描述一種應用該管道中心線偏差的非開挖糾正設備的施工方案，其用于對中心線偏差超出允許誤差的管道進行糾偏，并具體包括以下步驟SI.使前殼體與待糾偏的偏差管道緊密結合，并使取土口朝向與偏差管道偏差方向相關；S2.將后殼體的固定架臺伸入前殼體的支撐豁口內(nèi)，并將升降調(diào)節(jié)裝置固定支撐在固定架臺下方；S3.根據(jù)預先測量好的中心線偏差，計算偏差管道與設定管道之間的中心線間距；S4.使用升降調(diào)節(jié)裝置頂開固定架臺，進而調(diào)整升降調(diào)節(jié)裝置的高度，使得待糾偏的偏差管道與待續(xù)接的糾偏管道之間的中心線間距與計算的中心線間距相差在允許誤差的范圍內(nèi)。S5.根據(jù)偏差管道鋪設的分節(jié)設計，使用工作坑內(nèi)的頂管油缸通過前殼體將偏差管道頂出；S6.通過取土口從前殼體的筒壁外開挖并取出土方；S7.將糾偏管道接入后殼體，使用頂管油缸重新頂進。在一個實施例中，上述步驟S4與S5之間還包括所述與后殼體連接的工作坑內(nèi)糾偏管道的下方兩側設置導向軌道，使所述管道在頂進過程中按設置好的方向進入土中。在一個實施例中，上述步驟S7之后還包括在將糾偏管道頂進至偏差管道所在的土層時，對糾偏管道外由步驟S6所形成的土層空隙進行填砂、注漿處理；然后再針對前殼體的后端與后殼體的前端之間高度相差的部分進行填砂、注漿處理。下面將結合圖3對上述應用管道中心線偏差糾正設備的施工方案加以進一步詳述，該方法詳細可包括以下七個部分。一、施工準備該部分又具體包括以下內(nèi)容
(I)臨建設施與施工用水用電的安裝；(2)測量交樁、測量放線及復測；(3)地下管線的物探、調(diào)查、坑探工作；(4)先期進場的施工機械的安裝與調(diào)試；(5)頂管頂進全程由測量控制頂管管節(jié)，確保中心軸線偏差在允許范圍內(nèi)。二、工作坑開挖與支護頂管工作坑304、接收坑301進行開挖與支護；工作坑和接收坑周圍設置欄桿，工作坑和接收坑的大小、深度和位置結合現(xiàn)場的道路交通及實際情況而定。三、鋪設導軌與后靠背安放·工作坑304開挖完畢后進行導軌305、313的鋪設與后靠背312的安放，具體導軌305,313的規(guī)格與后靠背312的承載力由實際情況計算得出。四、管道中心線偏差的非開挖糾正設備的安裝本發(fā)明管道中心線偏差的非開挖糾正設備302的安裝過程簡單，具體而言(可結合參考前文設備實施例圖I-圖2以及方法實施例步驟S1-S4)包括以下工序。首先將前殼體與待糾偏的偏差管道306緊密結合，使取土口朝向與偏差管道偏差方向相關；緊接著將后殼體的三角架臺放入前殼體的矩形豁口內(nèi)；然后根據(jù)事先測量好的中心線偏差，計算已鋪設管與設定管道中心線間的垂直距離，并使用千斤頂頂開三角架臺，進而調(diào)整千斤頂高度，使得兩管中心線間距與計算距離相同或在可允許誤差內(nèi)。在未頂進之前，采用導軌305對前殼體加以支撐。或者可以先用推進油缸311通過前殼體把待糾偏的偏差管道306頂出一小段，使得前殼體通過土層壓力固定，然后重復上述前殼體和后殼體的設備連接過程；這樣可以解決兩管同時頂進時的前殼體支撐問題。整個安裝過程中，要求測量準確，必要時要進行多次測量，待數(shù)值穩(wěn)定貼近設定值時之后方可進行下一步固定處理，并且在安裝過程中要注意千斤頂?shù)某惺苣芰Φ葐栴}，并且進行不定時測量，來校正新鋪設管道310的中心線與設計中心線的偏差。五、糾正處理過程頂管采用分段式的頂進方法，根據(jù)原有偏差管道鋪設的分節(jié)，將原偏差管道一段一段的頂出；然后通過吊車、運輸車等把頂出的偏差管道運送至后殼體的后方，變?yōu)榧m偏管道；管內(nèi)人工開挖土方，由取土口取出；最后接入糾偏管道，重新頂進。如此循環(huán)，直至形成新的符合設計標準的排水管道。以DN800的管為例，待糾偏的偏差管道為內(nèi)徑800mm的混凝土管節(jié)，采用DN800的頂管進行頂進，采用工作坑內(nèi)千斤頂為動力設備，通過吹沙或者注入粘稠泥漿以及快速注漿進行沉降控制，軸線控制采用設備內(nèi)千斤頂、監(jiān)測管片、頂管頭共同控制，預計達到中心線偏差小于40mm。在頂進過程中，可以預置導向軌道305。在管道開始頂進前在管道306的下方設置導向軌道；在管道開始頂進時，前三節(jié)管道的頂進是關健，如果前三節(jié)管道順利地進入，那么后面的就可以按前面的空間進入。為保證管道的順利進入，可以在管道的兩側設置兩道軌道，使管道在頂進過程中按設置好的方向進入土中。同時，在管道的頂進過程中，如果要在管道的外壁進行打蠟以減少前進阻力，則應盡量使管道兩側所噴涂的潤滑劑相同，從而保證兩側的阻力相同，使管道順利頂進。也可以運用其他方法從不同的角度進行頂進過程中的偏差的預防。
六、排土過程在頂進過程中，由于糾偏管道310與待糾偏的偏差管道306的中心線不在一條水平線上，兩管有上下偏差，因此會產(chǎn)生新的土方。這時，可以利用前殼體筒壁上開設的取土口 308 (可結合參考圖2所示的取土口 16)，由工人進入管道進行人工挖除土方307，然后由運輸設備運出管道。因為目前條件的不完善，因此采用人工運輸?shù)姆椒?，由工作人員通過小推車等工具，把土方307運出管道。在排土的過程中應該注意工作人員的安全問題，不得違規(guī)違章操作，運出的泥土可與泥水混合，用于下一步注漿。七、注衆(zhòng)過程由于兩管的中心線偏差，在鋪入糾偏管道310后，糾偏管道310管壁外會留下空隙，為了保持地層的穩(wěn)定性與管道鋪設的安全性，需要進行填砂、注漿處理。本實施例中可采用吹砂(如圖3的吹砂層303所示)的方法，填補土層空隙，然后再主要針對后殼體前端與前殼體后端的高度相差部分進行注漿(如圖3的注漿位置309所示)，注漿的方式可直接采用現(xiàn)有普通頂管的注漿方法。 最后，上述實施例中心線偏差的非開挖糾正設備的工作前提是待糾偏的偏差管道能夠被頂管頂動或者在注入潤滑漿之后能夠進行頂進。綜上所述，在該前提下，本發(fā)明的實施例能夠達到如下效果(I)其能夠在不開挖的條件下解決管道中心線相對于設計中心線出現(xiàn)偏差(包括偏聞、偏低、偏左、偏右)的問題；(2)其結構設計簡單，成本低，安全性高，耗費資源少，技術要求不高；(3)其施工后的管道中心線偏移誤差在設計允許誤差范圍內(nèi)，能夠滿足設計排水量要求；(4)管道重新鋪設偏差風險小，糾偏管道過流能力強；圖4為應用本發(fā)明管道中心線偏差的非開挖糾正設備實施例的頂管施工的修復效果示意圖，其以DNSOOmm、中心線偏差為IOOmm的排水管道為例示出利用本發(fā)明管道中心線偏差糾正設備實施例加以糾偏后的管道與原有中心線偏差管道的位置比較。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，其特征在于，包括前殼體、后殼體及升降調(diào)節(jié)裝置，且所述前殼體及后殼體均為筒狀物；所述前殼體的前端與待糾偏的偏差管道連接，所述前殼體的后端開設有支撐豁口 ；所述后殼體的前端設有突出端面之外的固定架臺，所述后殼體的后端與待續(xù)接的糾偏管道連接，且所述后殼體通過將所述固定架臺伸入所述支撐豁口上而與所述前殼體連接；所述升降調(diào)節(jié)裝置的底部置于所述前殼體內(nèi)，頂部則與伸入所述支撐豁口的所述固定架臺相抵接。
2.如權利要求I所述的頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，其特征在于，所述前殼體的筒壁下方開設有取土口。
3.如權利要求2所述的頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，其特征在于，所述升降調(diào)節(jié)裝置為千斤頂。
4.如權利要求3所述的頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，其特征在于，所述支撐豁口為矩形豁口。
5.如權利要求4所述的頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，其特征在于，所述固定架臺為三角架臺。
6.如權利要求5所述的頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正設備，其特征在于，所述前殼體和后殼體的筒壁拐角處均設有加強筋板。
7.一種應用權利要求1-6任一項所述管道中心線偏差的非開挖糾正設備的方法，用于對中心線偏差超出允許誤差的管道進行糾正，其特征在于，包括以下步驟 .51.使所述前殼體與待糾正的偏差管道密結合，并使所述取土口朝向與待糾偏管的偏差方向相關； .52.將所述后殼體的固定架臺伸入所述前殼體的支撐豁口內(nèi)，并將所述升降調(diào)節(jié)裝置固定支撐在所述固定架臺下方； . 53.根據(jù)預先測量好的中心線偏差，計算所述偏差管道與設定管道之間的中心線間距； .54.使用所述升降調(diào)節(jié)裝置頂開所述固定架臺，進而調(diào)整所述升降調(diào)節(jié)裝置的高度，使得后殼體后續(xù)接的糾偏管道中心線在所述允許誤差的范圍內(nèi)。
8.如權利要求7所述的頂管施工方法，其特征在于，所述步驟S4之后還包括以下步驟 .55.根據(jù)偏差管道鋪設的分節(jié)設計，使用工作坑內(nèi)的頂管油缸通過所述前殼體及殼體與油缸間、管徑與偏差管道相同的糾偏管道將所述偏差管道頂出； .56.通過所述取土口從所述前殼體的筒壁外側開挖并取出土方； .57.將所述與偏差管道相同的管徑的糾偏管道接入所述后殼體，使用所述頂管油缸頂進。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟S4與S5之間還包括 在所述后殼體連接的工作坑內(nèi)糾偏管道的下方兩側設置導向軌道，使所述管道在頂進過程中按設置好的方向進入土中。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟S7之后還包括 在將所述糾偏管道頂進至所述偏差管道所在的土層時，對所述糾偏管道外壁由所述步驟S6所形成的土層空隙進行填砂、注漿處理；然后再針對所述前殼體的后端與所述后殼體的 前端之間相差的部分進行填砂、注漿處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種頂管施工后管道中心線偏差的非開挖糾正方法及設備，所述設備包括前殼體、后殼體及升降調(diào)節(jié)裝置，且前殼體及后殼體均為筒狀物；前殼體的前端與待糾偏的偏差管道連接，前殼體的后端開設有支撐豁口；后殼體的前端設有突出端面之外的固定架臺，后殼體的后端與待續(xù)接的糾偏管道連接，且后殼體通過將固定架臺伸入支撐豁口上而與前殼體連接；升降調(diào)節(jié)裝置的底部置于前殼體內(nèi)，頂部則與伸入支撐豁口的固定架臺相連接。本發(fā)明還提供一種應用上述中心線偏差糾正設備的頂管施工方法。上述方案提供的設備及方法，能夠在不開挖的條件下解決管道中心線相對于設計中心線出現(xiàn)偏差的問題，且該方案機械設計簡單、成本低、耗費資源少。
文檔編號F16L1/10GK102889428SQ20121039573
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權日2012年10月18日
發(fā)明者王遠峰, 李天陽 申請人:北京隆科興非開挖工程有限公司