過江相向頂管對接施工工藝及特制機頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及市政工程中地下管道施工，特別是大直徑相向頂管對接施工技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]頂管施工作為一種先進的施工工藝，在地下深層污水管道、纜線管道、地下通道等市政工程中得到廣泛應用，取得了良好的效果。但是在河道縱橫密集地區(qū)，工作井、接收井的設置受到諸多限制，特別是過江頂管工程地質(zhì)情況比較復雜，使工程實施面臨諸多困難，為減少一次性頂進長度，降低施工風險，需要討一種新的頂管連接技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種過江相向頂管對接施工工藝，采用河道兩邊同時頂進至河道中間進行對接的施工方案，其可確保雙向頂管順利對接成功和使對接處可靠密封，加快施工進度。
[0004]本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0005]過江相向頂管對接施工工藝，采用河道兩邊同時頂進至河道中間進行對接的施工方案，將其分為I號頂管施工側(cè)和2號頂管施工側(cè)，包括如下步驟。
[0006]步驟1、施工前準備
I號頂管施工側(cè)采用I號頂管機頭，I號頂管機頭為現(xiàn)有技術(shù)的普通泥水平衡帶刀盤掘進機頭，2號頂管施工側(cè)采用特制機頭，特制機頭為改進型水沖式掘進機頭，特制機頭分前段管和后段管，前段管的近后端環(huán)設有前管尾部內(nèi)平臺，后段管的近前端和近后端分別環(huán)設有后管前部內(nèi)平臺和后管尾部內(nèi)平臺，前管尾部內(nèi)平臺和后管前部內(nèi)平臺之間均布有若干糾偏油缸，后段管前端固定連接有連接頭，連接頭具有伸入前段管后端內(nèi)的延伸段，前段管與后段管通過密封圈和連接頭密封連接，后段管的后管尾部內(nèi)平臺作頂進平臺。
[0007]前段管的前端內(nèi)設一個工作盤筒和工作盤伸縮裝置，工作盤筒近前端內(nèi)固定連接工作盤，工作盤筒后端具有工作盤筒內(nèi)平臺，工作盤筒外壁與前段管內(nèi)壁采用工作盤密封圈密封連接，工作盤伸縮裝置連接于工作盤筒內(nèi)平臺與前管尾部內(nèi)平臺之間，通過工作盤伸縮裝置可使工作盤從前段管的管口處向內(nèi)移動1200?1500mm使特制機頭的前端成為對接頭，工作盤下部設有進水口和排泥口、周邊布置有若干工作孔，工作孔采用螺紋蓋臨時封堵。
[0008]特制機頭的前段管和后段管的內(nèi)直徑大于I號頂管機頭和頂管的外直徑至少200mmo
[0009]步驟2、工作井施工及設備安裝
(2.1)在江的兩岸按照設計圖紙進行I號工作井和2號工作井施工；1號工作井位于I號頂管施工側(cè)首端，2號工作井位于2號頂管施工側(cè)首端，在工作井底部安裝軌道，在I號工作井和2號工作井分別安裝頂進設備。
[0010](2.2)在工作井穿墻位置安裝鋼法蘭和止水密封橡膠，將I號頂管機頭吊裝于I號工作井的軌道上，將特制機頭吊裝于2號工作井的軌道上；在2號工作井內(nèi)安裝注水栗和出泥漿的渣漿栗并用鋼管連接到特制機頭前端的工作盤上的進水口和排泥口上；在I號工作井側(cè)和2號工作井側(cè)安置測量儀器，測量儀器有全站儀、垂直投點儀、水準儀；普通掘進機頭和特制機頭上安裝有用于接收信號的測量靶芯。
[0011]步驟3、正常頂進施工
(3.1)用千斤頂將I號頂管機頭和特制機頭推進使工作頭貼靠工作井穿墻位置的止水密封橡膠。
[0012](3.2)用測量儀器測量并調(diào)整普通機頭和特制機頭的推進方向。
[0013](3.3)采用I號頂管機頭的I號頂管施工側(cè)按現(xiàn)有泥水平衡頂進施工技術(shù)進行頂進作業(yè)，I號頂管機頭內(nèi)設有工作系統(tǒng)、糾偏系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)，I號頂管機頭與頂管之間、頂管與頂管之間采用焊接連接；采用特制機頭的2號頂管施工側(cè)按水沖式掘進施工技術(shù)進行頂進作業(yè)，特制機頭內(nèi)設有注水注漿系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)，頂進采用水沖式掘進、泥漿栗出泥；特制機頭頂進后再在工作井穿墻位置的鋼法蘭上加裝止水密封橡膠圈，特制機頭與頂管之間采用法蘭連接，頂管與頂管之間采用焊接連接，雙向頂進的同時用測量儀器測量頂進方向，并及時進行糾偏。
[0014]步驟4、對接位施工
(4.1)1號頂管施工側(cè)的I號頂管機頭到達預定位置后要準確測量確定其位置，2號頂管施工側(cè)的特制機頭按照I號頂管機頭的位置，精準定位，使特制機頭對準I號頂管機頭，特制機頭繼續(xù)頂進，同時將特制機頭前端的工作盤通過工作盤筒和工作盤伸縮裝置往后縮回，直至I號頂管機頭前端套接入特制機頭的對接頭至少1000mm。
[0015](4.2)取去特制機頭的工作盤四周的工作孔上的螺紋蓋，再往工作孔內(nèi)插入注漿管，然后通過注漿管向工作盤前端的對接頭內(nèi)注水泥漿封堵。
[0016]步驟5、對接貫通與連接部位的永久性密封
待注漿水泥土抗壓強度達到大于IMPa后用切割設備取出I號頂管機頭的刀盤及工作系統(tǒng)、取出特制機頭的工作盤、工作盤伸縮裝置、糾偏油缸、注水注漿系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)，用鋼板將I號頂管機頭前端管與特制機頭前段管內(nèi)壁焊接密封，將特制機頭的前段管和后段管的連接頭焊接密封，完成對接。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著進步:
1、本發(fā)明采用直徑較大的特制機頭和在特制機頭內(nèi)設置的可移動的工作盤，在施工中可確保雙向頂管順利對接成功。
[0018]2、本發(fā)明采用在對接頭內(nèi)注水泥漿封堵的技術(shù)方案，可保證對接段的密封體強度足夠抵抗管外地下水壓力及土壓力，從而使對接處可靠密封。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明采用的特制機頭結(jié)構(gòu)及頂進示意圖。
[0020]圖2為圖2的A—A剖視圖。
[0021]圖3為I號頂管機頭與特制機頭對接示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面用用一具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]過江相向頂管對接施工工藝，采用河道兩邊同時頂進至河道中間進行對接的施工方案，將其分為I號頂管施工側(cè)和2號頂管施工側(cè)，包括如下步驟。
[0024]步驟1、施工前準備
I號頂管施工側(cè)采用I號頂管機頭，I號頂管機頭為現(xiàn)有技術(shù)的普通泥水平衡帶刀盤(外直徑1700mm)掘進機頭，2號頂管施工側(cè)采用特制機頭，特制機頭2分前段管21和后段管22，前段管21的長度為2000 mm、內(nèi)直徑為1970 mm、壁厚為25 mm，后段管22的長度為3000 mm、內(nèi)直徑為1980 mm、壁厚為20 mm ;前段管21的近后端設有前管尾部內(nèi)平臺212，后段管22的近前端和近后端分別設有后管前部內(nèi)平臺221和后管尾部內(nèi)平臺222，前管尾部內(nèi)平臺212和后管前部內(nèi)平臺221之間均布有4個糾偏油缸23，后段管22前端固定連接有連接頭220，連接頭220具有伸入前段管21后端內(nèi)400 mm的延伸段，前段管21與后段管22通過密封圈和連接頭220的延伸段密封連接，后段管22的后管尾部內(nèi)平臺222作頂進平臺。前段管21的前端內(nèi)設一個工作盤筒27和工作盤伸縮裝置26，工作盤筒27的外徑為1950_、長度為60_，工作盤筒27近前端內(nèi)固定連接工作盤25，工作盤筒27后端具有工作盤筒內(nèi)平臺271，工作盤25的遠離工作盤筒內(nèi)平臺271側(cè)具有肋板250，工作盤筒27外壁與前段管21內(nèi)壁采用工作盤密封圈270密封連接，工作盤伸縮裝置26連接于工作盤筒內(nèi)平臺271與前管尾部內(nèi)平臺212之間(本實施例采用4個均布的同步油缸作為工作盤伸縮裝置)，通過工作盤伸縮裝置26可使工作盤25從前段管21的近管口處向內(nèi)移動1200?1500mm，使特制機頭2的前端成為對接頭，工作盤25下部設有進水口 251和排泥口 252、周邊布置有若干工作孔253 (本實施例的工作孔直徑為35_)，工作孔253采用螺紋蓋254臨時封堵。
[0025]步驟2、工作井施工及設備安裝
(2.1)在江的兩岸按照設計圖紙進行I號工作井和2號工作井施工；1號工作井位于I號頂管施工側(cè)首端，2號工作井位于2號頂管施工側(cè)首端，在工作井底部安裝軌道，在I號工作井和2號工作井分別安裝頂進設備。
[0026](2.2)在工作井穿墻位置安裝鋼法蘭和止水密封橡膠，將I號頂管機頭I吊裝于I號工作井的軌道上，將特制機頭2吊裝于2號工作井的軌道上；在2號工作井內(nèi)安裝注水栗和出泥漿的渣漿栗并用鋼管連接到特制機頭2前端的工作盤25上的進水口 251和排泥口上252 ;在I號工作井側(cè)和2號工作井側(cè)安置測量儀器，測量儀器有全站儀、垂直投點儀、水準儀；1號頂管機頭I和特制機頭2上安裝有用于接收信號的測量靶芯。<