中短程地下管线顶管隧道施工装置的制作方法

本技术属于非开挖中短程地下管线施工，具体涉及一种中短程地下管线顶管隧道施工装置。

背景技术：

1、随着地下管道施工技术的不断进步和发展，我国地下管线需求量不断增加，传统的开挖施工方式在大部分情况下已无法适用。顶管施工，是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管线隧道顶管工程施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。

2、对于超过50m长度的中长跨度及以上的顶管施工，采用机械掘进顶管施工的方法，无疑是最好的选择，机械顶管施工的施工效率相对较高，劳动强度也不大，安全性也高，但造价比较高。但对于中短程地下管线隧道的顶管工程来说，采用非人工挖掘机械顶管施工(如盾构施工)则成本花费更高，经济性较差。采用传统人工手掘式挖掘出土方法，由于顶管顶进时其端部顶进面土压力无法做到有效平衡，工具管顶进切土时不能有效分散集中土应力，容易造成塌方，对管内开挖施工人员造成一定安全隐患，同时顶管管道也易发生管道漂移、偏位，影响顶管施工质量，无法做到精准施工。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种中短程地下管线顶管隧道施工装置，解决了中短程地下管线顶管隧道施工质量差、易飘移的问题。

2、本实用新型尤其适用于土质为黏性、砂性或硬质泥岩土层且无地下水影响的地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设，且顶管距离不宜超过50m、顶管直径为dn2000以下，也适用于短距离的铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。

3、本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

4、一种中短程地下管线顶管隧道施工装置，包括工具管，工具管包括形成一圈围挡结构的管壁，管壁上设有刃角切头，刃角切头呈中心辐射状布置在工具管的前端。

5、进一步的，所述的管壁为圆筒状。

6、进一步的，所述的管壁的前端设有十字型的刃角切头。

7、进一步的，所述的管壁的内侧设有内箍圆环，内箍圆环与管壁之间设有支撑片。

8、进一步的，还包括井壁浇筑模板，上分段井壁结构、井周土体、下分段土体以及井壁浇筑模板之间形成环形的浇筑空间，井壁浇筑模板高于上分段井壁结构的底面，从而上分段井壁结构与井壁浇筑模板之间形成预留浇筑口。

9、进一步的，所述的上分段井壁结构为锁口圈梁或现浇井壁，锁口圈梁的锁口边缘放置在工作井井口处的地面上。

10、进一步的，所述的井壁浇筑模板倾斜设置形成上端向内、下端向外的结构。

11、进一步的，所述的井壁浇筑模板为组合式定型钢模板，井壁浇筑模板之间采用卡具、扣件连接固定，井壁浇筑模板的内侧设有内侧支撑架。

12、本实用新型的有益效果：

13、(1)本实用新型结合地下顶管掘进施工特点，设计了工作井结构和接收井结构，均自上而下逆作施工完成，在工作井底设计后靠墙并安装液压顶进设备。

14、(2)本实用新型设计了钢承口十字型切头工具管，沿顶管顶进方向进行切土，分散集中土应力，减弱挤土对既有道路、管线、构筑物的影响，同时避免管道产生飘移。

15、(3)本实用新型通过顶进设备的推力及管道间推力，将钢承口十字型切头工具管及钢筋混凝土顶管管节顶进切入土体，采用人工开挖出土方式自上而下开挖，循序渐进，根据顶管顶进进度逐一安装钢筋混凝土顶管管节，直至顶进施工至接收井内，最后将钢承口十字型切头工具管吊起即可。

16、(4)该方法施工过程简单，操作便捷，占用施工场地小，仅需要能满足顶管顶进压力的液压顶进设备，顶进挖土过程中较容易发现地下管线并及时作出相应的处置措施，有效降低中短程地下管线顶管隧道施工成本。

17、前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

技术特征：

1.一种中短程地下管线顶管隧道施工装置，包括工具管(11)，其特征在于：所述的工具管(11)包括形成一圈围挡结构的管壁(12)，管壁(12)上设有刃角切头(13)，刃角切头(13)呈中心辐射状布置在工具管(11)的前端。

2.根据权利要求1所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：所述的管壁(12)为圆筒状。

3.根据权利要求1所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：所述的管壁(12)的前端设有十字型的刃角切头(13)。

4.根据权利要求1或3所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：所述的管壁(12)的内侧设有内箍圆环(14)，内箍圆环(14)与管壁(12)之间设有支撑片(15)。

5.根据权利要求1所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：还包括井壁浇筑模板(5)，上分段井壁结构、井周土体(2)、下分段土体以及井壁浇筑模板(5)之间形成环形的浇筑空间，井壁浇筑模板(5)高于上分段井壁结构的底面，从而上分段井壁结构与井壁浇筑模板(5)之间形成预留浇筑口(4)。

6.根据权利要求5所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：所述的上分段井壁结构为锁口圈梁(1)或现浇井壁，锁口圈梁(1)的锁口边缘放置在工作井井口处的地面上。

7.根据权利要求5所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：所述的井壁浇筑模板(5)倾斜设置形成上端向内、下端向外的结构。

8.根据权利要求5或7所述的中短程地下管线顶管隧道施工装置，其特征在于：所述的井壁浇筑模板(5)为组合式定型钢模板，井壁浇筑模板(5)之间采用卡具、扣件连接固定，井壁浇筑模板(5)的内侧设有内侧支撑架。

技术总结
一种中短程地下管线顶管隧道施工装置，包括工具管，工具管包括形成一圈围挡结构的管壁，管壁上设有刃角切头，刃角切头呈中心辐射状布置在工具管的前端。本技术的有益效果：设计了钢承口十字型切头工具管，沿顶管顶进方向进行切土，分散集中土应力，减弱挤土对既有道路、管线、构筑物的影响，同时避免管道产生飘移。

技术研发人员：陈昌俊,黄炜,何刚,党建,谢锦鸿,杨懿,晏军
受保护的技术使用者：中国五冶集团有限公司
技术研发日：20221123
技术公布日：2024/1/12