本發(fā)明涉及施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頂管施工工藝。

背景技術(shù)：

頂管施工屬于非開挖管道埋設(shè)施工方法，施工過程不開挖或者開挖較少。頂管法施工就是在工作井內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中，并將土方運走。管道長度越長，管道與周圍土壤的摩擦力就越大，因此頂管施工中的頂進(jìn)距離有限，頂進(jìn)距離過長，會因管道與周圍土壤的摩擦力過大導(dǎo)致無法頂進(jìn)。在進(jìn)行超長距離施工時，傳統(tǒng)的解決摩擦力過大的方法是設(shè)置中繼間，中繼間又稱中繼環(huán)或中繼站，中繼間技術(shù)的運用解決了超長距離頂管施工的問題，其基本原理是通過設(shè)置若干個中繼間，將管道分割為若干頂進(jìn)區(qū)間。頂進(jìn)時，每個中繼間都能夠作為頂進(jìn)作業(yè)的后靠背，每個中繼間中的千斤頂?shù)软斶M(jìn)裝置都能夠?qū)⑵漤斶M(jìn)前方的管節(jié)向前頂進(jìn)。

中繼間法進(jìn)行超長距離頂管施工作業(yè)具有如下缺陷：每個中繼間內(nèi)都需要一套頂進(jìn)設(shè)備，成本較高；施工前需要做好中繼間，中繼間陸續(xù)啟動施工延長了工期，并可能造成摩阻力加大。中繼間前后的管道存在同軸度等問題，增大了施工難度。超長距離頂管施工的頂進(jìn)距離超過1000米，布置在前面的中繼間，來回動作達(dá)1萬次，任何高性能的密封圈在這樣的作業(yè)強(qiáng)度下都難免不會滲漏。中繼間的滲漏與否直接影響了工程能否成功。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種施工效率較高、無須使用多個中繼環(huán)的內(nèi)拼式頂管施工工藝。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的內(nèi)拼式頂管施工工藝依次按以下步驟進(jìn)行：第一步驟是預(yù)備步驟，制作工作井和接收井，以頂進(jìn)方向為前向，工作井的前壁設(shè)有預(yù)留出洞孔，工作井的后壁為承壓壁，緊貼承壓壁安裝有固定千斤頂；預(yù)制待頂進(jìn)管節(jié)；在第一步驟前預(yù)制拼裝管片，拼裝管片的截面呈圓弧狀且該圓弧的圓心角為120度或180度；第二步驟是啟動步驟，將掘進(jìn)機(jī)、連接管和移動中繼環(huán)放入工作井，掘進(jìn)機(jī)、連接管和移動移動中繼環(huán)同軸線設(shè)置，連接管的前端與掘進(jìn)機(jī)后端固定連接，連接管的后部與移動中繼環(huán)固定連接，移動中繼環(huán)的直徑大于連接管的直徑；使掘進(jìn)機(jī)對準(zhǔn)預(yù)留出洞孔，啟動固定千斤頂頂壓連接管的后端，將掘進(jìn)機(jī)、連接管和移動中繼環(huán)沿預(yù)留出洞孔向前頂進(jìn)，直到中繼環(huán)完全進(jìn)入預(yù)留出洞孔，將固定千斤頂?shù)捻攭簵U收回；

第三步驟是傳統(tǒng)頂管作業(yè)啟動步驟，將第一段待頂進(jìn)管節(jié)放入工作井，并在第一段待頂進(jìn)管節(jié)前端與連接管后端之間設(shè)置雙向千斤頂，雙向千斤頂?shù)牡鬃c連接管固定連接，雙向千斤頂?shù)捻攭簵U朝向正后方；啟動固定千斤頂，將待頂進(jìn)管節(jié)沿預(yù)留出洞孔向前頂進(jìn)；

第四步驟是傳統(tǒng)頂管作業(yè)步驟，上一段待頂進(jìn)管節(jié)完全進(jìn)入預(yù)留出洞孔后，將固定千斤頂?shù)捻攭簵U收回，再將下一段待頂進(jìn)管節(jié)放入工作井，使下一段待頂進(jìn)管節(jié)與上一段待頂進(jìn)管節(jié)同軸線設(shè)置并前后相連；啟動固定千斤頂，將待頂進(jìn)管節(jié)沿預(yù)留出洞孔向前頂進(jìn)，直到待頂進(jìn)管節(jié)完全進(jìn)入預(yù)留出洞孔；待頂進(jìn)管節(jié)的前后兩端設(shè)有相互適配的企口結(jié)構(gòu)，相鄰待頂進(jìn)管節(jié)之間通過企口結(jié)構(gòu)插接密封配合；

重復(fù)進(jìn)行第四步驟，隨著待頂進(jìn)管節(jié)的延長，待頂進(jìn)管節(jié)與土體之間摩擦力逐漸增大；當(dāng)待頂進(jìn)管節(jié)與土體之間摩擦力逐漸增大至需要設(shè)置普通中繼環(huán)的程度時，停止第四步驟；

第五步驟是移動中繼頂進(jìn)作業(yè)步驟，啟動雙向千斤頂，雙向千斤頂?shù)捻攭簵U向后頂壓后方管節(jié)，在后方管節(jié)提供的支撐力的作用下，雙向千斤頂將連接管、移動中繼環(huán)和掘進(jìn)機(jī)向前頂壓；雙向千斤頂?shù)捻攭簵U完全伸出后，將雙向千斤頂?shù)捻攭簵U收回，此時在雙向千斤頂與后方管節(jié)之間形成拼裝空間，移動中繼環(huán)將拼裝空間圍護(hù)在內(nèi)；

將預(yù)制的管片沿預(yù)留出洞孔至中繼環(huán)之間的管節(jié)運至中繼環(huán)處，在拼裝空間處將拼裝管片拼裝為拼裝管節(jié)，使拼裝管節(jié)與其后方的管節(jié)相連接；預(yù)制的待頂進(jìn)管節(jié)和拼裝管節(jié)的大小和形狀相同，拼裝管節(jié)的前后兩端均設(shè)有與預(yù)制的待頂進(jìn)管節(jié)的企口結(jié)構(gòu)相同的企口結(jié)構(gòu)，相鄰管節(jié)之間均通過企口結(jié)構(gòu)插接密封配合；

重復(fù)進(jìn)行第五步驟，逐節(jié)拼裝管節(jié)，直到管節(jié)延長至預(yù)定長度，完成超長距離頂管施工。

在管節(jié)延長至預(yù)定長度后，通過接收管節(jié)前端設(shè)備，通過工作井回收管節(jié)后端設(shè)備。

所述雙向千斤頂沿連接管的后端環(huán)面均勻設(shè)有多個。

本發(fā)明與傳統(tǒng)的頂管施工工藝相比，將中繼環(huán)的位置移至連接管后端處，并將固定式中繼環(huán)，改為隨著頂管施工的進(jìn)行而不斷前進(jìn)的中繼環(huán)，能夠進(jìn)行移動中繼頂進(jìn)作業(yè)，利用后方管節(jié)作為靠背（承受頂進(jìn)時的作用力）向前頂進(jìn)，從而無須將整個管節(jié)向前頂進(jìn)，大大減小了頂進(jìn)時需要克服的土體摩擦力，既節(jié)省了能量，又簡化了施工步驟，無須施工多個中繼環(huán)（中繼間），提高了施工效率。

本發(fā)明為本領(lǐng)域指出了一個新的技術(shù)發(fā)展方向，在現(xiàn)有的如何建設(shè)更優(yōu)良的中繼間的技術(shù)發(fā)展方向，指出了將固定式中繼間改為移動式中繼間的技術(shù)發(fā)展方向。移動式中繼間，在移動過程中始終在連接管后端提供了一段安全可靠的作業(yè)空間。

本發(fā)明的中繼環(huán)以及前置的三節(jié)連接管，可以重復(fù)利用，即在一處施工場合中使用之后，可以移動至下一頂管施工場所，這也是常規(guī)工藝中沒有的，提高了設(shè)備使用率，降低了施工成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1公開了本發(fā)明的內(nèi)拼式頂管施工工藝施工時的頂管前部結(jié)構(gòu)，由前向后依次包括掘進(jìn)機(jī)1、連接管5、千斤頂2、拼裝管節(jié)3和已頂進(jìn)完成的預(yù)制管節(jié)4，掘進(jìn)機(jī)1后端與連接管5前端固定連接，連接管5后部連接有移動中繼環(huán)，移動中繼環(huán)的內(nèi)徑大于連接管5、預(yù)制管節(jié)4和拼裝管節(jié)3的外徑，連接管5、預(yù)制管節(jié)4和拼裝管節(jié)3的直徑（包括內(nèi)徑和外徑）相同；連接管5后端連接有千斤頂2，千斤頂2的底座與連接管5后端固定連接，千斤頂2的頂壓桿向后伸出并與拼裝管節(jié)3相壓接，拼裝管節(jié)3與預(yù)制管節(jié)4插接配合；移動中繼環(huán)將千斤頂以及部分拼裝管片圍護(hù)在內(nèi)。

移動中繼環(huán)為普通筒狀結(jié)構(gòu)，圖未示。

拼裝管節(jié)3由拼裝管片拼裝而成，各拼裝管片形狀和大小相同，各拼裝管片的截面呈圓弧狀且該圓弧的圓心角為120度或180度。其中連接管由三節(jié)連接管節(jié)相連而成，相鄰的連接管節(jié)之間插接配合。

預(yù)制管節(jié)、拼裝管片、千斤頂和連接管的底部鋪設(shè)有軌道6，軌道6上設(shè)有用于輸送渣土和拼裝管片的運輸車7。從而方便將施工中的渣土運出，并將需要的拼裝管片運至移動中繼環(huán)處。移動中繼環(huán)內(nèi)設(shè)有用于將拼裝管片拼裝為拼裝管節(jié)的機(jī)械手臂8。

本發(fā)明中，掘進(jìn)機(jī)1、待頂進(jìn)管節(jié)、工作井、接收井等均為現(xiàn)有技術(shù)。

如圖1所示，本發(fā)明的內(nèi)拼式頂管施工工藝依次按以下步驟進(jìn)行：第一步驟是預(yù)備步驟，制作工作井和接收井，以頂進(jìn)方向為前向，工作井的前壁設(shè)有預(yù)留出洞孔，工作井的后壁為承壓壁，緊貼承壓壁安裝有固定千斤頂；預(yù)制待頂進(jìn)管節(jié)；待頂進(jìn)管節(jié)采用“f”型鋼筋混凝土管。

在第一步驟前預(yù)制拼裝管片，拼裝管片的截面呈圓弧狀且該圓弧的圓心角為120度或180度；（即2片或3片拼裝管片能夠拼裝為一拼裝管節(jié)3）；

第二步驟是啟動步驟，將掘進(jìn)機(jī)1、連接管5和移動中繼環(huán)陸續(xù)放入工作井，掘進(jìn)機(jī)1、連接管5和移動移動中繼環(huán)同軸線設(shè)置，連接管5的前端與掘進(jìn)機(jī)1后端固定連接，連接管5的后部與移動中繼環(huán)固定連接，移動中繼環(huán)的直徑稍大于連接管5的直徑；使掘進(jìn)機(jī)1對準(zhǔn)預(yù)留出洞孔，啟動固定千斤頂頂壓連接管5的后端，將掘進(jìn)機(jī)1、連接管5和移動中繼環(huán)沿預(yù)留出洞孔向前頂進(jìn)，直到中繼環(huán)完全進(jìn)入預(yù)留出洞孔，將固定千斤頂?shù)捻攭簵U收回；

第三步驟是傳統(tǒng)頂管作業(yè)啟動步驟，將第一段待頂進(jìn)管節(jié)（即圖1中的預(yù)制管節(jié)4）放入工作井，并在第一段待頂進(jìn)管節(jié)前端與連接管5后端之間設(shè)置雙向千斤頂2，雙向千斤頂2的底座與連接管5固定連接，雙向千斤頂2的頂壓桿朝向正后方；啟動固定千斤頂，將待頂進(jìn)管節(jié)沿預(yù)留出洞孔向前頂進(jìn)；

第四步驟是傳統(tǒng)頂管作業(yè)步驟，上一段待頂進(jìn)管節(jié)完全進(jìn)入預(yù)留出洞孔后，將固定千斤頂?shù)捻攭簵U收回，再將下一段待頂進(jìn)管節(jié)放入工作井，使下一段待頂進(jìn)管節(jié)與上一段待頂進(jìn)管節(jié)同軸線設(shè)置并前后相連；啟動固定千斤頂，將待頂進(jìn)管節(jié)沿預(yù)留出洞孔向前頂進(jìn)，直到待頂進(jìn)管節(jié)完全進(jìn)入預(yù)留出洞孔；待頂進(jìn)管節(jié)的前后兩端設(shè)有相互適配的企口結(jié)構(gòu)，相鄰待頂進(jìn)管節(jié)之間通過企口結(jié)構(gòu)插接密封配合；

重復(fù)進(jìn)行第四步驟，隨著待頂進(jìn)管節(jié)的延長，待頂進(jìn)管節(jié)與土體之間摩擦力逐漸增大；當(dāng)待頂進(jìn)管節(jié)與土體之間摩擦力逐漸增大至需要設(shè)置普通中繼環(huán)的程度時（設(shè)置普通中繼環(huán)、控制管節(jié)與土體之間摩擦力為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)能力，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明公開內(nèi)容的基礎(chǔ)上，有能力把握該程度），停止第四步驟；

第五步驟是移動中繼頂進(jìn)作業(yè)步驟，啟動雙向千斤頂2，雙向千斤頂2的頂壓桿向后頂壓后方管節(jié)，在后方管節(jié)提供的支撐力的作用下，雙向千斤頂2將連接管5、移動中繼環(huán)和掘進(jìn)機(jī)1向前頂壓；雙向千斤頂2的頂壓桿完全伸出后，將雙向千斤頂2的頂壓桿收回，此時在雙向千斤頂2與后方管節(jié)之間形成拼裝空間，移動中繼環(huán)將拼裝空間圍護(hù)在內(nèi)；

將預(yù)制的管片沿預(yù)留出洞孔至中繼環(huán)之間的管節(jié)運至中繼環(huán)處，在拼裝空間處將拼裝管片拼裝為拼裝管節(jié)3，使拼裝管節(jié)3與其后方的管節(jié)相連接；預(yù)制的待頂進(jìn)管節(jié)和拼裝管節(jié)3的大小和形狀相同，拼裝管節(jié)3的前后兩端均設(shè)有與預(yù)制的待頂進(jìn)管節(jié)的企口結(jié)構(gòu)相同的企口結(jié)構(gòu)，相鄰管節(jié)之間均通過企口結(jié)構(gòu)插接密封配合；

重復(fù)進(jìn)行第五步驟，逐節(jié)拼裝并延長管節(jié)，直到管節(jié)延長至預(yù)定長度，完成超長距離頂管施工。

在管節(jié)延長至預(yù)定長度后，通過接收管節(jié)前端設(shè)備（包括井回收掘進(jìn)機(jī)1、連接管5、移動中繼環(huán)以及雙向千斤頂2等裝置），通過工作井回收管節(jié)后端設(shè)備（包括固定千斤頂?shù)妊b置）。

所述雙向千斤頂2沿連接管5的后端環(huán)面均勻設(shè)有多個。

傳統(tǒng)的中繼間（中繼環(huán)）為固定式結(jié)構(gòu)，在頂進(jìn)過程中不向前運動。本申請中的中繼環(huán)與以往的中繼環(huán)一樣為環(huán)（筒）狀結(jié)構(gòu)，但其與連接管5相連接，在施工過程中與連接管5一同向前運動。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。