專利名稱：一種管節盾構機施工法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種管節盾構機施工法，是屬于一種非開挖鋪設地下管線的施工技術領域。它適用的口徑，一般應是指人可在管內進行施工作業的中、大型地下管線的鋪設。
背景技術：
目前，這種中、大型管道非開挖鋪設地下管線的施工方法有兩種一種叫頂管施工法，另一種叫盾構法施工法。
頂管施工法是一種非開挖鋪設地下管線的施工方法，它所需設備大體由圖1所示的七大部分構成1---接收井，2---頂管機，3---后續管子，4---工作井，5---基坑導軌，6---承壓鋼環，7---頂進油缸。具體的方法是施工時，先在要鋪設的管道兩端各構筑一個工作井和一個接收井，再在工作井內放入基坑導軌、頂進油缸、頂管機和后續管子、承壓鋼環等，然后，由頂管機挖土，用頂進油缸把頂管機和后續管子一節一節地從工作井頂到接收井，直到頂管機從接收井內取出，整條管道的鋪設工作也告完成。頂管施工法的頂力是隨著頂進長度的增長而增加的，因此，它對管材的抗壓強度要求很高。管材的抗壓強度制約了頂管施工法的頂進長度。如果要增加頂進長度就必須增設中繼間的續頂裝置，把整條管道分成若干段來頂。中繼間一多，操作麻煩、頂進速度也慢。另外鋪設口徑在3500mm以上管道用頂管施工法也不經濟。所以一般鋪設3500mm以上口徑的管道多采用盾構法施工法。
盾構法施工法是一種非開挖鋪設地下大型管線的施工方法。它主要由圖2所示的五大部分組成1---接收井，8---盾構機，9---推進油缸，10--管片，4---工作井。盾構法施工法具體方法描述如下施工時，先在要鋪設的管道兩端各構筑一個工作井和一個接收井，再在工作井內放入盾構機，然后用推進油缸把盾構機向前推進一定距離以后讓推進油缸回縮，在回縮留出來的空間內用機械手把一塊塊管片拼裝成一個環形管節。以后一環一環地往前拼裝，直到盾構機從接收井內取出，整條管道的鋪設工作也告完成。管片就是把每一環管節分成若干份，其中每一份就是一塊管片。為了使隧道的結構穩定，通常都會使相鄰的兩塊管片之間相互錯開一定的角度，每一塊管片之間全部用螺栓或銷子聯接，如圖2下方所示。普通的盾構法施工法其實是管片盾構法施工法，整條隧道就是由一塊塊管片拼裝成的。采用盾構法施工時，管片多了其接縫也多，可要處理好每一條接縫，不讓其滲漏，并不是一件容易的事。而且拼裝管片很費時。再有一環管節分成若干塊管片后容易使其結構失穩。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有非開挖鋪設地下管線施工方法中的缺點，提供一種新的地下管道鋪設施工方法，即管節盾構機施工法。
本發明的技術方案是一種管節盾構機施工法，其特點是方法步驟為1.工現場備有多個與需鋪設管道大小相應的其斷面具有長軸、短軸并在一個端面上置有接頭密封圈的整體管節；2.在要鋪設的管道兩端各構筑一個工作井和一個接收井，在工作井內放入盾構機，并由推進油缸將盾構機向前推進；3.當盾構機被推出工作井到達可以安裝一節管節位置時，將前端套有鋼套環的首節管節第一節管節，安裝到工作井洞口處，完成首節管節的安裝；4.處理第一節管節與工作井洞口之間的密封，用快干水泥或堵漏王把洞口空隙封堵住；5.繼續推進盾構機，當推進到可以安裝第二節管節時用起重機把第二節管節吊下，橫向運輸至盾尾殼體以后，通過機械手先把第二節管節繞Z軸旋轉90度，再把它繞X軸旋轉90度，并通過墊塊把該級整體環形管節墊高到所需高度，通過管節鋪設油缸把第二節管節和第一節管節聯接起來；6.繼續推進盾構機，當推進到可以安裝第三節管節時用起重機把第三節管節吊下，按第5)步方法旋轉第三節管節，并通過墊塊把該節管節墊高到所需高度，通過管節鋪設油缸把第三節管節和第二節管節聯接起來；7.重復第6)步方法使第四節管節和第三節管節聯接，第五節管節和第四節管節聯接，距離長了管節用管節運輸小車運送，依次逐節聯接，直至最后一節，全線貫通，鋪設完成。
本發明的有益效果是本發明與普通的盾構施工相比，有以下優點
1.管節不用管片拼裝，是用整體管節，克服了管片接縫之間的接縫滲漏的缺點，節省許多附件和輔助材料，增強了結構穩定性，安裝速度加快。
2.本發明取消了普通盾構施工中的二次內襯工藝，減小了管道的施工斷面，大大地縮短了施工周期，降低施工成本。
3.本發明的接頭密封性能好，所適應土質范圍廣。
本發明與普通的頂管施工相比，有以下優點1.發明可以實現長距離、超長距離的管道頂進，而不需要添加中繼間等輔助設備。
2.可以實現小曲率半徑的任意方向的管道頂進，其方向測量遠比頂管的方向測量簡單得多。
3.本發明不需要像普通的頂管施工那樣，要靠注入潤滑漿來減小頂進阻力。
4.本發明所用管節不需要像普通的頂管施工那樣具有很高的軸向抗壓強度。
圖1為頂管施工法示意圖；圖2為盾構施工法示意圖；圖3為管節盾構機施工法適用的管道斷面形式；圖4為管節盾構機施工法所需設備示意圖；圖5為首節管節安裝完成的示意圖；圖6為機械手抓住管節示意圖；圖7為機械手把管節繞Z軸旋轉90度示意圖；圖8為機械手把管節繞X軸旋轉90度示意圖；圖9為第二節管節安裝示意圖；圖10為工作井洞口密封處理示意圖；圖11為把管節推到鋼套環內示意圖；圖12為接上充填漿注漿管示意圖；圖13為把盾構機及其作業倉向前推進示意圖；圖14為T型鋼套環安裝示意圖；圖15為F型鋼套環安裝示意圖；圖16為兩套環企口型接頭連接示意。
具體實施例方式
圖3所表示的是管節盾構機施工法適用的管道斷面形狀，整體環形管節的斷面形狀與鋪設管道的斷面形狀相一致，可為橢圓形、腰子形、多邊形和矩形，本實施例采用橢圓形整體管節，在施工中，可以使環形管的短軸置于水平狀態，為立式鋪設，也可以使環形管的長軸置于水平狀態，即臥式鋪設，本實施例是采用橢圓形斷面形狀的整體環形管節，其所用主要設備如圖4所示，圖中，1---接收井，11---盾構機，12---盾構機推進油缸，13---機械手，14---管節鋪設油缸，15--倉尾密封裝置，16---注漿孔，17---充填漿，18---整體管節，4---工作井，19---三分之一環形混凝土管墊，20---基坑導軌，21---鋼套環，22---管節運輸小車，23---接頭密封圈，24---弧形托架，25---作業倉。
本發明的實施例結合附圖作詳細說明1.在施工現場備有多個與需鋪設管道大小相應的在一個端面上置有密封接頭的橢圓形整體環形管節；2.由圖4所示，在要鋪設的管道兩端各構筑一個工作井4和一個接收井1，在工作井4內放入盾構機8，把弧形托架24移走，把盾構機推進油缸12和管節鋪設油缸14縮回，讓作業倉即盾尾殼體25留出一個較大的空間，作業倉的內徑必須比管節外徑大，便于管節在作業倉內翻轉和安裝，作業倉與管節外徑之間的空隙設有盾尾密封裝置，該裝置可以防止地下水和充填漿向作業倉內滲漏；3.當盾構機8退出工作井4到達可以安裝一節環形管節位置時，將第一節管節橫放在管節運輸車22運輸至作業倉以后，如圖5所示，然后通過機械手11抓住第一節管節18，環形管節運輸車22移走，如圖6所示；4.先把第一節管節18繞Z軸旋轉90度，如圖7所示，再把它繞X軸旋轉90度，使有密封接頭即鋼管套環21的端面向前，并把環形管擱到弧形托架上，如圖8、圖9所示，并通過墊塊把該級管節墊高到所需高度，安裝到工作井洞口處，完成首級環形管節的安裝，首節管節必須露出一部分在工作井內，以方便以后處理首節管節與工作井洞口之間的密封問題；5.繼續推進盾構機，當推進到可以安裝第二節管節時用起重機把第二節管節吊下，按第4)步方法旋轉第二節管節，并通過墊塊把該級管節墊高到所需高度，通過管節鋪設油缸12把第二節管節推到在其后方的第一節管節鋼套環21內，使第一、第二節管節聯接起來，如圖10、圖11所示；
6.完成第一、二節管節安裝后，需處理第一節管節與工作井洞口之間的密封，用快干水泥或堵漏王把洞口空隙封堵住，如圖10所示；7.繼續推進盾構機，當推進到可以安裝第三節管節時，用起重機把第三節管節吊下，重復3)、4)、5)步方法把第三節管節和第二節管節聯接起來；把第四節管節和第三節管節聯接，第五節管節和第四節管節聯接，依次逐節聯接，直至最后一節，全線貫通，管節的安裝鋪設完成；8.第二節管節的安裝鋪設完成后，需在其注漿孔內接上充填漿注漿管26，如圖12所示，并準備在第三節管節安裝完畢后，當盾構機推進油缸時開始注漿。如圖13所示，在盾構機切削并排土的同時，用盾構機推進油缸徐徐地把盾構機和作業倉向前推進，并同時向注漿管內注入一定壓力的充填漿，以防止地面沉降；9.最后，當盾構機推進油缸推到位以后，停下來并把盾構機推進油缸和管節鋪設油缸全部縮回，同時拆除注漿管并封堵住注漿孔。接下來可按安裝環形管同樣的方法和步驟把T型鋼套環安裝在作業倉內的環形管節上，至此，一個循環結束，以后按上述循環過程周而復始，直到全線貫通。
管節的密封接頭形式有T型鋼套環、F型鋼套環和企口型接頭等三種，T型鋼套環如圖14所示，T型鋼套環21和環型管之間通過密封圈23配合，F型鋼套環，其詳圖如圖15所示21---鋼套環，23---密封圈。企口型接頭，如圖16所示，23--密封圈。
權利要求
1.一種管節盾構機施工法，其特征在于，方法步驟為a)在施工現場備有多個與需鋪設管道大小相應的其斷面具有長軸、短軸并在一個端面上置有密封接頭的管節；b)在要鋪設的管道兩端各構筑一個工作井和一個接收井，在工作井內放入盾構機，并由推進油缸將盾構機向前推進；c)當盾構機被推出工作井到達可以安裝一節管節位置時，將前端套有鋼套環的首節管節第一節管節，安裝到工作井洞口處，完成首節管節的安裝；d)處理第一節管節與工作井洞口之間的密封，用快干水泥或堵漏王把洞口空隙封堵住；e)繼續推進盾構機，當推進到可以安裝第二節管節時用起重機把第二節管節吊下，橫向運輸至盾尾殼體以后，通過機械手先把第二節管節繞Z軸旋轉90度，再把它繞X軸旋轉90度，并通過墊塊把該級整體管節墊高到所需高度，通過管節鋪設油缸把第二節管節和第一節管節聯接起來；f)繼續推進盾構機，當推進到可以安裝第三節管節時用起重機把第三節管節吊下，按第5)步方法旋轉第三節管節，并通過墊塊把該節管節墊高到所需高度，通過管節鋪設油缸把第三節管節和第二節管節聯接起來；g)重復第6)步方法使第四節管節和第三節管節聯接，第五節管節和第四節管節聯接，距離長了管節用管節運輸小車運送，依次逐節聯接，直至最后一節，全線貫通，鋪設完成。
2.根據權利要求1所述的一種管節盾構機施工法，其特征在于，方法中所用其斷面具有長軸、短軸的整體管節為橢圓形或多邊形或腰子形。
3.根據權利要求1所述的一種管節盾構機施工法，其特征在于，兩節管節之間的密封是通過管節兩端的外部置有的密封圈與環形管節上置有的密封接頭相配合構成。
4.根據權利要求3所述的一種管節盾構機施工法，其特征在于，所述的兩節管節之間的密封還可通過管節制成的企口接頭連接而成。
5.根據權利要求3所述的一種管節盾構機施工法，其特征在于，所述的管節上置有的密封接頭為T型鋼套環或F型鋼套環。
全文摘要
本發明公開了一種管節盾構機施工法，步驟是，備有斷面具有長短軸的整體管節；盾構機推出工作井洞口，洞口處安裝前端套有鋼套環的首節管節，完成首節安裝；把第二管節橫向運至盾構機盾尾部的作業倉內；通過機械手把管節先繞Z軸旋轉90度，再繞X軸旋轉90度；用墊塊把管節墊高到所需高度，再用管節鋪設油缸把它安裝到首節管節的鋼套環內；以后按照上述方法逐節運輸、旋轉、墊高、再由管節鋪設油缸逐節把后面一節與已安裝好的管節一一合攏，完成管道鋪設。本發明與普通盾構施工相比，用整體管節，克服了管片接縫滲漏的缺點，節省許多附件和輔助材料，增強結構穩定性，安裝速度加快，縮短施工周期，降低成本，接頭密封性能好，適應土質范圍廣。
文檔編號E21D9/00GK1693666SQ200510026178
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月25日 優先權日2005年5月25日
發明者余彬泉 申請人:余彬泉