專利名稱：頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法。
背景技術(shù)：
目前頂管施工已經(jīng)廣泛應(yīng)用于市政污水管等地下管道的施工中。頂管施工中，頂進(jìn)力的大小直接影響頂進(jìn)效率。為了減小管道頂進(jìn)時(shí)與土體之間的摩擦阻力，后續(xù)管節(jié)的直徑比頂管機(jī)的直徑小10mm。這樣，在管節(jié)與土體之間形成了10mm的間隙，頂進(jìn)時(shí)，通過管節(jié)上的預(yù)留孔道向管道外壁注入膨潤(rùn)土的減阻泥漿，在管道外圍形成一個(gè)泥漿護(hù)套，減小了管節(jié)外壁和土體間的摩阻力，從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。泥漿護(hù)套形成的好壞，直接影響到減阻的效果。頂管工程中應(yīng)用最廣泛的是膨潤(rùn)土泥漿。膨潤(rùn)土經(jīng)加水?dāng)嚢韬螅蔀閼腋∫海?dāng)懸浮液靜止時(shí)，會(huì)形成凝膠體。膨潤(rùn)土泥漿具有觸變性，這有助于頂進(jìn)管道在地層間運(yùn)動(dòng)時(shí)成為減摩劑，以粘性液體減少摩阻力；靜止時(shí)，成為凝膠體支撐地層。因此，頂管施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵措施是向頂進(jìn)管節(jié)與周圍土體之間的環(huán)形空隙中均勻壓入膨潤(rùn)土泥漿，形成穩(wěn)定的泥漿護(hù)套。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N99240224.7，發(fā)明名稱一種用于頂管施工減少管壁與土層之間摩擦阻力的裝置，公開號(hào)CN2413120，該專利自述為一種用于頂管施工減少管壁與土層之間摩擦阻力的裝置，在已有頂管設(shè)備中增設(shè)一套輔助液壓設(shè)備。輸油管從油泵出口端至單節(jié)管入口處的一段為軟管；在每個(gè)單節(jié)管內(nèi)壁的頂部，沿其長(zhǎng)度方向上設(shè)置輸油總管，在每個(gè)單節(jié)管內(nèi)壁的中部設(shè)置與輸油總管相連通的環(huán)形輸油分管，環(huán)形輸油分管上設(shè)有數(shù)個(gè)噴油管，在每個(gè)單節(jié)管的管壁上與噴油管相對(duì)應(yīng)處設(shè)有圓孔。具體方法為頂管頂進(jìn)時(shí)，膨潤(rùn)土泥漿在油泵壓力下進(jìn)入輸油總管，當(dāng)膨潤(rùn)土泥漿經(jīng)過單管節(jié)內(nèi)壁的中部時(shí)，進(jìn)入與輸油總管相連通的環(huán)形輸油分管，通過環(huán)形輸油分管上設(shè)置的噴油管和管壁上的圓孔進(jìn)入管節(jié)與周圍土體之間的空隙，使管道周圍充滿漿液，形成泥漿護(hù)套。該專利雖然提出了一個(gè)減小管壁與土層之間摩阻力的方法，但是膨潤(rùn)土泥漿通過設(shè)置在單管節(jié)中部管壁上的壓漿孔壓出，形成點(diǎn)狀壓漿。采用這種方式壓出的泥漿經(jīng)常會(huì)集中在壓漿孔附近，不能均勻地分布在周圍的空隙中。因此，不能形成穩(wěn)定有效的泥漿護(hù)套。在實(shí)際工程中，減阻效果并不十分理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法。該方法改變了以往壓漿孔設(shè)在管節(jié)中部的做法，而將其設(shè)在管節(jié)承口端的橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置，從而使點(diǎn)狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，這樣大大有利于形成有效的環(huán)狀泥漿護(hù)套。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟1)利用鋼筋混凝土頂管機(jī)。頂管管節(jié)采用鋼筋混凝土企口管，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間放置襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外側(cè)有20mm的環(huán)形間隙。
2)利用上述間隙，在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口。具體是在鋼筋混凝土企口管尾部環(huán)向均勻地布置4只壓漿孔，呈90°環(huán)向交叉布置。壓漿孔采用預(yù)埋鋼管，在其內(nèi)側(cè)帶有螺牙，以便于壓漿軟管與之連接，并且不用時(shí)可以用堵頭封堵。
3)頂進(jìn)機(jī)推進(jìn)時(shí)，通過現(xiàn)存的壓漿設(shè)備將膨潤(rùn)土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔向外壓漿。
4)膨潤(rùn)土泥漿通過內(nèi)壁的壓漿孔入口進(jìn)入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)形間隙中，泥漿在充滿環(huán)形間隙后，向土體中擴(kuò)散，這樣點(diǎn)狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成有效的環(huán)狀泥漿護(hù)套，提高了壓漿質(zhì)量，可以取得良好的減阻效果。
本發(fā)明通過向鋼筋混凝土管節(jié)與周圍土體之間的環(huán)縫空隙中壓入膨潤(rùn)土泥漿，填充頂管施工時(shí)管道與周圍土體之間的空隙，在整個(gè)管道外圍均勻地充滿泥漿，形成穩(wěn)定的環(huán)狀膨潤(rùn)土泥漿護(hù)套，減小了管節(jié)外壁和土體間的摩阻力，從而有效減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。
本發(fā)明簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，應(yīng)用于市政污水管等地下管道的頂管施工中。經(jīng)過工程實(shí)踐驗(yàn)證，取得了顯著的效果。


圖1為本發(fā)明壓漿孔布置剖面2為本發(fā)明壓漿孔布置斷面圖具體實(shí)施方式
結(jié)合本發(fā)明的技術(shù)方案提供以下實(shí)施例實(shí)施例如圖1、圖2所示，工程實(shí)例為上海市合流污水治理工程中的污水管頂管工程。工程采用Φ1650mm的鋼筋混凝土企口管，外徑φ2030mm，壁厚190mm，每節(jié)有效長(zhǎng)度為2000mm，全長(zhǎng)2135mm。工程段從中山北路嵐皋路口的12號(hào)井到光復(fù)西路東新路口，全長(zhǎng)231.5m，分兩個(gè)頂程。
第一頂程采用傳統(tǒng)的點(diǎn)狀壓漿方法施工；第二頂程采用本發(fā)明的環(huán)狀壓漿方法施工。
第一頂程，由于采用點(diǎn)狀壓漿方法施工，壓漿工作不理想，頂進(jìn)時(shí)頂力上升較快，在頂進(jìn)22節(jié)以后，頂進(jìn)長(zhǎng)度45m處時(shí)，加強(qiáng)壓漿措施，并采取補(bǔ)壓漿，使頂力有所下降，在100m內(nèi)頂力達(dá)到了3040kN。而且各節(jié)頂進(jìn)時(shí)的阻力變化較大。
第二頂程，對(duì)壓漿工藝進(jìn)行了改進(jìn)，采用環(huán)狀壓漿方法施工。具體施工步驟如下1)鋼筋混凝土企口管式頂管管節(jié)，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間有襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外測(cè)有20mm的環(huán)形間隙，如圖1所示。
2)在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口。共有4只壓漿孔，位置分別設(shè)置在45°、135°、225°、315°處，呈90°環(huán)向交叉布置。
壓漿孔采用φ20×3的預(yù)埋鋼管，其內(nèi)側(cè)帶有螺牙，以便于壓漿軟管與之連接，并且不用時(shí)可以用堵頭封堵。
3)頂進(jìn)機(jī)推進(jìn)時(shí)，通過現(xiàn)存的壓漿設(shè)備將膨潤(rùn)土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔壓漿，如圖1所示。
4)膨潤(rùn)土泥漿通過內(nèi)壁的泥漿入口進(jìn)入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)縫空隙中，泥漿在充滿環(huán)縫空隙后，向土體中擴(kuò)散，這樣點(diǎn)狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成有效的環(huán)狀泥漿護(hù)套，提高壓漿質(zhì)量。
整個(gè)頂進(jìn)過程中，頂力隨著頂進(jìn)距離增加沒有明顯的變化，全程頂進(jìn)未采用補(bǔ)壓漿措施。該頂程在100m內(nèi)的頂力僅為1226kN，比傳統(tǒng)的點(diǎn)狀壓漿方法施工減小60％。環(huán)狀壓漿方法施工的泥漿減阻效果十分顯著。
權(quán)利要求
1.一種頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法，其特征在于，包括以下步驟1)利用鋼筋混凝土頂管機(jī)，頂管管節(jié)采用鋼筋混凝土企口管，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間放置襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外側(cè)有環(huán)形間隙；2)利用上述間隙，在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口；3)頂進(jìn)機(jī)推進(jìn)時(shí)，通過壓漿設(shè)備將膨潤(rùn)土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔向外壓漿；4)膨潤(rùn)土泥漿通過內(nèi)壁的壓漿孔入口進(jìn)入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)形間隙中，泥漿在充滿環(huán)形間隙后，向土體中擴(kuò)散，這樣點(diǎn)狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成有效的環(huán)狀泥漿護(hù)套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法，其特征是，所述的環(huán)形間隙為20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法，其特征是，步驟2)中，在鋼筋混凝土企口管尾部環(huán)向均勻地布置4只壓漿孔，呈90°環(huán)向交叉布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法，其特征是，步驟2)中，壓漿孔采用預(yù)埋鋼管，在其內(nèi)側(cè)帶有螺牙，便于壓漿軟管與之連接，或者用堵頭封堵。
全文摘要
一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護(hù)套減小頂力的方法，步驟為1)利用鋼筋混凝土頂管機(jī)，頂管管節(jié)采用鋼筋混凝土企口管，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間放置襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外側(cè)有環(huán)形間隙；2)利用間隙，在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口；3)頂進(jìn)機(jī)推進(jìn)時(shí)，通過壓漿設(shè)備將膨潤(rùn)土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔向外壓漿；4)膨潤(rùn)土泥漿通過壓漿孔入口進(jìn)入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)形間隙中，泥漿在充滿環(huán)形間隙后，向土體中擴(kuò)散，點(diǎn)狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成環(huán)狀泥漿護(hù)套。本發(fā)明簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適用于地下管道的頂管施工中。
文檔編號(hào)F16L1/028GK1773151SQ20051011042
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者沈水龍, 龐曉明, 蔣永勤, 唐翠萍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)