管道静力挤压顶管施工方法与流程

本发明涉及管道施工领域，具体涉及一种对管道施工的高程有严格要求的人工顶管管道静力挤压顶管施工方法。

背景技术：

1、目前，许多城市的老城区都需要进行管道的改造，管道的施工方法包括路面开挖铺设管道的方法和路面非开挖铺设管道的方法。其中，路面开挖铺设管道的方法会影响交通通行以及道路两侧商户的正常营业，所以大部分老城区的路面不适用此方法，而路面非开挖铺设管道的方法，可以在少开挖或者不开挖的情况下进行管道埋设，不会影响老城区市民的出行，是现有技术中大多使用的方法。

2、路面非开挖铺设管道的方法包括顶管人工挖掘施工方法和泥水平衡顶管施工法，其中，泥水平衡顶管施工法对于老城区这种地下管线非常复杂的地方并不适用，机头顶进过程中会破坏自来水、燃气等原有管道，极易发生安全事故。而且泥水平衡顶管施工法还需要管道顶部覆土充足，要不然会引起路面鼓起，泥水平衡顶管施工法还存在施工后管道下沉等问题，在老城区也并不适用。顶管人工挖掘施工方法在工作时，需要克服管道与周围土壤的摩擦力，以将管道按设计的坡度顶入至土层中，并将土方运走。而现有的顶管人工挖掘施工方法在实际施工时，工人需要在第一个管道内进行挖掘作业，需要将第一个管道前方的泥土或者石块掘出，才能继续向前顶进管道，这个过程中，工人会探身到管道外挖掘，万一碰到土壤松散的流沙地质或者淤泥地质，上方很容易发生坍陷，对工人人身安全造成极大的危害。另外，由于施工现场地理环境的差异，管道顶进后稳定性差，而且在顶管时易出现管道移位和顶管偏差的问题，这样对于一些对高程有严格要求的管道施工项目现有的顶管施工方法不能满足要求，会给顶管施工带来诸多不便，降低施工效率。

技术实现思路

1、针对现有施工方法中存在的上述问题，本发明提供了一种管道静力挤压顶管施工方法，该施工方法能够在土壤松散的流沙地质或者淤泥地质中完成顶管施工，不仅极大的提高了内部作业人员的人身安全，同时能够在管道移位或者顶管偏差时进行方向修正。

2、本发明采用以下的技术方案：

3、管道静力挤压顶管施工方法，包括管道静力挤压装置，管道静力挤压装置包括机头管道，所述机头管道的前上部固定连接有弧形的防护檐，防护檐的前部伸出到机头管道的前上方；

4、所述机头管道的前端口内设置有圆台形的静力挤压筒，静力挤压筒的扩口面的边缘与机头管道的前端口焊接，静力挤压筒的窄口面的边缘通过环形的固定板固定连接在机头管道的内壁上，具体的，静力挤压筒的窄口面的边缘焊接在固定板的内周边上，固定板的外周边焊接在机头管道的内壁上；

5、所述机头管道的内后部设置有多个调向组件，所述调向组件包括液压油缸和油缸固定座，所述液压油缸固定在油缸固定座上，所述油缸固定座固定在机头管道的内壁上；所述液压油缸与机头管道的后端口留有间距；

6、静力挤压顶管施工方法包括以下步骤：

7、步骤1：打井；根据设计的管道路线和高程要求，在施工路段的开头位置开挖一个工作井，在工作井上方安装吊装设备；

8、步骤2：设备安装；在工作井的后侧设置后背墙，在后背墙上安装后背钢板，在工作井内安装液压千斤顶设备，液压千斤顶设备的后部抵靠在后背钢板上，液压千斤顶设备的前方的工作井底部铺设滑轨；

9、步骤3：管道静力挤压装置顶进；将机头管道放置在滑轨上，机头管道后方连接环形的垫块组件，环形的垫块组件内套接环形靠背，环形靠背后依次连接若干个半圆顶块，液压千斤顶设备的伸缩杆抵靠在最后方的半圆顶块上，依靠伸缩杆伸长将机头管道顶入待埋设管道的泥土中，在机头管道顶进过程中，施工人员位于机头管道内，通过静力挤压筒将泥土挤入机头内，施工人员在机头内将泥土清理并利用运输车将泥土运出，直至机头管道几乎全部进入泥土中；

10、步骤4：埋设管道顶进；取出机头管道后的环形靠背和半圆顶块，在环形的垫块组件内套接一个埋设管道，将环形靠背连接在埋设管道的后部，并依次连接若干个半圆顶块，液压千斤顶设备的伸缩杆抵靠在最后方的半圆顶块上，依靠伸缩杆伸长将机头管道和埋设管道顶入泥土中，在顶进过程中，施工人员位于机头管道内，通过静力挤压筒将泥土挤入机头内，施工人员在机头内将泥土清理并利用运输车将泥土运至工作井，并送至井外运走，直至埋设管道几乎全部进入泥土中；

11、步骤5：机头管道的调向；重复步骤4的过程，持续将埋设管道顶入泥土中，在这个过程中，持续利用激光导向来监测是否出现顶管偏差，一旦在出现管道移位和顶管偏差，通过调向组件中的液压油缸的伸缩杆伸出顶住垫块组件实现机头管道相对于的垫块组件的微调向，从而对管道的前进路线进行修正；

12、步骤6：机头管道取出；在机头管道快要到达预定位置后，开挖一个接收井，直到机头管道到达接收井中，然后将机头管道从接收井中取出。

13、优选地，在机头管道顶进过程中，前方遇到石块阻碍前进时，施工人员将机头和静力挤压筒内的泥土清理后，施工人员在机头管道内或者防护檐下利用手持工具对阻碍前进的石块破碎后利用运输车运走，之后继续将机头管道向前顶进。

14、优选地，所述调向组件有四个，每个调向组件的油缸固定座均包括固定连接在机头管道的内壁的油缸固定板，油缸固定板的前侧固定连接有加强筋板，所述加强筋板还与机头管道的内壁固定连接；所述液压油缸的后端固定在油缸固定板上，液压油缸还与机头管道的内壁固定连接；

15、机头管道调向的具体过程为：

16、当需要将机头管道略微向下调节时，处于机头管道内的最顶部的调向组件的液压油缸的伸缩杆伸出，伸缩杆顶在垫块组件上，从而使得机头管道能够相对于垫块组件和埋设管道略微向下调节；当需要机头管道略微向上调节时，处于机头管道内的最底部的调向组件的液压油缸的伸缩杆伸出；当需要机头管道略微向左调节时，处于机头管道内的最右侧的调向组件的液压油缸的伸缩杆伸出；当需要机头管道略微向右调节时，处于机头管道内的最左侧的调向组件的液压油缸的伸缩杆伸出。

17、优选地，所述防护檐的后部固定焊接在机头管道的前上部。

18、优选地，所述静力挤压筒在机头管道的前部形成一个喇叭口形状的静力挤压口。

19、优选地，所述机头管道的前下部的外周边焊接有弧形的加强板。

20、优选地，相邻的两个调向组件之间的机头管道的内壁上设置有弧形的限位挡板。

21、优选地，所述垫块组件包括套筒，所述套筒的内前部固定连接有环形的垫块，所述垫块的后侧与套筒的后部形成环形的空腔；所述套筒的前部能套接在液压油缸与机头管道的后端口留有的间距内。

22、本发明具有的有益效果是：

23、本发明提供的管道静力挤压顶管施工方法，相比于现有的顶管人工挖掘施工方法无法在土壤松散的流沙地质或者淤泥地质施工，以及无法施工对高程具有严格要求的项目等缺点，本发明能够安全在土壤松散的流沙地质或者淤泥地质进行管道施工，通过设计的独特的机头管道，顶管施工时，机头管道位于最前方，施工人员位于机头管道内，针对土壤松散的流沙地质或者淤泥地质，能通过静力挤压筒将流沙或者淤泥挤入机头内，施工人员在机头内将挤入的流沙或者淤泥清理运出，不需要人员探出机头管道外施工，极大的防护了施工人员的人身安全，同时由于不需要在机头前方挖空后再向前顶管，也不会发生上方坍塌等灾害，而且设置的防护檐在机头管道前进过程中，始终对上方的流沙等提供支撑，进一步防止上方坍塌。另外，防护檐会插入到前方的流沙或者淤泥中，在整个机头管道前进过程中，防护檐在泥沙中前进，由泥沙为防护檐提供平衡力，能防止机头向着相对柔软的地方偏离。碰到特殊情况，需要施工人员到机头管道外施工作业时，上方的防护檐也能为施工人员提供防护，极大的保证了人员的安全。

24、相比于泥水平衡顶管施工法，本发明人工施工不会对老城区的地下管线造成破坏，也不会引起路面鼓起等问题。

25、在机头管道后方设置多个调向组件，在出现管道移位和顶管偏差时，通过调向组件中的液压油缸顶住垫块组件实现机头管道的微调向，从而对后续的前进路线进行修正，达到能够随时修正顶管路线的效果，解决了现有技术中顶管过程中出现偏差而无法及时修正的问题，满足对高程具有严格要求的施工项目的施工需求。