一种顶管垂直顶升洞口装置的制作方法

本实用新型涉及垂直顶升装置领域，特别涉及一种顶管垂直顶升洞口装置。

背景技术：

近几年，随着城市化进程的日益加快，城市的环境保护变得尤为重要，顶管已普遍应用于敷设给水、排水、电力等地下管线工程。垂直于管道敷设方向的地面检查井、排水口等则多采用明挖或沉井的方式进行施工。垂直顶升作为一种进排水口实施工艺，在国内外沿海沿江地区已得以应用，预留垂直顶升洞口做法也不尽相同，通常，垂直顶升顶进需穿越含地下水量较大土层，预留垂直洞口不但需要满足水平管道顶进时洞口的止水性，还要满足垂直顶升时整个洞口良好的工作性能。

传统的做法，采用明挖或沉井的方式进行施工。若井深较浅，可采用明挖放坡的方式开挖至主管道，再将主管道上的洞口凿开，联通垂直井。若井深较深，可采用支护明挖的方式进行开挖。也可采用沉井的方式，将垂直井沉至水平管道顶部，再将沉井下部凿出弧度骑在水平管道上，最后打开水平管道上的垂直检查洞口。然而传统做法存在的一些问题，比如明挖法及沉井法施工检查口，施工方法对周边环境影响大，若排放口在河流区域内，则需要专业潜水员水下作业施工，施工不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种顶管垂直顶升洞口装置。

为了达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案是：一种顶管垂直顶升洞口装置，包括水平钢管、加筋环、钢外套、顶升管节、钢压环和末端止退固定环，所述水平钢管上设有顶升洞口，所述顶升洞口的轴线与水平钢管的轴线垂直相交，所述加筋环竖向设置在顶升洞口内且与顶升洞口连接，所述钢外套竖向设置在加筋环的内侧且与加筋环搭接，钢外套的顶部设有环形的橡胶预埋槽，钢外套的底端设有第一法兰，所述顶升洞口内还设有第一止水橡胶圈和第二止水橡胶圈，所述第一止水橡胶水平设置在橡胶预埋槽内且与橡胶预埋槽匹配，所述第二止水橡胶圈水平设置在橡胶预埋槽的下方，所述顶升管节竖向设置在钢外套内，所述第一止水橡胶圈和第二止水橡胶圈均与顶升管节的周身抵靠，所述顶升管节的外周设有凹槽，所述钢压环套设在顶升管节上且与顶升管节间隙配合，钢压环位于钢外套的内侧，钢压环的顶端设置在第二止水橡胶圈的下方且与第二止水橡胶圈抵靠，钢压环的底端与钢外套通过螺栓锚固，所述末端止退固定环套设套设在顶升管节的底部，末端止退固定环的顶端和底端分别设有第二法兰和第三法兰，所述第二法兰通过螺栓与钢外套锚固，所述第三法兰通过螺栓与顶升管节的底端锚固。

作为优选，为了对顶升管节的顶端密封止水，所述顶升洞口的上方设有止水焖板，所述止水焖板与顶升管节匹配，止水焖板与顶升管节的顶端通过螺栓锚固。

作为优选，为了将顶升管节内的气体排出，提高施工的安全性，所述止水焖板上设有放气孔。

作为优选，为了加强与水平钢管的连接，减少水平钢管局部开洞所造成的强度及刚度损失，所述加筋环包括环筒和加筋板，所述环筒竖向设置在顶升洞口内且与顶升洞口焊接，所述加筋板有若干个，各加筋板周向均匀分布在环筒的外周，所述环筒通过加筋板与顶升洞口连接。

作为优选，为了临时固定顶升接管，所述钢压环的下方设有临时固定单元，所述临时固定单元包括若干个固定板，各固定板周向均匀分布在顶升管节的外周，所述固定板的一端设置在凹槽内且与凹槽抵靠，固定板的另一端通过螺栓与钢外套锚固。

作为优选，为了提高相连两个顶升管节之间的密封性，所述顶升管节的顶端设有两个密封圈，两个密封圈均与顶升管节同轴设置。

作为优选，为了增加凹槽的结构强度，所述凹槽内设有肋板。

作为优选，为了防止水平钢管在地下被腐蚀，延长其使用寿命，所述水平钢管的表面涂有防腐镀锌层。

作为优选，为了提高顶升洞口的防水性能，所述第一止水橡胶圈和第二止水橡胶圈的竖向截面分别为三角形和圆形。

作为优选，为了加强末端止退固定环的稳定性，所述末端止退固定环的外周周向均匀分布有若干个加强板，所述加强板竖向设置且与末端止退固定环固定连接，加强板的顶端和底端分别与第二法兰和第三法兰固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该顶管垂直顶升洞口装置中，不但满足了水平钢管顶进时洞口的止水性，还满足垂直顶升时整个洞口良好的工作性能，具有止水、临时止退、固定垂直管道的作用。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，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。

附图说明

图1为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的结构示意图。

图2为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的加筋环的剖视图。

图3为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的钢外套的剖视图。

图4为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的顶升管节的剖视图。

图5为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的止水焖板与顶升管节的连接结构示意图。

图6为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的末端止退固定环的剖视图。

图7为本实用新型的顶管垂直顶升洞口装置的临时固定单元的结构示意图。

图中各标号和对应的名称为：1.水平钢管,2.加筋环,3.钢外套,4.顶升管节,5.钢压环,6.末端止退固定环,7.第一止水橡胶圈,8.第二止水橡胶圈,9.第一法兰,10.橡胶预埋槽,11.密封圈,12.肋板,13.止水闷板,14.放气孔,15.第二法兰,16.第三法兰,17.加强板,18.固定板,201.环筒,202.加筋板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-7所示，一种顶管垂直顶升洞口装置，包括水平钢管1、加筋环2、钢外套3、顶升管节4、钢压环5和末端止退固定环6，水平钢管1上设有顶升洞口，顶升洞口的轴线与水平钢管1的轴线垂直相交，加筋环2竖向设置在顶升洞口内且与顶升洞口连接，钢外套3竖向设置在加筋环2的内侧且与加筋环2搭接，钢外套3的顶部设有环形的橡胶预埋槽10，钢外套3的底端设有第一法兰9，顶升洞口内还设有第一止水橡胶圈7和第二止水橡胶圈8，第一止水橡胶水平设置在橡胶预埋槽10内且与橡胶预埋槽10匹配，第二止水橡胶圈8水平设置在橡胶预埋槽10的下方，顶升管节4竖向设置在钢外套3内，第一止水橡胶圈7和第二止水橡胶圈8均与顶升管节4的周身抵靠，顶升管节4的外周设有凹槽，钢压环5套设在顶升管节4上且与顶升管节4间隙配合，钢压环5位于钢外套3的内侧，钢压环5的顶端设置在第二止水橡胶圈8的下方且与第二止水橡胶圈8抵靠，钢压环5的底端与钢外套3通过螺栓锚固，末端止退固定环6套设套设在顶升管节4的底部，末端止退固定环6的顶端和底端分别设有第二法兰15和第三法兰16，第二法兰15通过螺栓与钢外套3锚固，第三法兰16通过螺栓与顶升管节4的底端锚固。

为了对顶升管节4的顶端密封止水，顶升洞口的上方设有止水闷板13，止水闷板13与顶升管节4匹配，止水闷板13与顶升管节4的顶端通过螺栓锚固。

为了将顶升管节4内的气体排出，提高施工的安全性，止水闷板13上设有放气孔14。

为了加强与水平钢管1的连接，减少水平钢管1局部开洞所造成的强度及刚度损失，加筋环2包括环筒201和加筋板202，环筒201竖向设置在顶升洞口内且与顶升洞口焊接，加筋板202有若干个，各加筋板202周向均匀分布在环筒201的外周，环筒201通过加筋板202与顶升洞口连接。

为了临时固定顶升接管，钢压环5的下方设有临时固定单元，临时固定单元包括若干个固定板18，各固定板18周向均匀分布在顶升管节4的外周，固定板18的一端设置在凹槽内且与凹槽抵靠，固定板18的另一端通过螺栓与钢外套3锚固。

为了提高相连两个顶升管节4之间的密封性，顶升管节4的顶端设有两个密封圈11，两个密封圈11均与顶升管节4同轴设置。

为了增加凹槽的结构强度，凹槽内设有肋板12。

为了防止水平钢管1在地下被腐蚀，延长其使用寿命，水平钢管1的表面涂有防腐镀锌层。

为了提高顶升洞口的防水性能，第一止水橡胶圈7和第二止水橡胶圈8的竖向截面分别为三角形和圆形。

为了加强末端止退固定环6的稳定性，末端止退固定环6的外周周向均匀分布有若干个加强板17，加强板17竖向设置且与末端止退固定环6固定连接，加强板17的顶端和底端分别与第二法兰15和第三法兰16固定连接。

垂直顶升洞口装置的做法，首先在水平钢管1上开顶升洞口，从水平钢管1内部放置加筋环2，加筋环2与水平钢管1采用“t型”接头形式，用碳钢焊条焊接，先焊接环筒201后焊接加筋板202，接完成后，使顶升洞口朝上，用气割修整加筋环2超出顶升洞口外侧的部分，修整完成再加焊，整个加筋环2的安装工作完成。钢外套3安装于加筋环2内侧，钢外套3下方的第一法兰9与加筋环2底部不直接接触，预留间隙，钢外套3与加筋环2采用搭接形式，用焊条用焊接锚固，内侧和外侧各焊一道焊缝，第一止水橡胶圈7设置在钢外套3的顶部的环形的橡胶预埋槽10内，第二止水橡胶圈8设置在橡胶预埋槽10的下方，设置第二止水橡胶圈8的目的是为了在第一止水橡胶圈7失效的情况下，通过压紧第二止水橡胶圈8起到止水的作用，然后进行首节顶升管节4安装，首节顶升管节4在地面安装，水平钢管1的顶升洞口朝向地面，由于水平钢管1内空间狭小，无法使用机械安装，只能用人工搬运顶升管节4放入顶升洞口，为了为保证安装第一节顶升管节4口不划伤第二止水橡胶圈8，现场可以将顶升管节4的节口处切割45°角坡口，切割坡口后顶升管节4能顺利通过第二止水橡胶圈8，安装到预定位置。每节顶升管节4接口处都设有两个密封圈11，其目的是防止水从管节接口处渗漏，密封圈11接口需采用斜接口，接口处及局部用粘结剂粘结。相邻的两个顶升管节4之间依靠设置在凹槽内的螺栓连接，止水闷板13安装在顶升洞口处，通过螺栓与第一节顶升管节4连接，利用密封圈11起到密封止水的作用，止水闷板13的设计施工不能凸出水平钢管1的表面，避免影响水平钢管1的正常顶进；在垂直顶升阶段止水闷板13应具备足够的强度及刚度，承受正面被动土压力，同时应该具有很好的导向作用及切土作用。钢压环5待加筋环2、钢外套3、止水橡胶圈、第一节的顶升管节4及止水闷板13安装完成后，开始安装钢压环5，通过高强度螺栓与钢外套3锚固连接，其主要目的是压住第二止水橡胶圈8，防止顶升管节4在顶升过程中止水橡胶圈出现掉落情况。固定板18用厚钢板制成，用螺栓锚固在钢外套3上，其主要作用是水平钢管1顶进时，对垂直顶升洞口起到临时止推作用。末端止退固定环6的作用是承托垂直的顶升管节4，防止顶升管节4下落，末端止退固定环6随最后一节顶升管节4一起顶升，末端顶升管节4与上一节顶升管节4用螺栓锚固后，去除固定板18和钢压环5上的螺栓，为防止钢压环5掉落，先将其固定。继续向上顶升，直至可以达到用螺栓锚固末端止退固定环6位置，螺栓锚固完成后，撤除顶升装置，整个顶升施工完成。

顶管垂直顶升洞口装置不但满足了水平钢管1顶进时洞口的止水性，还满足垂直顶升时整个洞口良好的工作性能，具有止水、临时止退、固定垂直管道的作用。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。