專利名稱：頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)領域的方法，具體是一種頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法。
背景技術(shù)：
目前頂管施工已經(jīng)廣泛應用于市政污水管等地下管道的施工中。頂管施工中，頂進力的大小直接影響頂進效率。為了減小管道頂進時與土體之間的摩擦阻力，后續(xù)管節(jié)的直徑比頂管機的直徑小10mm。這樣，在管節(jié)與土體之間形成了10mm的間隙，頂進時，通過管節(jié)上的預留孔道向管道外壁注入膨潤土的減阻泥漿，在管道外圍形成一個泥漿護套，減小了管節(jié)外壁和土體間的摩阻力，從而減小頂進時的頂力。泥漿護套形成的好壞，直接影響到減阻的效果。頂管工程中應用最廣泛的是膨潤土泥漿。膨潤土經(jīng)加水攪拌后，成為懸浮液，當懸浮液靜止時，會形成凝膠體。膨潤土泥漿具有觸變性，這有助于頂進管道在地層間運動時成為減摩劑，以粘性液體減少摩阻力；靜止時，成為凝膠體支撐地層。因此，頂管施工中的一項關(guān)鍵措施是向頂進管節(jié)與周圍土體之間的環(huán)形空隙中均勻壓入膨潤土泥漿，形成穩(wěn)定的泥漿護套。
經(jīng)對現(xiàn)有的技術(shù)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)朇N99240224.7，發(fā)明名稱一種用于頂管施工減少管壁與土層之間摩擦阻力的裝置，公開號CN2413120，該專利自述為一種用于頂管施工減少管壁與土層之間摩擦阻力的裝置，在已有頂管設備中增設一套輔助液壓設備。輸油管從油泵出口端至單節(jié)管入口處的一段為軟管；在每個單節(jié)管內(nèi)壁的頂部，沿其長度方向上設置輸油總管，在每個單節(jié)管內(nèi)壁的中部設置與輸油總管相連通的環(huán)形輸油分管，環(huán)形輸油分管上設有數(shù)個噴油管，在每個單節(jié)管的管壁上與噴油管相對應處設有圓孔。具體方法為頂管頂進時，膨潤土泥漿在油泵壓力下進入輸油總管，當膨潤土泥漿經(jīng)過單管節(jié)內(nèi)壁的中部時，進入與輸油總管相連通的環(huán)形輸油分管，通過環(huán)形輸油分管上設置的噴油管和管壁上的圓孔進入管節(jié)與周圍土體之間的空隙，使管道周圍充滿漿液，形成泥漿護套。該專利雖然提出了一個減小管壁與土層之間摩阻力的方法，但是膨潤土泥漿通過設置在單管節(jié)中部管壁上的壓漿孔壓出，形成點狀壓漿。采用這種方式壓出的泥漿經(jīng)常會集中在壓漿孔附近，不能均勻地分布在周圍的空隙中。因此，不能形成穩(wěn)定有效的泥漿護套。在實際工程中，減阻效果并不十分理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法。該方法改變了以往壓漿孔設在管節(jié)中部的做法，而將其設在管節(jié)承口端的橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置，從而使點狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，這樣大大有利于形成有效的環(huán)狀泥漿護套。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括以下步驟1)利用鋼筋混凝土頂管機。頂管管節(jié)采用鋼筋混凝土企口管，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間放置襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外側(cè)有20mm的環(huán)形間隙。
2)利用上述間隙，在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口。具體是在鋼筋混凝土企口管尾部環(huán)向均勻地布置4只壓漿孔，呈90°環(huán)向交叉布置。壓漿孔采用預埋鋼管，在其內(nèi)側(cè)帶有螺牙，以便于壓漿軟管與之連接，并且不用時可以用堵頭封堵。
3)頂進機推進時，通過現(xiàn)存的壓漿設備將膨潤土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔向外壓漿。
4)膨潤土泥漿通過內(nèi)壁的壓漿孔入口進入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)形間隙中，泥漿在充滿環(huán)形間隙后，向土體中擴散，這樣點狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成有效的環(huán)狀泥漿護套，提高了壓漿質(zhì)量，可以取得良好的減阻效果。
本發(fā)明通過向鋼筋混凝土管節(jié)與周圍土體之間的環(huán)縫空隙中壓入膨潤土泥漿，填充頂管施工時管道與周圍土體之間的空隙，在整個管道外圍均勻地充滿泥漿，形成穩(wěn)定的環(huán)狀膨潤土泥漿護套，減小了管節(jié)外壁和土體間的摩阻力，從而有效減小頂進時的頂力。
本發(fā)明簡單可靠，經(jīng)濟實用，應用于市政污水管等地下管道的頂管施工中。經(jīng)過工程實踐驗證，取得了顯著的效果。


圖1為本發(fā)明壓漿孔布置剖面2為本發(fā)明壓漿孔布置斷面圖具體實施方式
結(jié)合本發(fā)明的技術(shù)方案提供以下實施例實施例如圖1、圖2所示，工程實例為上海市合流污水治理工程中的污水管頂管工程。工程采用Φ1650mm的鋼筋混凝土企口管，外徑φ2030mm，壁厚190mm，每節(jié)有效長度為2000mm，全長2135mm。工程段從中山北路嵐皋路口的12號井到光復西路東新路口，全長231.5m，分兩個頂程。
第一頂程采用傳統(tǒng)的點狀壓漿方法施工；第二頂程采用本發(fā)明的環(huán)狀壓漿方法施工。
第一頂程，由于采用點狀壓漿方法施工，壓漿工作不理想，頂進時頂力上升較快，在頂進22節(jié)以后，頂進長度45m處時，加強壓漿措施，并采取補壓漿，使頂力有所下降，在100m內(nèi)頂力達到了3040kN。而且各節(jié)頂進時的阻力變化較大。
第二頂程，對壓漿工藝進行了改進，采用環(huán)狀壓漿方法施工。具體施工步驟如下1)鋼筋混凝土企口管式頂管管節(jié)，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間有襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外測有20mm的環(huán)形間隙，如圖1所示。
2)在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口。共有4只壓漿孔，位置分別設置在45°、135°、225°、315°處，呈90°環(huán)向交叉布置。
壓漿孔采用φ20×3的預埋鋼管，其內(nèi)側(cè)帶有螺牙，以便于壓漿軟管與之連接，并且不用時可以用堵頭封堵。
3)頂進機推進時，通過現(xiàn)存的壓漿設備將膨潤土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔壓漿，如圖1所示。
4)膨潤土泥漿通過內(nèi)壁的泥漿入口進入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)縫空隙中，泥漿在充滿環(huán)縫空隙后，向土體中擴散，這樣點狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成有效的環(huán)狀泥漿護套，提高壓漿質(zhì)量。
整個頂進過程中，頂力隨著頂進距離增加沒有明顯的變化，全程頂進未采用補壓漿措施。該頂程在100m內(nèi)的頂力僅為1226kN，比傳統(tǒng)的點狀壓漿方法施工減小60％。環(huán)狀壓漿方法施工的泥漿減阻效果十分顯著。
權(quán)利要求
1.一種頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法，其特征在于，包括以下步驟1)利用鋼筋混凝土頂管機，頂管管節(jié)采用鋼筋混凝土企口管，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間放置襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外側(cè)有環(huán)形間隙；2)利用上述間隙，在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口；3)頂進機推進時，通過壓漿設備將膨潤土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔向外壓漿；4)膨潤土泥漿通過內(nèi)壁的壓漿孔入口進入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)形間隙中，泥漿在充滿環(huán)形間隙后，向土體中擴散，這樣點狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成有效的環(huán)狀泥漿護套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法，其特征是，所述的環(huán)形間隙為20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法，其特征是，步驟2)中，在鋼筋混凝土企口管尾部環(huán)向均勻地布置4只壓漿孔，呈90°環(huán)向交叉布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法，其特征是，步驟2)中，壓漿孔采用預埋鋼管，在其內(nèi)側(cè)帶有螺牙，便于壓漿軟管與之連接，或者用堵頭封堵。
全文摘要
一種建筑工程技術(shù)領域的頂管施工中以環(huán)狀泥漿護套減小頂力的方法，步驟為1)利用鋼筋混凝土頂管機，頂管管節(jié)采用鋼筋混凝土企口管，其內(nèi)側(cè)的承口端與插口端之間放置襯墊材料和橡膠密封圈；承口端與插口端的外側(cè)有環(huán)形間隙；2)利用間隙，在鋼筋混凝土企口管靠近承口端的內(nèi)壁上布置管節(jié)壓漿孔入口，在橡膠密封圈外側(cè)環(huán)縫位置布置壓漿孔出口；3)頂進機推進時，通過壓漿設備將膨潤土泥漿送到壓漿孔，通過壓漿孔向外壓漿；4)膨潤土泥漿通過壓漿孔入口進入到管節(jié)承口端與插口端的環(huán)形間隙中，泥漿在充滿環(huán)形間隙后，向土體中擴散，點狀漿液出口變成了環(huán)狀漿液出口，形成環(huán)狀泥漿護套。本發(fā)明簡單可靠，經(jīng)濟實用，適用于地下管道的頂管施工中。
文檔編號F16L1/028GK1773151SQ20051011042
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者沈水龍, 龐曉明, 蔣永勤, 唐翠萍 申請人:上海交通大學