[發明專利]用拉桿防止頂管機和管節旋轉的施工裝置和施工方法

有效

• 申請號: 201310327164.0
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103382843A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 許燁霜;沈水龍;史運杰;尹振宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種地下建筑工程技術領域中的施工裝置和施工方法，具體地，涉及一種用拉桿防止頂管機和管節旋轉的施工裝置和施工方法。

背景技術

頂管工法有著施工效率高、經濟性強的特點，是軟土地層中小型地下隧道的主要施工方式。該工法需要先將頂管機頂進地下土層，然后再將后續管節接力頂進。在頂進的過程中，當頂管機和已頂進管節與土體之間的摩阻力無法平衡頂管機刀盤旋轉帶來的反向力矩時，頂管機和已頂進管節就會發生旋轉從而產生環向偏差，給頂進操作、測量、排土、止水等均帶來極其不利的影響，所以，如何防止頂管機和管節旋轉是頂管施工中的難點之一。

經對現有技術文獻的檢索發現，中國專利號為201020522343.1，專利公開號為：201818900U，專利名稱為：大口徑頂管機出洞防偏差裝置，該專利自述為：“包括防旋轉裝置，在頂管機尾部左、右對稱設置該防旋轉裝置，該防旋轉裝置具有U形槽開口，該U形槽開口指向頂管機軸線頂進方向并卡在管節尾部，該防旋轉裝置的頂部設有多個螺栓并通過該多個螺栓固定在管節尾部。所述的大口徑頂管機出洞防偏差裝置，其進一步的特點是，還包括在頂管機機頭管節后方的兩側配置的壓重塊。”。該專利自述，其使用方法為：“為了控制頂管機正常頂進階段環向姿態，在頂管機機頭或管節后方的兩側做好放壓重塊的架子，并均衡放置壓重塊。當頂管機身右轉時，將右側的壓重塊搬向左邊；反之，當頂管機身左轉時，將左側的壓重塊搬至右側。”。該專利中所述防旋轉裝置在使用過程中需要根據頂管機及管節的旋轉趨勢反復搬動壓重塊，施工效率低；而且，由于頂管機刀盤在切割前方土體時產生的反向力矩是隨時變化的，平衡該反向力矩需要的壓重也在隨時變化，在實際操作過程中很難確定壓重塊的重量是多大，故該專利采用的配重壓回式的防旋轉裝置和方法常會出現糾偏不足或糾偏過大的現象，可靠性較低、存在隱患。所以，該專利中所述防旋轉裝置雖然在一定程度上解決了頂管機和管節發生旋轉以后如何糾偏的問題，但是存在著施工效率低、可靠性低、存在隱患等缺點。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用拉桿防止頂管機和管節旋轉的施工裝置和施工方法，該裝置和方法改變了以往的在頂管機和管節發生旋轉以后再進行糾偏的被動糾偏方式，采用一種將頂管機和管節連為一體、在工作井內設置一對剛性限轉拉桿拉住頂管機或管節的主動防偏方式，從而有效防止頂管機和管節產生旋轉。

根據本發明的一個方面，提供一種用拉桿防止頂管機和管節旋轉的施工裝置，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、剛性限轉拉桿基本段、剛性限轉拉桿接長段，其中：所述母頭定位套管焊接于頂管機尾部的內側及預埋于管節承口端；所述子頭定位插桿預埋于管節插口端；所述承拉護套預埋于管節的管壁上；所述承拉圓柱與焊接于頂管機尾部內側的所述母頭定位套管或待頂進管節中的所述承拉護套相連，所述承拉圓柱一端為粗端，另一端為細端；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；所述滑移套環套在所述滑軌支座上并沿著所述滑軌支座的軸線往復滑動；所述剛性限轉拉桿基本段和所述剛性限轉拉桿接長段均為兩套且分別對稱設置于管節的左右兩側，所述剛性限轉拉桿基本段的一端與所述滑移套環固定連接，另一端與所述剛性限轉拉桿接長段活動連接或與所述承拉圓柱的細端活動連接。

優選地，所述母頭定位套管為一根鋼管，長度為管節長度的1/16-1/15；在頂管機尾部內側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；在每個管節承口端的左右對稱位置分別預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的軸線。

優選地，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；在每個管節插口端的左右對稱位置分別預埋一個所述子頭定位插桿，所述子頭定位插桿的一半預埋在管節插口端中，另一半插入所述母頭定位套管之中將頂管機與管節、管節與管節連為一體。

優選地，所述承拉護套為一根貫穿管節壁厚且長度等于該壁厚的鋼管，其內徑與所述母頭定位套管的內徑相同；在每個管節承口端預埋有兩個所述承拉護套，且分別位于距離管節承口端的端部為1/12-1/10管節長度的管節左右對稱位置。