[發(fā)明專利]用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置和施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310327137.3
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103388479A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許燁霜;史運杰;沈水龍;尹振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，包括：母頭定位套管、子頭定位插桿、承拉護套、承拉圓柱、滑軌支座、滑移套環(huán)、柔性限轉(zhuǎn)拉索、外伸鋼板、同步液壓千斤頂，其中：所述母頭定位套管焊接于頂管機尾部的內(nèi)側(cè)及預(yù)埋于管節(jié)承口端；所述子頭定位插桿預(yù)埋于管節(jié)插口端；所述承拉護套預(yù)埋于管節(jié)的管壁上；所述承拉圓柱與焊接于頂管機尾部內(nèi)側(cè)的所述母頭定位套管或待頂進管節(jié)中的所述承拉護套相連；所述滑軌支座的兩端分別固定在工作井前背井壁和工作井后背井壁上；所述滑移套環(huán)套在所述滑軌支座上并沿著所述滑軌支座的軸線往復(fù)滑動；所述柔性限轉(zhuǎn)拉索的軸線垂直于所述滑軌支座的軸線且所述柔性限轉(zhuǎn)拉索的兩端分別與所述滑移套環(huán)和所述承拉圓柱的一端相連接；所述外伸鋼板的一端與所述滑移套環(huán)固定連接；在管節(jié)兩側(cè)的左右對稱位置分別設(shè)置一套同步液壓千斤頂，所述同步液壓千斤頂?shù)暮笞潭ㄔ诠ぷ骶蟊尘谏希鐾揭簤呵Ы镯數(shù)穆輻U頂?shù)剿鐾馍熹摪宓膫?cè)面上，該連接使得所述滑移套環(huán)在所述同步液壓千斤頂?shù)捻斄ψ饔孟屡c頂管機同步前進。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述母頭定位套管為一根鋼管，長度為管節(jié)長度的1/16-1/15；在頂管機尾部內(nèi)側(cè)的左右對稱位置分別焊接一個所述母頭定位套管且所述母頭定位套管的軸線平行于頂管機的軸線；在每個管節(jié)承口端的左右對稱位置分別預(yù)埋一個所述母頭定位套管且所述母頭定位套管的軸線平行于管節(jié)的軸線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述子頭定位插桿為一根直圓鋼，其直徑與所述母頭定位套管的內(nèi)徑相同，其長度為所述母頭定位套管長度的2倍；在每個管節(jié)插口端的左右對稱位置分別預(yù)埋一個所述子頭定位插桿，所述子頭定位插桿的一半預(yù)埋在管節(jié)插口端中，其另一半插入所述母頭定位套管之中將頂管機與管節(jié)、管節(jié)與管節(jié)連為一體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述承拉護套為一根貫穿管節(jié)壁厚且長度等于該壁厚的鋼管，其內(nèi)徑與所述母頭定位套管的內(nèi)徑相同；在每個管節(jié)承口端預(yù)埋有兩個所述承拉護套，且分別位于距離管節(jié)承口端的端部為1/12-1/10管節(jié)長度的管節(jié)左右對稱位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述承拉圓柱為一根一端墩粗的鋼軸，其粗端的直徑大于所述承拉護套及所述母頭定位套管的內(nèi)徑；其細端的直徑等于所述承拉護套及所述母頭定位套管的內(nèi)徑，該細端設(shè)置有一圓孔且該圓孔的直徑為所述承拉圓柱細端的直徑的1/3-1/2；所述承拉圓柱為兩個且在頂進頂管機時分別插入焊接于頂管機尾部內(nèi)側(cè)的兩個所述母頭定位套管中，在頂進管節(jié)時分別插入待頂進管節(jié)的兩個所述承拉護套中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述滑軌支座為一根橫截面為圓形且表面光滑的鋼軸，數(shù)量為兩根且分別對稱位于管節(jié)的左下方和右下方，所述滑軌支座的軸線平行于管節(jié)的軸線且其軸線距工作井側(cè)壁和工作井底板的距離分別為2-3倍于所述滑軌支座的直徑和4-5倍于所述滑軌支座的直徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述滑移套環(huán)為一根鋼管，其內(nèi)徑與所述滑軌支座的外徑相同，其長度為管節(jié)長度的1/10-1/12；或者所述滑移套環(huán)為一根首尾焊接相連的鋼筋，該鋼筋的內(nèi)側(cè)邊緣圍成的圓的直徑與所述滑軌支座的外徑相同；所述滑移套環(huán)為兩個且分別套在管節(jié)兩側(cè)的所述滑軌支座上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工裝置，其特征在于，所述柔性限轉(zhuǎn)拉索為一根鋼鏈條，其一端與所述滑移套環(huán)固定連接，另一端與所述承拉圓柱的細端用卸扣活動連接；所述柔性限轉(zhuǎn)拉索或者為一根鋼絲繩，其一端與所述滑移套環(huán)固定連接，另一端與所述承拉圓柱的細端用卸扣活動連接；所述柔性限轉(zhuǎn)拉索為兩根且分別對稱設(shè)置于管節(jié)的左右兩側(cè)。

9.一種用拉索防止頂管機和管節(jié)旋轉(zhuǎn)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、預(yù)埋滑軌支座、母頭定位套管、子頭定位插桿和承拉護套，具體的：

在工作井前背井壁和工作井后背井壁的混凝土進行澆筑時，將兩根套有所述滑移套環(huán)的所述滑軌支座的兩端分別預(yù)埋在工作井前背井壁和工作井后背井壁上；在管節(jié)混凝土的澆筑過程中，將所述母頭定位套管、所述子頭定位插桿和所述承拉護套預(yù)埋在管節(jié)上；

第二步、在頂管機內(nèi)側(cè)焊接母頭定位套管，具體的：

將兩個所述母頭定位套管焊接于頂管機內(nèi)側(cè)的左右對稱位置；

第三步、頂管機的頂進與防止旋轉(zhuǎn)，具體的：

1）將頂管機吊裝到工作井內(nèi)基座的頂面的導(dǎo)軌上，啟動主頂液壓千斤頂，將頂管機頂至其機頭與封門的表面接觸時，停止頂進；

2）在頂管機的一側(cè)，將所述承拉圓柱沿頂進的反方向插入焊接于頂管機尾部內(nèi)側(cè)的所述母頭定位套管中至所述承拉圓柱的粗端與所述母頭定位套管的端部接觸；

3）在頂管機的一側(cè)，在保證所述柔性限轉(zhuǎn)拉索所在的軸線垂直于所述滑軌支座的軸線的前提下，用卸扣將所述柔性限轉(zhuǎn)拉索的一端與所述承拉圓柱的細端活動連接并將所述柔性限轉(zhuǎn)拉索的另一端與所述滑移套環(huán)固定連接；將所述外伸鋼板的一端與所述滑移套環(huán)固定連接；

4）在頂管機的一側(cè)，安裝一套同步液壓千斤頂，啟動所述同步液壓千斤頂，當(dāng)所述同步液壓千斤頂?shù)穆輻U頂至外伸鋼板的側(cè)面上時，關(guān)閉所述同步液壓千斤頂；

5）在頂管機的另一側(cè)，依次執(zhí)行第三步中的2）、3）、4）步驟；

6）同時啟動所述主頂液壓千斤頂和所述同步液壓千斤頂，且使得所述主頂液壓千斤頂和所述同步液壓千斤頂同步前進，將頂管機緩慢頂入前方土體，當(dāng)頂管機頂至所述滑移套環(huán)的端部與工作井前背井壁之間的距離為設(shè)定距離時，停止頂進；

7）依次解開兩根所述柔性限轉(zhuǎn)拉索與所述承拉圓柱之間的活動連接，然后依次將兩根所述承拉圓柱從所述母頭定位套管中拔出；

第四步、后續(xù)管節(jié)的頂進與防止旋轉(zhuǎn)，具體的：

1）松開所述主頂液壓千斤頂和所述同步液壓千斤頂，將后續(xù)的管節(jié)吊裝到工作井內(nèi)基座的頂面的導(dǎo)軌上，啟動所述主頂液壓千斤頂，將后續(xù)管節(jié)頂至該后續(xù)管節(jié)插口端的所述子頭定位插桿完全插入到位于該管節(jié)所述子頭定位插桿前方的所述母頭定位套管中時，停止頂進；

2）在管節(jié)的一側(cè)，將所述承拉圓柱沿從管節(jié)內(nèi)部向管節(jié)外部的方向插入預(yù)埋在管節(jié)中的所述承拉護套中至所述承拉圓柱的粗端與所述承拉護套的端部接觸；

3）在管節(jié)的一側(cè)，在保證所述柔性限轉(zhuǎn)拉索所在的軸線垂直于所述滑軌支座的軸線的前提下，用卸扣將所述柔性限轉(zhuǎn)拉索的一端與所述承拉圓柱的細端活動連接；

4）在管節(jié)的一側(cè)，啟動所述同步液壓千斤頂，當(dāng)所述同步液壓千斤頂?shù)穆輻U頂至所述外伸鋼板的側(cè)面上時，關(guān)閉所述同步液壓千斤頂；

5）在管節(jié)的另一側(cè)，依次執(zhí)行第四步中的2）、3）、4）步驟；

6）同時啟動所述主頂液壓千斤頂和所述同步液壓千斤頂，且使得所述主頂液壓千斤頂和所述同步液壓千斤頂同步前進，將管節(jié)緩慢頂入前方土體，當(dāng)管節(jié)頂至所述滑移套環(huán)的端部與工作井前背井壁之間的距離為設(shè)定距離時，停止頂進；

7）依次解開兩根所述柔性限轉(zhuǎn)拉索與所述承拉圓柱之間的活動連接，然后依次將兩根所述承拉圓柱從所述承拉護套中拔出；

8）分別將兩塊直徑等于所述承拉護套內(nèi)徑的圓形鋼板焊接在該已頂進管節(jié)的兩個所述承拉護套的靠管節(jié)內(nèi)側(cè)的端部進行堵漏，防止地下水滲入隧道內(nèi)部；

9）依次執(zhí)行第四步中的1）、2）、3）、4）、5）、6）、7）、8）步驟，至整條隧道貫通。