小口径超长距离曲线顶管工法的制作方法

专利名称：小口径超长距离曲线顶管工法的制作方法
小口径超长距离曲线顶管工法技术领域
本发明公开一种小口径超长距离曲线顶管工法，属于建筑施工技术领域。
技术背景
顶管技术是一种地下管道施工方法，它可以穿越地面建筑、地下建筑、公路、河川 等。现有的顶管技术主要包括大口径曲线顶管技术、大口径直线顶管技术、小口径直线顶管 技术。大口径曲线顶管多为施工人员能够进入顶管中进行测量等作业，故需要进行长距离 曲线施工时，往往牺牲经济利益。发明内容
本发明提供一种小口径超长距离曲线顶管工法，该工法能够使原来不可能的小口 径长距离急转弯施工成为可能，其经济效益好，且施工精度高，成功解决了交通阻碍等环境 问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为
一种小口径超长距离曲线顶管工法，包括以下步骤
(1)工作井施工；
(2)施工设备的安装；
(3)引入测量轴线及水准点；
(4)顶管管材就位；
(5)顶进；
(6)注浆；
(7)工作井中管道施工；
(8)完工清理；
所述步骤(2)中，施工设备包括掘进机、带有自动测定系统的曲线导向机、千斤 顶、泵筒，其中曲线导向机连接在掘进机的后端，千斤顶安装在工作井内，泵筒安装在曲线 导向机的孔道内，泵筒用于将触变泥浆通过注浆管输送至顶管管材外壁与土体间；
步骤(5)中，在顶进的过程中，各相邻的顶管管材之间通过管节套管连接。
作为上述方案的进一步设置，所述管节套管包括外套和内衬，其中外套包括安装 在钢套筒内的数个橡胶圈，钢套筒的两边缘端各安装有一个一级阶梯形密封圈，内衬包括 外壁呈齿条形的筒体，且筒体选用橡胶制成。
本管节套管安装在管段接缝处，在工程实践中，小口径超长距离曲线顶管中最前 面的管节套管每顶进Ikm来回动作达1万次，所以对管节套管的强度、刚度和密封性都有很 高的要求，而本管节套管就可达到这要求。另外管节套管密封性能的好坏，还与水头压力大 小和土质性能有关，因此管节套管成为超长距离顶管的关键设备。该管节套管既可以用于 钢管顶管，也可用于混凝土管顶管。本管节套管由外套与内衬组成，这个内衬起到两个作 用一是起到止水止泥的作用，二是起到限制裂口继续拉开的作用。而外套既能保证曲线顶进轨迹时的关节错缝，又能连接前后管节。
所述内衬外径与管材内径相同，内衬的宽度W为50cm，厚度为12mm。
所述橡胶圈、一级阶梯形密封圈、筒体均由耐磨损橡胶制成。
所述橡胶圈、一级阶梯形密封圈、筒体均由聚氨酯制成。
所述触变泥浆，由如下组分配制而成，膨润土 130kg、纯碱4. 5kg、羧甲基纤维素纳 4kg、水870kg，以上配比按每立方米触变泥浆的量计。对于超长距离曲线顶管，管节外壁摩 阻力远大于正面阻力，若在顶进中向管节外注入一定量的触变泥浆，变固体间的滑动摩擦 为固液间的滑动摩擦，将极大地减小阻力。所以顶进施工中，触变泥浆的应用是减小顶进阻 力的重要措施。顶进施工中在管节外壁注入触变泥浆，形成泥浆套，减小管壁与土体间的摩 阻力。触变泥浆在输送和灌注过程中具有流动性，呈胶状液体，起到润滑减阻作用；经过一 定静置时间，泥浆固结呈胶凝状，对土体有支护作用；管节顶进时泥浆被扰动，又呈胶状液 体。该过程周而复始贯穿于整个顶进过程。注浆减阻技术的操作关键在于如何减少触变 泥浆的静置时间，如何形成完整的泥浆套。因此对泥浆的配置也是非常重要的。触变泥浆 的性能须稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一 定的稠度。而本申请的触变泥浆，就符合上述要求。
触变泥浆注浆系统须满足制浆装置容器应满足形成泥浆套的需要，注浆管应根 据顶管长度和注浆孔位置设置，管节套管密封可靠；注浆孔的布置按顶管管材直径大小确 定，每个断面可设置3-5个，相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置；每个注浆孔安装 球阀，在顶管机尾部和其他适当位置的注浆孔管道上应设置压力表；注浆前，应检查注浆装 置水密性，注浆市压力应逐步升至控制压力，泥浆遇有机械故障、管路堵塞、街头渗漏等情 况时，经处理后方可继续顶进。
本发明小口径超长距离曲线顶管工法，其小口径是指直径在1.0米以下的管材； 超长距离是指顶进距离1公里以上；曲线顶管，顾名思义，是指顶进轴线非直线形顶管技 术。
本发明小口径超长距离曲线顶管工法的有益效果如下
1.采用掘进机掘进，以千斤顶为动力，采用先进的施工技术以及导向与测量系统， 一次完成IKm以上的管道顶管施工方法。
2.对交通干扰最小。
3.对周围房屋环境的损坏少。
4.用于穿越海洋、河流和水渠、城市道路、高速公路、铁路、机场跑道、河滩、建筑 群、以及地下管线复杂或路面交通量大的交叉路口地下管线施工。尤其适合过海、过河、过 湖、过建筑群区块的超长距离管道施工。
5.全年可施工，施工安全，效率高。对土质要求不高，普遍适用于各种土质，如淤泥 质粘土、软粘土、砂性土、中密度粘土、砾泥粘土和含岩土壤(砾石、鹅卵石等)等地质。
6.社会效益高，且综合成本低，工时少。
7.顶管曲线顶进施工时，高程及轴线可以由导向仪测量，并根据设计轨迹进行校 正调整，易于施工控制。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。

图1为本发明施工时的结构示意图2为本发明中管节套管的结构示意图。
图3为本发明实例3的顶力、泥浆用量与顶进距离关系图4为本发明实例3的摩阻力的曲线图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明小口径超长距离曲线顶管工法，包括以下步骤
(1)工作井施工；
(2)施工设备的安装；
(3)引入测量轴线及水准点；
(4)顶管管材就位；
(5)顶进；
(6)注浆；
(7)工作井中管道施工；
(8)完工清理。
其中，步骤O)中，施工设备包括掘进机1、带有自动测定系统2的曲线导向机3、 千斤顶4、泵筒5。曲线导向机3连接在掘进机1的后端，千斤顶4安装在工作井6内，泵筒 5安装在曲线导向机3的孔道内，泵筒5用于将触变泥浆通过注浆管51输送至顶管管材7 外壁与土体间。
步骤(5)中，在顶进的过程中，各相邻的顶管管材7之间通过管节套管连接。
曲线导向机3采用高强度钢制造.接在掘进机1的后面，将一次千斤顶的顶力传 递到掘进机1。分强制式曲线导向机和万能式曲线导向机两种。内部设有输泥、排泥管、润 滑剂输入管及排泥管、液压软管、水位计软管和容纳各种电线电缆的电缆沟，并且还设置了 自动测定机的行驶轨道。
自动测定系统2 挖掘机的平面位置用自动测定机、垂直的微型施工方法位置用 水位计测定，行驶距离通过旋转式编码器测定自动测定机车轮的转数，并通过检测以一定 间隔安装于轨道的磁石来修正测距误差。利用自动测定系统可以完成三项主要功能初始 方位和位置坐标、掘进后的动态坐标、行驶轨迹的求得。初始方位和位置坐标在竖井部、瞄 准安装在自动测定机的镜子和棱镜，即可给出初始方位和位置坐标。掘进后的动态坐标向 挖掘机行驶并测定回程，根据在掘进机后方待机的自动测定机测定方位角的变化并与一次 千斤顶的行程值、水位计测定值一起，可将实时地将掘进机的动态坐标表示出来。行驶轨迹 的求得开挖工序结束后，自动测定机从挖掘机后方到竖井前，边在导向机内行驶边测定方 位角的变化和行驶距离，从而求得行驶轨迹。其优点为操作人员在屏幕上确认测定结果与 计划值的偏差后能控制挖掘机与强制型曲线导向机的弯曲角度，施工精度高。同时缩短了 测定时间，实现了一人操作，节省了劳力。
泵筒5 掘进机1的背后连接辅助输送流体的排泥泵及泵筒5。为了降低周围的摩 擦力，泵筒5安装了注入润滑剂并进行管周围拌和的装置，这点对于超长距离顶管至关重 要。管周围拌和装置通过伸出泵筒外围的突起状拌和销使土壤与润滑剂混合，在管周围的地层形成润滑剂混合层。因为润滑剂混合层具有一定的厚度，润滑剂不易流失或因地下水 而稀释，能够长时间、长距离保持润滑剂的效果。泵筒要保证能容纳足够的润滑剂量，以确 保顶进过程中润滑剂用量。包括泥水系统和触变泥浆系统。
作为上述方案的进一步设置，管节套管包括外套和内衬，其中外套包括安装在钢 套筒81内的数个橡胶圈82，钢套筒81的两边缘端各安装有一个一级阶梯形密封圈83，内 衬包括外壁呈齿条形的筒体84，且筒体84选用橡胶制成。内衬外径与顶管管材7内径相 同，内衬的宽度W为50cm，厚度(齿顶至内衬内壁的距离)为12mm。橡胶圈82、一级阶梯形 密封圈83、筒体84均由耐磨损橡胶制成，优选聚氨酯制成。
触变泥浆，由如下组分配制而成，膨润土 130kg、纯碱4. 5kg、羧甲基纤维素纳4kg、 水870kg，以上配比按每立方米触变泥浆的量计。
触变泥浆注浆系统须满足制浆装置容器应满足形成泥浆套9的需要，注浆管应 根据顶管长度和注浆孔位置设置，管接头密封可靠；注浆孔的布置按管道直径大小确定，每 个断面可设置3-5个，相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置；每个注浆孔安装球阀， 在顶管机尾部和其他适当位置的注浆孔管道上应设置压力表；注浆前，应检查注浆装置水 密性，注浆市压力应逐步升至控制压力，泥浆遇有机械故障、管路堵塞、街头渗漏等情况时， 经处理后方可继续顶进。
测量顶进的首节管往往有重要的导向作用，必须保证足够的校测次数，并且要采 用激光定向与自动测量导向系统等测量技术。开始顶进阶段，必须严格控制顶管的速度与 方向，顶第一节管及校正顶进偏差过程中，每顶进20 30cm，即对中心和高程测量一次；在 正常顶进中，每顶进50 IOOcm时，测量一次。一个管段顶完后，对中心和高程再作一次竣 工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。严格控制管道中心和高程，勤顶勤测，按规定做 好各项记录，做好交接班，测量记录要完整、清晰。顶管顶进停工时间不宜过长，一般M小 时连续顶进，以减少顶进阻力。
应用实例
小口径超长距离曲线顶管工法分别于2007年7月-2008年2月、2008年6月-2009 年3月、2009年6月-2010年4月应用于新昌江城东段污水管道工程、南京市浦口区浦东路 污水治理工程和芜湖市经济技术开发区长春路道路及污水管道工程的部分管道施工中。实 例1、2、3分别对小口径超长距离曲线顶管施工工法中的观测、纠偏和触变泥浆的作用等方 面再次着重加以说明。
实例1.新昌江城东段污水管道工程
新昌江城东段污水管道工程，主要是将新昌县城东段新昌县制药厂、新和成股份 有限公司等企业的工业污水，通过本工程污水管道汇集到拟建的儒岙镇污水处理厂。因本 污水管道工程于桩号K2+080 K3+100需连续穿越新昌江以及江边的厂区区块，且此穿越 段为保证原有建筑的稳定性与安全性，于交点桩号K2+384. 676处设置了半径为1500m的圆 曲线(L-607. 055m，a = 23° 11' 16〃)。
本工程于2007年7月开始施工，于2008年2月竣工验收。设计污水管管径为 0800_钢管，埋深均厚16米。工程地质状况如下
(1)沉积层该层主要由呈饱和流塑状的灰色淤泥、淤泥质粘土、细砂、中粗砂夹 层混合组成，层厚4 Sm。
(2)洪积层该层主要由呈可塑 硬塑状的粘土、亚粘士及呈松散 稍密状的中 粗砂、砾砂及角砾等混合组成，局部有呈透镜状的淤泥质粘土及碎石。层厚3 12m。曲线 顶管污水管道主要埋置于该地层内。
(3)残积层该层主要为花岗岩风化而成的残积亚粘土组成，黄褐色、可塑 硬 塑，层厚0.8 7m。
(4)强风化花岗岩褐黄、藏绿色，节理发育。
沉积层中的淤泥、中粗砂夹层具有高压缩性、戈固结、易触变等特性，在7度地震 作用下有产生液化、沉陷、滑移之可能，不宜作为顶管管道的持力层；残积亚粘土虽比较稳 定、强度较高.但埋深较深，且层厚变化悬殊，强风化花岗岩渗人该层，顶管管道亦不宜直 接埋置于该层为此，顶管管道轴线只能埋置于层厚较厚、比较稳定、强度适中的洪积层 内。由于该层土层比较复杂.有硬塑状的粘土、亚牯土及呈较塑状的淤泥质牯土，还有呈中 密 松散状的细中砂、粗砂、砾砂.层次交错，相互混杂，对顶管的推进比在较单一的土层 中将遇到较多的困难。
针对复杂多变的地层，会使工具头发生较大偏移和土层超度损失的特点，我单位 在施工中一方面采取勤测微纠，排除纠偏铰的磨损故障；另一方面在顶进过程中对管道外 侧地层损失较大的区段进行填充注浆和聚氨脂堵漏注浆，对流砂层遁段进行聚氨脂固结注 浆。实践证明，这两条措施是非常成功的。并且顶管管道在顶进过程中，由于0800mm钢管 要经过曲率为1500m的圆孤段，因此钢管的断面变形和管壁应力时刻在不规则、错综复杂 地变化着。为防止钢管局部失稳和保证工程安全，在整个顶进过程中.对钢管的管壁应力 和横断面的变形及管道底面标高进行了跟踪监测。随时反馈施工，对顶力进行调整，并莸得 了大量科学数据，为今后钢顶营的设计与施工提供了重要的参考数据。
新昌江城东段污水管道工程于2008年2月竣工验收，并于同年启用至今运行状态 正常。解决了新昌县制药厂、新和成股份有限公司等企业的工业污水排放问题，明显的改善 了新昌江及其两岸的环境状况，改变了提高了人民生活质量，去的了良好的经济效益和社 会效益。
实例2.南京市浦口区浦东路污水治理工程
南京市浦口区浦东路污水治理工程是南京市重大水环境建设工程，隶属污水治理 总管工程。工程地处城市繁华商区，污水管道走向主要沿着交通繁忙的浦东路，地下管线 错综复杂，有燃气管道、自来水管道、通信通讯管道、消防管道。沿线建筑物密集，并有1根 220kV的地下高压电缆。污水管道施工方式为顶管，管道全长1085m，管径为01000mm钢管， 顶管管底标高为-5. 00 一 6. 00m，埋深9. 42 11. 25m。其中曲线顶管曲率半径为900m，全 长575m，由过渡段120m+曲线194m+过渡段^lm构成。
该地区地质条件复杂，地质报告显示，顶管位于灰色淤泥质粉质黏土、灰色砂质粉 土，地下含水量33 %。顶管挖出的土呈流塑和半液态状态，土质相当软弱，顶管轴线存在着 控制困难。本工程由我单位于2008年6月-2009年3月采用超长距离小口径曲线顶管工 艺进行施工。
在曲线顶管前120m过渡段和IMm曲线段顶管轴线虽有偏差但还能控制，并在顶 进到380m时顶管轴线正好在设计轴线上，以后随着顶管轴线开始向左偏移，虽一直在采取 纠偏措施，但轴线偏差仍在逐步趋大，并开始失控，轴线偏差最大值达5. 55m,此时，距接收井还有76. 80m。针对发生的问题，决定采取强制纠偏措施，步骤如下。
1)在掘进机头纠偏千斤顶后座处垫钢板扩大纠偏幅度。
2)在掘进机头后续管道接口处上下两侧设置钢板作为后座，并用膨胀螺栓固定， 中间放置纠偏千斤顶使管道接口强行张开，形成新的纠偏趋势。
3)在千斤顶后座一侧处垫胶木板以继续扩大纠偏范围，增加纠偏功能。
在纠偏实施过程中，为保证顶管轴线得到控制，切实做好“勤测、勤纠、缓调”工作 是纠偏成功的关键。
要求每顶好一节管道就测量一次，以便及时了解纠偏效果，并控制好管接口张开 量不超过10cm，防止今后渗漏。在采取了上述纠偏措施的情况下顶管继续推进，在顶进了 5 节管道时进行了一次测量，测得数据为掘进机头位置向左偏差532cm，已向右纠回23cm，向 好的趋势发展。根据最近两次对掘进机头推进位置坐标的测量数据，作为圆弧的圆切线，计 算出顶管进洞行程的新曲率半径。
计算结果偏角为1° 37' 28.7〃 ；弦长为66. 70m ；每节管道接口内张开量为 7mm ο
再把掘进机头偏差坐标位置与设计坐标位置用曲率半径1176m的圆弧连接成曲 线，按1 1比例应用AUTOCAD绘图，横轴为原设计轴线。每天将测量数据标在AUTOCAD图 上，只要掘进机头位置在控制直线外就继续纠偏，使掘进机头轴线逐步向右逼近回归，直到 掘进机头位置在控制直线内才能考虑撤消纠偏装置。
在实施过程中，要求每天将测量数据标在AUTOCAD图上绘成曲线，分析顶进趋势 来确定是否需要调整纠偏走向，这样可以做到有针对性纠偏，减少对周围土体的扰动。经采 取强制纠偏方法，又顶进15节管道后，掘进机头轴线向左偏差，又纠回1.45m，说明新的趋 势已形成，掘进机头轴线已对准接收井。这时，将掘进机头土仓内土压力值提高至0. 15MPa 以上，以防止开挖面土体坍方。同时要加强同步压注触变泥浆，在顶进停顶时不断补浆，以 确保泥浆套9形成良好，从而进一步控制地面沉降。由于曲线顶管每一节管道接口一侧是 张开的，不是全断面受力，为防止顶力增加过大，顶坏井壁和管道，要求中继间全部启动，最 终顶管顺利顶到接收井洞门口。
经验总结1)该曲线段上每一节管道接口一侧是张开的，不是全端面受力，而是 单侧受力，其受力状态不利于形成弯势。i)在整个曲线顶管过程中，顶管因是单侧受力，并 不完全跟随掘进机头纠偏方向顶进，形成该段顶管轴线在顶完曲线段走直线段时，仍按照 原曲线趋势漂移，难以纠回。3)顶管顶进趋势一旦形成，后续管道原有的移动惯性，仅靠掘 进机纠偏一时是难以纠回的。必须通过好几节管道顶进，才能逐步改变趋势回归；因此，做 好勤测、勤纠、缓调工作相当重要。
随着城市建设的发展，水环境建设治理工程也在不断深入，城市道路不可能允许 大规模地挖掘，因此，小口径超长距离曲线顶管施工技术将越来越被广泛地应用。在小口径 超长距离曲线顶管施工中，用常规顶管施工方法会发生曲线顶管轴线的偏差；通过改变管 道受力点来改善受力状况，可使曲线顶管沿设计曲率圆弧推进。
南京市浦口区浦东路污水治理工程小口径超长距离曲线顶管，在施工过程中对遇 到技术问题的解决办法和成功经验，可供以后施工借鉴。
实例3.芜湖市经济技术开发区长春路道路及污水管道工程
芜湖市经济技术开发区长春路道路及污水管道工程位于交通十分繁忙的长春路 上。临近长江北路，西连顺昌工贸公司、北通奇瑞规划设计院和奇瑞汽车有限公司，东向 与浦江路、银湖北路、珠江路交叉，南接国信大酒店、大江汽车电子公司、可耐福石膏板公 司、鑫科新材料公司等企业公司，交通流量大，节约建造时间就是最好的社会效益。故本 工程对浦江路-珠江路段污水干管管道采取曲线顶管施工工艺。此路段设计污水干管管 径0600mm钢管，全长1020m，其中于银湖北路交叉处设置转角为2° 25' 11"，半径为 7000. 000m,曲线长度为295. 625m的圆曲线；管道埋深9. 30 11. 81m。
大刀盘泥水平衡式工具管设有可调整推力的浮动式大刀盘进行切削和支承正面 土体。推力设定后，刀盘随士压力大小变化前后浮动，始终保持对土体的支撑，使土体保持 稳定。泥水仓中的泥水，保持一定的压力，一方面可以对正面起到平衡作用，另一方面是混 合和运输切削下来的泥土。
工具管采用二段一铰承插式结构，在铰接处设置2道密封装置，并设有4只注浆 孔，便于施工时同步注浆，泥浆套9厚度20mm。有4只双作用油缸编组进行纠偏，纠偏角度 a= 士 2。浮动的大刀盘由4台液压电机驱动，二段壳体之间设有止转装置。可防止壳体相 对转动。设有3只土压传感器，显示正面土体压力值，顶管机的运转情况、各种仪表值。测 量信息、纠偏油缸运作状况均通过电视摄像机反映到操作台屏幕上，操作人员可以根据这 些信息进行遥控操作。
泥水由进泥泵通过旁通阀输送到机头泥水仓内。再由安装在管节内的泥水管道泵 及工作井内的排泥泵将泥水仓内的泥浆排放到地面上的沉淀池内，泥水仓内的泥水压力可 以通过调节进水泵和排泥泵的流量来控制。
顶进中关键技术注浆减阻
对于长距离顶管，管节外壁摩阻力远大于正面阻力，若在顶进中向管节外注入一 定量的触变泥浆，变固体间的滑动摩擦为固液间的滑动摩擦，将极大地减小阻力。所以顶 进施工中，触变泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进施工中在管节外壁注入触变 泥浆，形成泥浆套9，减小管壁与土体间的摩阻力。触变泥浆在输送和灌注过程中具有流动 性，呈胶状液体，起到润滑减阻作用；经过一定静置时间，泥浆固结呈胶凝状，对土体有支护 作用；管节顶进时泥浆被扰动，又呈胶状液体。该过程周而复始贯穿于整个顶进过程。注浆 减阻技术的操作关键在于如何减少触变泥浆的静置时间，如何形成完整的泥浆套9。因此 对泥浆的配置也是非常重要的。
为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均勻地布置了 4只注浆孔，顶进时及时 进行注浆。触变泥浆的性能须稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好 的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出适合于施工的最佳 泥浆配合比顶进施工中，触变泥浆的用量主要取决于管道周围的空隙大小及周围土层的特 性，由于泥浆的流失及地下水等的作用，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，最大可达到 理论值的4-5倍，但在施工中还要根据土质情况、顶进状况、地面沉降的要求等做适当的调 離iF. ο
本工程的触变泥浆运用十分成功。全长1020m的顶进最大顶力不超过9000kN。把 顶进过程中的顶力曲线和泥浆用量(实际用量与理论用量之比，用百分比表示)曲线合在 一起后可以得到顶力、泥浆用量与距离之间的关系图，见图3。
由图3可见，除起点的出洞段外，包括曲线段顶力曲线均较为平滑。顶力的最大值 为9000kN。由于在出洞阶段无法建立完整的泥浆套9，因而泥浆用量较少，但当泥浆套9建 好后，泥浆用量就随着顶进距离的延长而增加。顶进结束时，泥浆用量达到理论值的8倍。 泥浆用量之所以随着顶进距离的延长而有较大增加，主要是补压浆造成的，因为随着线路 的增加，补压浆的量要大大超过工具管尾部的压浆量。
管道外壁和土体间的摩阻力的大小是衡量泥浆减阻效果的标准。图4是本工程顶 进过程中管道外壁和土体间的摩阻力的曲线图。
图4反映了顶进过程中作用在管壁上每m2阻力变化情况。在出洞阶段，由于泥浆 套9无法建立，因而摩阻力比较大，随着泥浆套9的建立。摩阻力急剧减小。顶至IOOm时。 摩阻力为2. llkN/m2 ；顶至300m时，摩阻力为1. lkN/m2 ；顶至750m，摩阻力为0. 5kN/m2 ；顶 至IOOOm时，摩阻力为0. 3kN/m2。而本曲线顶管设计半径较大，在管道经过曲线段时，未发 生阻力徒增的现象，并且上述值均远小于规范中的取值及利用经验公式计算的值，也远小 于以往同类工程中的实际值。显然，摩阻力随着顶进距离的增加而逐渐减小是和泥浆的用 量随着顶进距离的延长而有较大增加有直接的关系。
我公司于2009年6月-2010年4月对芜湖市经济技术开发区长春路道路及污水 管道工程进行施工，成功解决了减阻触变泥浆运用和轴线控制等技术难题，为小口径超长 距离曲线顶管施工提供了科学准确的现场数据和施工经验，取得了良好的社会效益。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定， 凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种小口径超长距离曲线顶管工法，包括以下步骤(1)工作井施工；(2)施工设备的安装；(3)引入测量轴线及水准点；(4)顶管管材就位；(5)顶进；(6)注浆；(7)工作井中管道施工；(8)完工清理；其特征在于所述步骤O)中，施工设备包括掘进机、带有自动测定系统的曲线导向 机、千斤顶、泵筒，其中曲线导向机连接在掘进机的后端，千斤顶安装在工作井内，泵筒安装 在曲线导向机的孔道内，泵筒用于将触变泥浆通过注浆管输送至顶管管材外壁与土体间；步骤(5)中，在顶进的过程中，各相邻的顶管管材之间通过管节套管连接。
2.如权利要求1所述小口径超长距离曲线顶管工法，其特征在于所述管节套管包括 外套和内衬，其中外套包括安装在钢套筒内的数个橡胶圈，钢套筒的两边缘端各安装有一 个一级阶梯形密封圈，内衬包括外壁呈齿条形的筒体，且筒体选用橡胶制成。
3 .如权利要求2所述小口径超长距离曲线顶管工法，其特征在于所述内衬外径与管 材内径相同，内衬的宽度W为50cm，厚度为12mm。
4.如权利要求3所述小口径超长距离曲线顶管工法，其特征在于所述橡胶圈、一级阶 梯形密封圈、筒体均由耐磨损橡胶制成。
5.如权利要求4所述小口径超长距离曲线顶管工法，其特征在于所述橡胶圈、一级阶 梯形密封圈、筒体均由聚氨酯制成。
6.如权利要求1所述小口径超长距离曲线顶管工法，其特征在于所述触变泥浆，由如 下组分配制而成，膨润土 130kg、纯碱4. ^g、羧甲基纤维素纳4kg、水870kg，以上配比按每 立方米触变泥浆的量计。
全文摘要
本发明公开一种小口径超长距离曲线顶管工法，属于建筑施工技术领域，包括以下步骤工作井施工；施工设备的安装；引入测量轴线及水准点；顶管管材就位；顶进；注浆；工作井中管道施工；完工清理；施工设备包括掘进机、带有自动测定系统的曲线导向机、千斤顶、泵筒，其中曲线导向机连接在掘进机的后端，千斤顶安装在工作井内，泵筒安装在曲线导向机的孔道内，泵筒用于将触变泥浆通过注浆管输送至顶管管材外壁与土体间；在顶进的过程中，各相邻的顶管管材之间通过管节套管连接。本发明能够使原来不可能的小口径长距离急转弯施工成为可能，其经济效益好，且施工精度高，成功解决了交通阻碍等环境问题。
文档编号F16L1/00GK102032393SQ20101053691
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者吕伟国, 吕新明, 张宝昆, 杨良军, 梁小龙, 梁青林, 王祎锋, 董泰隆 申请人:博大建设有限公司