一种顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管的制作方法

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一种顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管的制作方法与工艺

本实用新型涉及管材设计领域,尤其是涉及一种顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管。



背景技术:

顶管法是指隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时,通过传力顶铁和导向轨道,用支承于基坑后座上的液压顶进装置将管压入土层中,同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后,接着将第二节管接在后面继续顶进,这样将一节节管子顶入,作好接口,建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。但随着预应力钢筒混凝土顶管(JPCCP)使用越来越广泛,在大型工程中需要一次性顶进的距离越来越长,即使提高混凝土的抗压强度,增大管壁受力面、采用注浆减摩等措施也难以满足长距离推进的要求。为了满足工程需要,增加顶进距离,需要借助中继间管。

中继间是工程上长距离顶管中用于分段顶进而设在管段中间的封闭的环形小室,利用中继间进行接力顶进是中长距离顶管的一项重要技术措施。中继间的布置要求顶力及操作的要求,以提高顶进速度。第一只中继间应放在比较前面位置,因为顶管机的正面土压力在推进过程中会因土质条件和施工情况等因素发生较大的变化,所以当总推力达到设计推力的60%时就安放第一只中继间,以后当达到设计推力的80%时安放下一只中继间,而当主顶推力达到设计推力的90%时就必须启用中继间。中继间以前的管道用中继间的顶进设备顶进,中继间开始顶进时,工作坑内的顶进装置要紧顶在导轨上接好的管子上,防止中继间向工作坑方向退移。工作顺序是:第一个中继间顶完后,卸油压,开始第二个中继间顶进,同样再开第三个中继间、依次开动下去,在最后开动工作坑顶进装置的同时,又可开动第一个中继间,开始新一轮的循环顶进。

施工结束后,由前向后依次拆除中继间内的顶进设备,中继间作为一根管子保留。但是传统的中继间管与JPCCP之间的接口处密封性差,达不到接口密封要求,无法应用于高压管道。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管,以解决现有技术中存在的中继间管与预应力钢筒混凝土管之间的接口处密封性差导致无法应用于高压管道的技术问题。

本实用新型是一种顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管,包括第一短管、外套钢筒、第二短管和若干顶进装置;

所述第一短管两端为第一插口和第一承口,所述第一插口与预应力钢筒混凝土管的承口适配连接;

所述第一短管的第一承口固定连接在所述外套钢筒内,所述外套钢筒的外表面与所述第一短管外表面平齐。

所述第二短管两端为第二插口和第二承口,所述第二承口与预应力钢筒混凝土管的插口适配连接;

所述顶进装置呈环形排列固定在第一短管和第二短管之间;

所述外套钢筒套接在第二短管上,所述第二插口能够插入所述第一承口。

进一步的,所述第二短管由自第二插口至第二承口方向依次排列的第一管道、第二管道和第三管道组成,所述第一管道、第二管道和第三管道的直径由小至大依次增大。

进一步的,所述第二短管上的第三管道直径与外套钢筒的外径相同,所述第二管道与外套钢筒间隙配合。

进一步的,所述第一短管和第二短管完全对接后,所述外套钢筒与第三管道对接。

进一步的,所述第一管道上设有油脂孔,第二管道上设有注浆孔。

进一步的,所述外套钢筒的长度比第二承口和第一管道的长度之和至少长20㎝。

进一步的,所述注浆孔与第一管道之间的距离始终大于工作状态下外套钢筒的活动端与第一管道之间的距离。

进一步的,所述第二插口与所述第一承口的连接处设有接缝装置。

进一步的,所述第二插口与所述第一承口的连接处的外侧设有工程砂浆密封层。

进一步的,所述第一短管和第二短管完成组装后的有效长度与相配套的预应力钢筒混凝土的长度相同。

有益效果:固定在第一短管上的外套钢筒可以沿第二短管的外壁滑动,呈环形排列固定在第一短管和第二短管之间的顶进装置可以提供均匀的力推动第二短管远离第一短管,顶进装置泄压后,第一短管在外力的驱动下靠近第二短管,进而完成顶进施工动作;此时第一短管上的第一承口与第二短管上的第二插口不接触,其中外套钢筒除了可以引导第二短管的运动方向,还防止外界的泥土等进入中继间管内部;在所有顶进施工工序完成后,将顶进装置拆卸后,继续对第一短管施加力使第一短管逐渐靠近第二短管直至第二插口完全插入第一承口,随后再进行相关的与两预应力钢筒混凝土管之间密封方式相同的接缝处理和/或砂浆密封处理。这样前期第一短管和第二短管之间不接触,只通过外套钢筒来保证第一短管和第二短管沿正常的方向相互接近和远离,进而达成顶进施工的效果,在顶进施工作业完成后,第一短管和第二短管之间采用与预应力钢筒混凝土管间相配套的连接和密封方式,解决了现有技术中存在的中继间管与预应力钢筒混凝土管之间的接口处密封性差导致无法应用于高压管道的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管工作状态示意图;

图2为顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管最终状态示意图;

图3为图1中A部分的放大示意图。

附图标记:

1、第一短管;2、外套钢筒;3、第二短管;

4、试压孔;5、油脂孔;6、注浆孔;

11、第一插口; 12、第一承口;

31、第二插口; 32、第二承口; 33、第一管道;

34、第二管道; 35、第三管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管工作状态示意图;图2为顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管最终状态示意图。

如图1、3所示,本实用新型实施例提供的顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管包括第一短管1、外套钢筒2、第二短管3和若干顶进装置;所述第一短管1两端为第一插口11和第一承口12,所述第一插口11与预应力钢筒混凝土管的承口适配连接;所述第一短管1的第一承口12固定连接在所述外套钢筒2内,所述外套钢筒2的外径与所述第一短管1外径平齐。所述第二短管3两端为第二插口31和第二承口32,所述第二承口32与预应力钢筒混凝土管的插口适配连接;所述顶进装置呈环形排列固定在第一短管1和第二短管3之间;所述外套钢筒2套接在第二短管3上,所述第二插口31能够插入所述第一承口12。

其中,固定在第一短管1上的外套钢筒2可以沿第二短管3的外壁滑动,呈环形排列固定在第一短管1和第二短管3之间的顶进装置可以提供均匀的力推动第二短管3远离第一短管1,顶进装置泄压后,第一短管1在外力的驱动下靠近第二短管3,进而完成顶进施工动作;此时第一短管1上的第一承口12与第二短管3上的第二插口31不接触,其中外套钢筒2除了可以引导第二短管3的运动方向,还防止外界的泥土等进入中继间管内部;如图2所示,在所有顶进施工工序完成后,将顶进装置拆卸后,继续对第一短管1施加力使第一短管1逐渐靠近第二短管3直至第二插口31完全插入第一承口12,即第二插口31与第一承口12完成承插式连接,随后再进行相关的与两预应力钢筒混凝土管之间密封方式相同的接缝处理和/或砂浆密封处理。

这样前期第一短管1和第二短管3之间不接触,只通过外套钢筒2来保证第一短管1和第二短管3沿正常的方向相互接近和远离,进而达成顶进施工的效果,在顶进施工作业完成后,第一短管1和第二短管3之间采用与预应力钢筒混凝土管间相配套的连接和密封方式,解决了现有技术中存在的中继间管与预应力钢筒混凝土管之间的接口处密封性差导致无法应用于高压管道的技术问题。

值得注意的,预应力钢筒混凝土管与中继间管都为承插式管道,第一短管1上的第一插口11和第二短管3上的第二承口32与预应力钢筒混凝土管之间的连接方式相同且分别与预应力钢筒混凝土管承插式连接。

在本实施例中,顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管的最终是作为一段预应力钢筒混凝土管使用,同时也为了方便顶进施工时的阻力最小,因此该中继间管的最终外观直径与预应力钢筒混凝土管的直径相同,又由于外套钢筒2要沿第二短管3滑动,为了保证直径相同的要求,设置第二短管3自第二插口31至第二承口32分别由直径由小至大的第一管道33、第二管道34和第三管道35组成;其中第二短管3上的第三管道35直径与外套钢筒2的外径相同,所述第二管道34与外套钢筒2间隙配合,外套钢筒2沿第二管道34滑动。作为本实施例的进一步改进,在中继间管的最终状态,外套钢筒2的另一侧恰好与第三管道35对接,使第一短管和第二短管平直连接,在后续顶进过程中减少阻力。

第一管道33的外径比第二管道34的外径略小,在第一管道33上设有油脂孔5,在进行顶进工作时,有液压装置将油脂通过油脂孔5喷向外套钢筒2内壁,以减少外套钢筒2与第二管道34之间的摩擦力;同时在第二管道34上还设有注浆孔6,在顶进工作进行的同时,不断通过注浆孔6向管周围喷出减阻泥浆,减少第二短管3与外界的摩擦力,方便第二短管3的推离。

值得注意的,在中继间管不断推进的过程中,需要通过第二管道34上的注浆孔6持续不断的喷出减阻泥浆以减少推进时的摩擦,因此将注浆孔6设置在外套钢筒2到达不了的位置。

我们知道,中继间管每次顶程不宜超过20㎝,顶程过大将导致剪力增大,而使剪力楔等设施带来困难。所以要限制推进装置最好其最大顶程不超过20㎝,同时,为了保证外套钢筒2时刻套接在第二管道34上,因此需要外套钢筒2的长度比第二承口32和第一管道33的长度之和至少长20㎝。

如图2所示,当本顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管完成所有的顶进施工后,将该中继间管中的顶进装置以及其他的如驱动油脂和砂浆的液压驱动装置拆卸下来,随后驱动上一节的中继间管上的顶进装置或者入口处预应力钢筒混凝土管的固定装置,使该中继间管的第一短管1继续向前推进,直至外套钢筒2的另一侧接触第二短管3的第三管道35为止,此时第一短管1上的第一承口12与第二短管3上的第二插口31承插式连接在一起。值得注意的,此处的连接方式和预应力钢筒混凝土管的连接方式相同,除此之外,还有外套钢筒2隔离插口和承口的连接处与外界的接触,所以此处的密封性更好,完全可以用于高压管道铺设中。

在本实施例中,油脂孔5和注浆孔6被设计为螺纹孔,在中继间管内的所有设备拆卸下后,可以用螺丝将油脂孔5和注浆孔6封堵,进一步的防止中继间管内的水通过外套钢筒2渗透出去,提供了二次防护。

在第一短管1上的第一承口12与第二短管3上的第二插口31承插式连接在一起后,还要进行接缝处理,其步骤为:先清理第一承口12和第二插口31端面形成的槽,确保无污物;然后在槽底放入PE棒,再将槽内用水刷湿润,把伸缩缝专用密封条放入槽内,压入底部;再放入隔离板并用特种速凝浆料进行固定以防止胶条脱落;接下来用特种防水抗渗浆料封填槽,最后用特种耐候性防水涂料涂抹完成接缝处理。其中PE棒无臭,无毒,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),吸水性小,韧性好(同样适用于低温条件),拉伸性好,吸水率低,水汽渗透率低,能很好的完成防渗水的作用。

由于第一承口12与第二插口31连接处还设有两个O型密封胶圈用以密封,通过打压孔进行接头密封试验,进一步保证高工压管接头密封性。接缝处理主要防止接口钢圈锈蚀及密封胶圈老化,作为本实施例的进一步改进,还可以进行砂浆密封处理以防止外界对接口的腐蚀。具体实施可以在第二插口31处设置注浆口,应注意在本预应力钢筒混凝土管安装到位后,注浆口最好位于顶部,这时,通过注浆口向第二插口31外注入砂浆,该砂浆可以包裹第一承口12和第二插口31的连接处,减缓连接处的金属被腐蚀,进一步的,还可以在砂浆中加入抗渗剂,大大提高砂浆的抗渗性和强度。

最后,完成所有工序后,可以通过第一插口11和第二插口31上的试压孔4来测试本顶进施工法预应力钢筒混凝土管中继间管的连接处的抗渗性,对测试两短管间的连接处抗渗性具体步骤如下:将第二插口31上试压孔4中的螺栓拧下,将液压泵接口与试压孔4对接,然后开始手动开始用打压泵向里注水,打压泵连接位置相对低的试压孔4,待水从另一个试压孔4流出停止注水,接着将位置相对较高的试压孔4用螺丝拧紧封闭,开始手动升压达到规定压力值,压力值为本中继间管压力值的1.2倍,目视压力表有无变化,检查中继间管环向对接缝面处有无渗漏现象,持续时间5分钟以上的压力表没有变化既数字保持在本节管道实验压力值之上即视为合格。

为了便于在中继间管的数量一次性需要过多时使总推力以及各个中继间管处的推力更准确,本实施例设计的中继间管使第一短管1和第二短管3完成最后组装后的有效长度与相配套的预应力钢筒混凝土的长度相同。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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