专利名称：一种大口径长距离钢顶管施工系统的制作方法
技术领域：
本发明的地下管道施工技术，具体属于一种大口径长距离钢顶管施工系统。
背景技术：
顶管是一种非开挖的管道施工技术，通过在后方的液压顶进设备将地下的管道向 前顶进。长距离顶管一般指顶进距离超过400m以上的顶管。大口径钢顶管一般指被顶进 管道口径超过2. 5m的顶管，被顶进管道材质为钢管。一般顶管测量采用激光导向技术，激 光导向有效距离只有300m，超过300m后只能采用人工测量，测量时需要中断顶进，不仅效 率低，而且容易出现人为差错。本发明使用自动全站仪，通过计算机控制实现高效准确的自 动测量，有效距离可达1500m。大口径钢管弯曲变形困难，顶进方向不易控制，出现偏差后，纠偏困难，施工中经 常出现方向失控，造成工程损失。本发明在顶管掘进机与被顶进的钢管之间设置3节过渡 管，纠偏时3节过渡管可弯曲而使顶进方向回归，解决了钢管顶进的困难。一般大口径顶管在管道内铺设轨道，用车辆输送挖掘下的泥土，效率极低。故也 有进泥土变成泥浆，通过离心泵、泥浆管道系统输送，但是这种方法需要消耗大量的施工用 水，而且产生大量的废气泥浆，直接排放将对环境造成严重影响，而脱水处理成本极高。
发明内容
本发明的目的是提供一种大口径长距离钢顶管施工系统，在管道前方安装活塞式 输送泵，将螺旋输送机输送出的流塑性泥土，通过管道进行长距离输送，效率很高，克服车 辆输送和泥浆输送方式的缺点。本发明的技术方案如下一种大口径长距离钢顶管施工系统，钢顶管位于装入开挖洞口内，开挖洞口的前 方设有顶管掘进机，钢顶管前端顶制有多个过渡管，过渡管内放置有输泥泵，输泥泵的进口 连接有螺旋输送机，出口连接有输泥泵管，输泥泵管的末端伸入到地面上的储泥池；钢顶管 后端设有主千斤顶，主千斤顶后侧顶置于后座墙上，主千斤顶与钢顶管后端之间垫置有多 个弧形顶铁、环形顶铁。所述的多个弧形顶铁的下方铺设有与其滑动安装的导轨。所述的开挖洞口内设有压浆泵，压浆泵输入的压浆支托着钢顶管，压浆泵外连接 着触变泥浆系统。所述的顶管掘进机上设有标靶棱镜，工作井的侧壁上分别固定有六个后视定向棱
^Mi ο长距离顶管测量导向系统主要由自动测量全站仪、工业电脑、数据电台、目标棱 镜、定向棱镜组成的，可对顶进速度、顶管机的轴线偏差、旋转角、俯仰角、纠偏角度自动进 行测量，不需要停止施工，随时进行导向，6个定向棱镜用膨胀螺栓固定在工作井的井壁上， 相对于顶进轴线尽量对称。定向棱镜布置的高度必须便于地面和井下导向系统测量。
一般大口径土压平衡顶管管内弃土水平运输，多采用电瓶车牵弓I的轨道运输的方 式。但这种方式需要暂时中断顶进施工，在长距离顶进施工中效率极低，将严重制约施工速 度。故在本工程中，管道内的土方运输采用管道泵送的方式，该泵可以直接泵出软塑状泥 土，不需额外加水(出土太干太硬时可往料斗内加入少量水)，泵出的土比泥浆便于存放和 外运，大大节约了成本，螺旋输土机输出的土直接进入混凝土泵的料斗内，由混凝土泵直接 泵送到地面泥浆池内。由于顶进距离长，管道内采用普通380V的低压供电，面临的最大问题就是供电线 路会产生很大压降，从而使这些设备无法正常运转或损坏。因此必须采取增加供电线路截 面积和增设电力线路稳压装置，这样又导致管道内布置设备和电缆的困难。顶管施工由于 空间有限，不能像盾构施工那样采用高压供电的方式。为了解决这些难题，在地面设置升压 器将电压从380V升至660V，再通过电缆输送至顶管掘进机。与已有技术相比，本发明的有益效果如下1、使用自动全站仪组成自动测量导向系统指弓I顶进方向。2、使用土压平衡顶管掘进机挖掘泥土，然后螺旋输送机将泥土传送到输送泵，油 输送泵将泥土通过管道泵送到地面。3、顶管机和被顶进钢管之间设置3节过渡管，便于控制顶进方向。4、通过660V低供电系统，向顶管掘进机输送动力。
图1为本发明的系统原理图。图中标号1自卸车，2储泥池，3挖掘机，4钢顶管，5门吊，6护栏，7触变泥浆系统， 8主顶液压站，9后座墙，10主千斤顶，11导轨，12弧形顶铁，13环形顶铁，14洞口止水圈， 15钢管，16输泥泵管，17压浆站，18过渡环，19过渡管，20输泥泵，22螺旋输送机，23顶管 掘进机。
具体实施例方式参见附图，一种大口径长距离钢顶管施工系统，钢顶管4位于装入开挖洞口内，开 挖洞口的前方设有顶管掘进机23，钢顶管4前端顶制有多个过渡管，过渡管内放置有输泥 泵20，输泥泵的进口连接有螺旋输送机22，出口连接有输泥泵管16，输泥泵管的末端伸入 到地面上的储泥池2 ；钢顶管后端设有主千斤顶10，主千斤顶后侧顶置于后座墙9上，主千 斤顶与钢顶管后端之间垫置有多个弧形顶铁12、环形顶铁13，多个弧形顶铁的下方铺设有 与其滑动安装的导轨11 ；开挖洞口内设有压浆泵，压浆泵17输入的压浆支托着钢顶管4，压 浆泵外连接着触变泥浆系统7 ；顶管掘进机上设有标靶棱镜，工作井的侧壁上分别固定有 六个后视定向棱镜。
权利要求
一种大口径长距离钢顶管施工系统，钢顶管位于装入开挖洞口内，开挖洞口的前方设有顶管掘进机，其特征在于钢顶管前端顶制有多个过渡管，过渡管内放置有输泥泵，输泥泵的进口连接有螺旋输送机，出口连接有输泥泵管，输泥泵管的末端伸入到地面上的储泥池；钢顶管后端设有主千斤顶，主千斤顶后侧顶置于后座墙上，主千斤顶与钢顶管后端之间垫置有多个弧形顶铁、环形顶铁。
2.根据权利要求1所述大口径长距离钢顶管施工系统，其特征在于所述的多个弧形 顶铁的下方铺设有与其滑动安装的导轨。
3.根据权利要求1所述大口径长距离钢顶管施工系统，其特征在于所述的开挖洞口 内设有压浆泵，压浆泵输入的压浆支托着钢顶管，压浆泵外连接着触变泥浆系统。
4.根据权利要求1所述大口径长距离钢顶管施工系统，其特征在于所述的顶管掘进 机上设有标靶棱镜，工作井的侧壁上分别固定有六个后视定向棱镜。
全文摘要
本发明公开了一种大口径长距离钢顶管施工系统，钢顶管位于装入开挖洞口内，开挖洞口的前方设有顶管掘进机，钢顶管前端顶制有多个过渡管，过渡管内放置有输泥泵，输泥泵的进口连接有螺旋输送机，出口连接有输泥泵管，输泥泵管的末端伸入到地面上的储泥池；钢顶管后端设有主千斤顶，主千斤顶后侧顶置于后座墙上，主千斤顶与钢顶管后端之间垫置有多个弧形顶铁、环形顶铁。本发明在管道前方安装活塞式输送泵，将螺旋输送机输送出的流塑性泥土，通过管道进行长距离输送，效率很高，克服车辆输送和泥浆输送方式的缺点。
文档编号F16L1/028GK101982688SQ201010501830
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者刘兴斌, 刘雪平, 孙焕斌, 张海涛, 杨国新, 胡斌 申请人:中铁四局集团有限公司