大口径退管装置及退管方法与流程

本发明涉及地下管道建设，尤其涉及一种大口径退管装置及退管方法。

背景技术：

1、顶管法是一种常见的地下管道施工方法。其是利用顶管机在前方挖土掘进，后方通过液压顶进设备将多段管节逐个顶进至地层内，以形成地下管道。在利用顶管法建设地下管道的过程中，当顶管前方遇到无法清除的障碍物时，需要将管道内的管节由管道洞口退出。目前亟需提供一种结构简单且便于施工的大口径退管装置。

技术实现思路

1、本发明旨在提出一种结构简单且施工方便的大口径退管装置及相应的退管方法。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种大口径退管装置，包括机头连接部、动力顶压部、动力装置及牵引件。

3、其中，所述机头连接部连接至顶管机机头内部。所述动力顶压部滑动连接至工作竖井的基座导轨上。所述牵引件的一端与所述机头连接部连接，所述牵引件的另一端由所述顶管机机头穿过各退管管节延伸至所述工作竖井内并与所述动力顶压部连接。所述动力装置用于驱动所述动力顶压部沿着所述基座导轨滑动，以带动所述牵引件拖拽所述顶管机机头挤压各所述退管管节退管至所述工作竖井中。

4、根据本发明提供的大口径退管装置，所述机头连接部包括第一工字钢横梁和第二工字钢横梁。所述第一工字钢横梁及所述第二工字钢横梁上下间隔布设，且二者均横向连接至所述顶管机机头的内部。

5、所述动力顶压部包括第三工字钢横梁和第四工字钢横梁。所述第三工字钢横梁与所述第一工字钢横梁对应设置。所述第四工字钢横梁与所述第二工字钢横梁对应设置。所述第三工字钢横梁滑动连接至所述基座导轨。所述第四工字钢横梁与所述第三工字钢横梁连接。

6、所述第一工字钢横梁的两端与所述第三工字钢横梁的两端之间分别对应连接一根所述牵引件。所述第二工字钢横梁的两端与所述第四工字钢横梁的两端之间分别对应连接一根所述牵引件。各所述牵引件均与退管管道的中心轴线平行。

7、根据本发明提供的大口径退管装置，所述动力装置包括千斤顶。所述第三工字钢横梁的两端及所述第四工字钢横梁的两端分别对应布设一个所述千斤顶。各所述千斤顶的一端均分别通过加固钢板及紧固件与退管管道的洞口外墙连接，各所述千斤顶的另一端分别对应布设至所述第三工字钢横梁的端部或者所述第四工字钢横梁的端部。各所述千斤顶能够顶压驱动所述第三工字钢横梁及所述第四工字钢横梁在所述基座导轨上沿着平行于退管管道中心轴线的方向同步移动。

8、根据本发明提供的大口径退管装置，所述牵引件包括钢丝绳，所述钢丝绳包括多段绳体，各段所述绳体的两端分别弯折并由卡扣固定以形成连接环。

9、其中，相邻段的所述绳体之间通过u型锁扣连接。所述u型锁扣包括u型钩及锁止螺栓。相邻段所述绳体的相邻所述连接环分别套设至所述u型钩上。所述锁止螺栓穿设连接于所述u型钩的两端部之间，以使相邻段所述绳体的相邻所述连接环锁止于所述u型钩上。

10、位于首端和末端的所述绳体分别通过相应地所述连接环与所述机头连接部及所述动力顶压部套设连接。

11、所述机头连接部及所述动力顶压部与所述连接环的套设连接位置处均设置有弧形过渡件。所述弧形过渡件上设置有横向限位槽。所述连接环的内圈设置有限位卡环。所述限位卡环的一侧贴合包覆至所述连接环，所述限位卡环的另一侧贴合卡置于所述横向限位槽内，以限制所述钢丝绳横向移动。

12、根据本发明提供的大口径退管装置，所述动力顶压部还包括竖向连接杆和防倾覆斜杆。所述竖向连接杆支撑连接至所述第三工字钢横梁与所述第四工字钢横梁之间。所述防倾覆斜杆的一端与所述第四工字钢横梁，所述防倾覆斜杆的另一端延伸至远离所述千斤顶的一侧并与所述基座导轨滑动连接。

13、根据本发明提供的大口径退管装置，所述大口径退管装置还包括排水设备、注浆设备及监控设备。

14、其中，所述排水设备包括排水泵和排水管路。所述排水管路延伸至所述顶管机机头内部并与所述顶管机机头前端的退管空间连通。所述排水泵与所述排水管路连接。

15、所述注浆设备包括注浆泵和注浆管。所述注浆管路延伸至所述顶管机机头内部并与所述顶管机机头前端的退管空间连通。所述注浆泵与所述注浆管连接。

16、所述监控设备包括压力检测装置及多个摄像头。所述压力检测装置安装至所述顶管机机头的外侧。所述压力检测装置用于监测退管空间的塌陷状态。所述摄像头的监控范围至少覆盖所述机头连接部、所述动力顶压部、所述牵引件、所述动力装置及所述工作竖井。

17、根据本发明的第二方面，提供了一种使用如上所述的大口径退管装置进行退管作业的退管方法，包括：

18、s1：布设安装机头连接部、动力顶压部及动力装置；

19、s2：将牵引件连接至机头连接部与动力顶压部之间；

20、s3：启动动力装置，动力装置驱动动力顶压部带动牵引件向远离退管管道的一侧拖拽顶管机机头，以使顶管机机头向退管管道的外部挤压各退管管节，直至尾端的退管管节完全移动至工作竖井内，关闭动力装置；

21、s4：使用吊装装置将完全移动至工作竖井内的退管管节吊装至工作竖井的外部；

22、s5：调节牵引件的长度并将其连接至机头连接部与动力顶压部之间；

23、循环s3-s5的步骤，以沿着由顶管管线尾端至首端的方向逐个将各退管管节退出退管管道并吊装至工作竖井的外部。

24、根据本发明提供的退管方法，在s1的步骤中，还包括在顶管机机头的外侧布设压力检测装置，并在大口径退管装置及工作竖井内布设摄像头。

25、在s2的步骤中，还包括通过顶管机机头侧壁的注浆孔及各退管管节侧壁的注浆孔分别在顶管机机头侧壁与退管管道侧壁之间、以及各退管管节侧壁与退管管道侧壁之间注入润滑浆液。

26、根据本发明提供的退管方法，在s3的步骤中，在顶管机机头及各退管管节向外移动时，开启排水泵及注浆泵，以将退管空间内的水排出至工作竖井外部并在退管空间内回填土浆；

27、在顶管机机头及各退管管节向外移动的过程中，动力装置需间断进行启停，使得顶管机机头及各退管管节的单次连续移动距离不超过40cm。

28、根据本发明提供的退管方法，所述退管方法还包括：

29、s6：首端的退管管节被吊装至工作竖井的外部后，调节牵引件的长度并将其连接至机头连接部与动力顶压部之间，启动动力装置，动力装置驱动动力顶压部带动牵引件向退管管道的外部拖拽顶管机机头，同时，开启注浆泵，以在顶管机机头前端的剩余退管空间内回填水泥浆液；

30、s7：顶管机机头完全移动至工作竖井后使用吊装装置将顶管机机头吊装至工作竖井的外部；

31、s8：在退管管道洞口位置处打加固注浆孔，并通过该加固注浆孔对退管管道洞口位置进行注浆加固；

32、s9：由地面向退管管道的回填土浆区段打加固注浆孔，并通过该加固注浆孔对退管管道的回填土浆区段进行加固。

33、在本发明提供的大口径退管装置中，在顶管机机头内部的加强筋板上连接机头连接部。在工作竖井内的基座导轨上滑动安装动力顶压部。动力顶压部的滑动方向平行于退管管道的中心轴线。在机头连接部及动力顶压部之间连接牵引件。退管作业中所使用的动力装置与顶管作业时所使用的动力装置为同一动力装置，只是动力输出方向相反。具体地，在顶管施工时，将该动力装置安装至管道洞口对侧的反力墙上，以使其向顶管管道内顶压管节。在退管作业时，将该动力装置安装至退管管道的洞口外墙上，以使其沿着相反的方向输出驱动力，即使其向远离退管管道的一侧输出顶压力。动力装置能够顶压动力顶压部，使得动力顶压部带动牵引件拖拽顶管机机头及各退管管节同时沿着退管管道的中心轴线向外移动。当末端的退管管节即最外端的退管管节完全移动至工作竖井内时，通过吊装装置将该退管管节吊装至工作竖井的外部。由此不断循环往复，直至首端的退管管节即最内端的退管管节和顶管机机头均退出退管管道。

34、通过这种结构设置，在顶管机机头内连接机头连接部，在工作竖井中的基座导轨上安装动力顶压部，并在机头连接部与动力顶压部之间连接牵引件。反向安装原动力装置，使得该动力装置反向推动动力顶压部，进而，动力顶压部带动牵引件将各退管管节及顶管机机头逐个拖拽退出退管管道。该大口径退管装置的结构相对简单，施工相对方便。