[發明專利]一種自密實加固與防滲先導管頂管裝置及其使用方法

無效

• 申請號: 201210585427.3
• 申請日: 2012-12-30
• 公開（公告）號: CN103032629A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 黎永索;陽軍生;張可能;彭立敏;曾旺輝;黃常波;張學民;麻彥娜;陳欣;肖超
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: F16L1/028
• 分類號: F16L1/028
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

技術領域

本發明涉及地下工程施工領域，特別涉及一種自密實加固與防滲先導管頂管裝置及其使用方法。

背景技術

在市政及地下工程建設領域，頂管法施工應用范圍越來越廣泛。在滲水地層和軟土地層中進行大口徑頂管施工時，采用人工或半機械法頂管作業時，在頂管前端很容易出現滲水和土方垮塌，給頂管施工帶來風險，而通常采取注漿的方法對頂管前端土方預加固時，不僅增加了工程直接成本和延長了施工周期，而且前期預加固注漿的漿液容易將頂管裹住，造成后續頂管頂力急劇增加和頂管變形嚴重。大口徑頂管過程中降水后再頂管施工，容易引起地層沉降，造成地下管線破壞和周邊建筑的不均勻沉降和破壞。

發明內容

本發明的目的是在頂管過程中，為了實現大口徑頂管作業時不降水，縮短頂管作業的工期，確保大口徑頂管作業的安全，提供一種自密實加固與防滲先導管頂管裝置及其使用方法，解決頂管施工過程中不降水及先導管管頭前端或管內的土體自密實加固與和防滲的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種自密實加固與防滲先導管頂管裝置，沿先導管前端內側全環向或局部布置有擠密板，擠密板前端有轉動軸孔，轉動軸穿過轉動軸孔與先導管刃口處的轉動軸支座連接；擠密板可以繞轉動軸轉動，改變擠密板與先導管之間的夾角，擠密板后端設置有限位螺栓，限位螺栓位置所對應的先導管上有固定板，固定板焊接在先導管內壁，固定板上有限位槽，限位螺栓可沿限位槽內移動；擠密板與先導管之間存在楔形空隙，內設可沿先導管縱向移動的楔形桿，楔形桿上焊接的螺桿穿過固定板內的設置內絲的螺孔，擰動螺桿上的螺母，可以使楔形桿沿先導管內縱向移動。

擠密板可以沿先導管前端內側全環向布置或局部布置。

先導管前端外側可以設有加強環。

本發明的工作過程如下：

在大口徑頂管的先導管內設置可以組合安裝和轉動的擠密板，擰動調節楔形桿上的螺帽，使楔形桿沿先導管縱向移動，以調節擠密板與先導管之間的夾角，將先導管頂入地層一定長度，先導管內的前段土體在擠密板作用下被擠密，地層的滲透性降低，實現了在管內土方開挖過程中自密實加固與防滲目的，使大口徑頂管作業不降水，并確保后段土體在開挖過程中的安全和前段土體的穩定性，同時降低進入擠密板的后段土體的開挖難度。先導管內的后段土體脫離了擠密板后，對后段土體開挖，在開挖后段土體過程中，可同時進行頂管，實現頂管的連續性作業。

擠密板與先導管之間的夾角該夾角范圍為1°～15°，根據地層條件和施工經驗，調整該夾角數值在1°～15°之間變動；擰動調節楔形桿上的螺帽，使楔形桿沿先導管縱向移動，使楔形桿前端分別與擠密板、先導管接觸，擰緊螺桿，固定擠密板，然后開始頂管。

擠密板與先導管之間的夾角需根據先導管的直徑、滲水地層或軟土地層的特性確定，頂管過程中可以調節擠密板與先導管之間的夾角，以適應不同的地層條件，實現自密實加固與防滲的目的。當地層比較密實或地層滲透性較小時，夾角取1°，當地層比較松散或地層滲透性較大時，夾角取15°。

本發明在大口徑頂管的先導管內安裝了可拆卸并可以調節夾角的管內土體擠密板，在滲水地層或軟土地層中進行大口徑的頂管過程中，利用管內擠密板對先導管內的土體進行擠密與加固，降低管內土體滲透性，實現頂管作業過程中不降水、土體自密實加固和防滲的目的。

（1）????大口徑頂管過程中不降水，降低了施工成本，保護了環境。

（2）??????通過該擠密板對先導管內土體擠密和加固，可以阻止水從頂管前端向管內滲透，確保了土方開挖過程中先導管內土體的穩定，為土方的安全開挖創造了條件。

（3）??????通過該擠密板對先導管內土體擠密和加固，可實現頂管作業的連續施工，縮短施工周期，提高了工效，節約了成本。

（4）??????通過該擠密板對先導管內土體擠密和加固，施工安全性好，地表沉降容易控制，具有很好的環境效益和社會效益。

附圖說明：

圖1是本發明的縱向剖面圖；

圖2是本發明擠密板的示意圖；

圖3是本發明楔形桿的示意圖；

圖4是本發明固定板的示意圖；

圖5是本發明擠密板全環向布置示意圖；

圖6是本發明擠密板局部布置的示意圖。

具體實施方式