泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法
【專利摘要】一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法，包括工具管，工具管與混凝土后背之間設有千斤頂，在工具管的前端設有滲水管，滲水管的一部分穿過管帽，另一部分位于工具管內，所述的滲水管后端開放，在滲水管的管壁上設有多個滲水孔。本發明提供的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法，通過在工具管的前端設置滲水管，通過滲水管的集水作用降低地下水位，提高作業土體的強度，為手掘式作業創造條件。設置的井點降水管，實現深井井點降水，降低后背所在位置土體的含水量，提高該位置土體的強度。設置的受荷樁進一步增加了混凝土后背的承受力，以便于承載千斤頂的支座反力。
【專利說明】泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及手掘式頂管施工領域，特別是一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，我國污水處理工程迅猛發展，很多城市地下大口徑管道需要穿越城市街道、市政道路、公路或鐵路等建筑物，為減少對建筑物損壞，盡量減少對交通的影響，經常采用頂管施工。由于頂管專用施工設備費用高，大多數情況下采用手掘式頂管施工，而頂管的實施過程中，常會遇到淤泥、流砂等軟弱地層，因后背不能承受頂進過程中的反作用力，給普通手掘式頂管施工帶來很大難度，甚至造成頂管工程的失敗。
[0003]正常情況下的手掘式頂管施工時，在沒有專用糾偏設備的情況下，通常采用在工具管的進口的不同方向增加頂進阻力或減小頂進阻力，在頂進過程中使工具管的軸線發生變化，從而保證后續管道軸線與設計相符。但是由于淤泥、流砂的流動性，工具管的進口處經常自動垮塌，甚至流砂或淤泥流進工具管，造成手掘式頂管施工時糾偏困難，進而造成頂管施工失敗。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法，可以降低作業面土體的含水量，提高頂管施工的成功率。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，包括工具管，工具管與混凝土后背之間設有千斤頂，在工具管的前端設有滲水管，滲水管的一部分穿過管帽，另一部分位于工具管內，所述的滲水管后端開放，在滲水管的管壁上設有多個滲水孔。
[0006]在每個滲水孔的前方設有滲水孔防護罩。
[0007]在工具管與千斤頂之間設有頂鐵。
[0008]在工具管的下方設有集水坑及排水泵。
[0009]所述的滲水管位于靠近工具管底部的位置。
[0010]所述的滲水管傾斜布置，后端較低。
[0011]一種采用上述的施工裝置進行泥砂淤泥區手掘式頂管施工的方法，包括以下步驟:
一、在工作井內正對著工具管的一側打入一排豎向的受荷樁；
二、在受荷樁之前澆筑后背，安裝千斤頂和頂鐵；
三、在工具管前端內底部，打入一根或數根滲水管，工具管管口附近土體的地下水通過滲水管提前滲出，使工具管管口處于降水漏斗范圍內；
四、工具管每頂進一個行程，滲水管提前頂進一個行程，確保滲水管提前預頂進土體，提前滲水并經集水坑及排水泵排出，使作業面土體含水量降低； 通過上述步驟，實現泥砂淤泥區手掘式頂管施工。
[0012]在步驟一之前，在工作井內和工作井外靠后側設置多個井點降水管，進行井點降水，井點降水管的深度大于工作井的深度。
[0013]所述的所述的滲水管傾斜布置，后端較低。
[0014]在向下游頂管時，在滲水管管口采用真空抽吸排水。
[0015]本發明提供的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置及方法，通過在工具管的前端設置滲水管，通過滲水管的集水作用降低地下水位，提高作業土體的強度，為手掘式頂管作業創造有利條件。設置的井點降水管，實現深井井點降水，降低后背所在位置土體的含水量，提高該位置土體的強度。設置的受荷樁進一步增加了混凝土后背的承受力，以便于承載千斤頂的支座反力。由于工具管上半部份處于人工形成的地下水位線之上，上部及兩側土體變干，強度有所增加，下部土體仍處于地下水位線之下，強度沒有發生大的改善，仍較低。因而防止了滲水管以上的土體流動進入工具管，創造了較好開挖環境。而且由于工具管上方和兩側土體較干，便于在工具管前端的上部及兩側增加阻力或多挖以減小阻力的方式及時進行糾偏。在滲水孔前增設滲水孔防護罩，可以防止滲水管和滲水孔在頂進過程堵塞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
圖1為本發明方法的施工流程圖。
[0017]圖2為本發明裝置的俯視示意圖。
[0018]圖3為圖2的B-B剖視示意圖。
[0019]圖4為圖2的A-A剖視示意圖。
[0020]圖中:滲水管I，滲水孔2，滲水孔防護罩3，管帽4，工具管5，工作井6，井點降水管7，受荷樁8，千斤頂9，頂鐵10，集水坑及排水泵11，有滲水管后的地下水位線12，后背13。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:
如圖2?4中，一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，包括工具管5，工具管5與混凝土后背之間設有千斤頂9，在工具管5的前端設有滲水管1，滲水管I的一部分穿過管帽4，另一部分位于工具管5內，所述的滲水管I的前端成錐形以利于頂進，后端開放以利于排水，在滲水管I的管壁上設有多個滲水孔2。由此結構，地下水通過滲水孔2進入滲水管I進行匯聚，形成了地下水漏斗，從而降低了工具管5前端的地下水位，如圖3、4中所示。這優化了手掘式頂管施工的作業條件。
[0022]優選的方案如圖2、3中，在每個滲水孔2的前方設有滲水孔防護罩3。由此結構，避免滲水孔2堵塞。
[0023]如圖2、3中，在工具管5與千斤頂9之間設有頂鐵10。由此結構，便于傳遞頂力。
[0024]如圖2中，在工具管5的下方設有集水坑及排水泵11。由此結構，便于排出工作井內的積水。
[0025]優選的方案如圖3中，所述的滲水管I位于靠近工具管5底部的位置。由此結構，便于進一步降低地下水位線。[0026]優選的方案中，所述的滲水管I傾斜布置，前端較高，后端較低。由此結構，便于排水。
[0027]實施例2:
如圖廣4中所示，一種采用上述實施例的施工裝置進行泥砂淤泥區手掘式頂管施工的方法，包括以下步驟:
一、在工作井內正對著工具管5的一側打入一排豎向的受荷樁8;通過打入受荷樁8提高了混凝土后背13的承載力；
二、在受荷樁8之前澆筑后背13，安裝千斤頂9和頂鐵10；
三、在工具管5前端內底部，打入一根或多根滲水管1，圖中僅示出I根，工具管管口附近土體的地下水通過滲水管I提前滲出，使工具管管口處于降水漏斗范圍內；
四、工具管5每頂進一個行程，滲水管I提前頂進一個行程，確保滲水管I提前預頂進土體，提前滲水并經集水坑及排水泵11排出，使作業面土體含水量降低；
通過上述步驟，實現泥砂淤泥區手掘式頂管施工。由上述的步驟保證了工具管5前端土體的強度，便于在頂進過程中挖土和通過增加不同方向的阻力進行糾偏，從而保證了泥砂淤泥地區手掘式頂管施工的施工質量。
[0028]優選的方案如圖2、3中，在步驟一之前，在工作井6內和工作井6外靠后側設置多個井點降水管7，進行井點降水，井點降水管7的深度大于工作井6的深度。通過井點降水管7的降水作用，降低了工作井6后背土體的含水量，提高了土體的強度，進而增強混凝土后背的承載力。在受荷樁8和井點降水管7這兩種方式的共同作用下，后背13的承載能力有較大提高，達到平衡千斤頂9運行時反力的效果，保證頂進過程中千斤頂的正常運行。
[0029]優選的，所述的所述的滲水管I傾斜布置，后端較低，以便于排水。
[0030]向上游方向頂管時，利用主管的坡度排水，必要時采用真空抽吸排水；向下游頂管時采用在滲水管管口進行抽吸排水，排出的水進入集水井，通過潛水泵抽出。
[0031]在以上的實施例中，前方是指圖2、3中的左側。
[0032]以上的實施例為便于理解而作出的說明，不是對于本發明的限制，本發明的保護范圍以權利要求書中記載的保護范圍為準，也包括未記載在權利要求書中，但是與權利要求書中的技術特征構成等同替換、刪減和增加的技術特征所構成技術方案。
【權利要求】
1.一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，包括工具管(5)，工具管(5)與混凝土后背之間設有千斤頂(9)，其特征是:在工具管(5)的前端設有滲水管(1)，滲水管(I)的一部分穿過管帽(4)，另一部分位于工具管(5)內，所述的滲水管(I)后端開放，在滲水管(I)的管壁上設有多個滲水孔(2)。
2.根據權利要求1所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，其特征是:在每個滲水孔(2)的前方設有滲水孔防護罩(3)。
3.根據權利要求1所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，其特征是:在工具管(5 )與千斤頂(9 )之間設有頂鐵(10 )。
4.根據權利要求1所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，其特征是:在工具管(5)的下方設有集水坑及排水泵(11)。
5.根據權利要求1所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，其特征是:所述的滲水管(I)位于靠近工具管(5)底部的位置。
6.根據權利要求1所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工裝置，其特征是:所述的滲水管(I)傾斜布置，后端較低。
7.一種采用權利要求1飛任一項所述的施工裝置進行泥砂淤泥區手掘式頂管施工的方法，其特征是包括以下步驟: 一、在工作井(6)內正對著工具管(5)的一側打入一排豎向的受荷樁(8)； 二、在受荷樁(8)之前澆筑后背(13)，安裝千斤頂(9 )和頂鐵(10 ); 三、在工具管(5)前端內靠近底部的位置,打入一根或數根滲水管(I)，工具管O管口附近土體的地下水通過滲水管(I)提前滲出，使工具管管口處于降水漏斗范圍內； 四、工具管(5)每頂進一個行程，滲水管(I)提前頂進一個行程，確保滲水管(I)提前預頂進土體，提前滲水并經集水坑及排水泵(11)排出，使作業面土體含水量降低； 通過上述步驟，實現泥砂淤泥區手掘式頂管施工。
8.根據權利要求7所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工方法，其特征是:在步驟一之前，在工作井(6)內和工作井(6)外靠后側設置多個井點降水管(7)，進行井點降水，井點降水管(7)的深度大于工作井(6)的深度。
9.根據權利要求7所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工方法，其特征是:所述的滲水管(I)傾斜布置，后端較低。
10.根據權利要求7所述的一種泥砂淤泥區手掘式頂管施工方法，其特征是:在向下游頂管時，在滲水管(I)管口采用真空抽吸排水。
【文檔編號】F16L1/028GK103883796SQ201410135674
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月7日 優先權日:2014年4月7日
【發明者】黃浩, 肖卓文, 高忠武, 何延平, 孫麗鳳, 曾利紅, 汪紅兵, 王琳 申請人:葛洲壩集團第一工程有限公司