基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，包括位于所施工地下管道前端的钢套头工具管和安装在工作井内侧底部的顶进设备，所施工地下管道为由多个管道拼装节从前至后拼接而成，多个管道拼装节中位于最前侧的管道拼装节为前端拼装节；钢套头工具管安装在前端拼装节前端且其包括钢套管、安装在钢套管后端内侧的支撑环和固定在支撑环上且供前端拼装节前部同轴套装的插口，支撑环与钢套管呈垂直布设，支撑环的后侧壁与钢套管的后侧壁相平齐，前端拼装节的前侧壁支顶在支撑环上。本实用新型专利技术结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成粉砂土地层顶管施工过程，并且施工过程安全、可靠。

Pipe jacking construction structure of silt ground layer based on steel sleeve tool tube

The utility model discloses a steel tube head tool silty sand soil layer structure based on the pipe jacking construction, including the construction of underground pipeline is located in front of the steel tube and the tool head is installed on the bottom of the well work inside of the jacking equipment, the construction of underground pipeline is a pipeline assembly section from front to back and splicing the pipeline is located in the front section, assembling a plurality of pipe section for assembling steel sleeve head assembling front section; tool pipe installed in front of the front section assembly and includes a steel casing, mounted on the support ring and the inner side of the rear end of the steel sleeve is fixed on the support ring and the front end of the front section for assembling coaxially sheathed socket support ring steel tube and vertical layout, the rear wall of the rear wall of the steel tube and the support ring is flush, the front section of the front side wall assembly supporting the support ring. The utility model has the advantages of simple structure, reasonable design, convenient construction and good use effect, and can easily and rapidly complete the construction process of the ground pipe jacking of silt sand, and the construction process is safe and reliable.

【技术实现步骤摘要】
基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构
本技术属于地下管道施工
，尤其是涉及一种基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构。
技术介绍
顶管法是指隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。工作井一般用于市政工程中的隧道或地铁的施工，也可以用于给水排水工程、油井、矿井工程的施工。市政顶管施工中工作井是顶进操作室，从工作井开始顶进，到接收井出来。接收井是接收顶管机或工具管的场所，与工作井相比，接收井布置比较简单，工作井是顶管施工的顶进工作场所。粉砂土是岩石经过风化作用后的产物，颗粒介于细砂土和粉土之间，其颗粒组成中以砂粒和粉粒为主，粘性颗粒含量相对较少。粉砂土地层是指土体为粉砂土的地层，该地层中顶管施工难度较大。如对处于沣河老河床川道的西咸国际文化教育园区内科技路污水管道工程进行施工时，所施工管道全长2026m，设计管径D1000mm，管道平均埋深12m，该工程地勘报告显示为耕土(Qpd)、第四系全新系统冲积(Q4al)黄土状土、冲积(Q4al)中砂和中粗砂、第四季上更新统冲积(Q3al)粉质粘土和粗砂、第四系中更新统冲积(Q2al)粉质粘土和粗砂。由于上述工程中顶管管位深度所在砂层为全断面粉砂土地层，含水量较大，成拱性差，因此必须考虑顶进时管顶砂层全部压在管顶上而导致正压力、侧压力引起的摩阻力加大；同时，饱和砂层顶进时极易出现“栽头”和顶线偏移。采用传统的顶管施工模式(即人工手掘式法顶管施工)过程中，遇到大量粉砂层时，易塌方，无法施工，因而需对传统的顶管施工方法进行改进。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成粉砂土地层顶管施工过程，并且施工过程安全、可靠。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：包括位于所施工地下管道前端的钢套头工具管和安装在工作井内侧底部的顶进设备，所施工地下管道与钢套头工具管呈同轴布设且二者组成待顶进管道；所施工地下管道为由多个管道拼装节从前至后拼接而成且埋设于粉砂土地层内的拼接式管道，多个所述管道拼装节中位于最前侧的管道拼装节为前端拼装节，多个所述管道拼装节中位于最后侧的管道拼装节为后端拼装节；所施工地下管道为给排水管道或污水管道，所述管道拼装节为预制混凝土管节；所述钢套头工具管安装在所述前端拼装节前端；所述钢套头工具管包括钢套管、安装在钢套管后端内侧的支撑环和固定在支撑环上且供所述前端拼装节前部同轴套装的插口，所述钢套管、支撑环和插口呈同轴布设，所施工地下管道和钢套管均为圆管，所述钢套管的外径与所施工地下管道的外径相同，所述插口为圆筒状且其外径不大于所施工地下管道的内径，所述支撑环与钢套管呈垂直布设，所述支撑环的后侧壁与钢套管的后侧壁相平齐，所述前端拼装节的前侧壁支顶在支撑环上；所述钢套管的壁厚为0.8cm～1.2cm且长度为80cm～120cm，所述管道拼装节不长度大于钢套管的长度；所述顶进设备包括沿所施工地下管道的管道设计中心轴线对所述待顶进管道进行顶推的顶推设备、供所述待顶进管道向前移动的导轨、供顶推设备后部支顶的后支顶机构和安装于顶推设备前侧的顶铁，所述导轨位于顶推设备的正下方，所述后支顶机构固定在工作井的后侧井壁上，所述后支顶机构位于顶推设备后侧，所述顶铁位于顶推设备与所述待顶进管道之间。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述顶推设备和导轨均沿所施工地下管道的管道设计中心轴线布设。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述插口的长度为15cm～25cm。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述支撑环的外径与钢套管的内径一致，所述支撑环与钢套管焊接固定为一体或加工制作为一体；所述插口与支撑环焊接固定为一体或加工制作为一体。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述支撑环为钢环或由多个圆弧形支撑钢板组成的圆形支撑环。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述支撑环为厚度为15cm～25cm的厚支撑环或厚度为0.8cm～1.2cm的薄支撑环，所述薄支撑环的前侧沿圆周方向设置有多道三角形加劲肋，所述三角形加劲肋外侧固定在钢套管的内侧壁上。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述工作井位于所施工地下管道的后侧，所施工地下管道位于工作井与接收井之间；所述工作井和所述接收井均为由上至下开挖形成的竖井；所述竖井为立方体结构，所述竖井的四个井壁均呈竖直向布设且其四个所述井壁均为现浇钢筋混凝土结构，所述竖井的内侧底部为水平封底层，所述水平封底层为钢筋混凝土层，所述竖井的四个所述井壁与水平封底层紧固连接为一体；所述竖井的四个所述井壁分别为前侧井壁、位于前侧井壁正后方的后侧井壁以及分别连接于前侧井壁与后侧井壁左右两侧之间的左侧井壁与右侧井壁；所述工作井的前侧井壁上预留有进洞洞口，所述接收井的后侧井壁上预留有出洞洞口，所述进洞洞口和所述出洞洞口均为圆形且二者均沿所施工地下管道的管道设计中心轴线布设，所述进洞洞口的直径比钢套头工具管的外径大0.05m～0.1m，所述出洞洞口的直径比所述进洞洞口的直径大0.8m～1.2m。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述竖井的四个井壁外侧均设置有一个高压旋喷桩支护结构，每个所述高压旋喷桩支护结构均包括多个沿所支护井壁由前至后布设在同一竖直面上的高压旋喷桩，所述高压旋喷桩呈竖直向布设且其直径为Φ450mm～Φ550mm，所述高压旋喷桩的底部高度低于所述竖井的底部高度，所述高压旋喷桩支护结构中相邻两个所述高压旋喷桩之间的间距为350mm～450mm，四个所述井壁外侧的所述高压旋喷桩支护结构组成一个立方体状止水帷幕；所述竖井的四个井壁组成一个立方体状井壁结构，所述立方体状井壁结构由上至下分别为多个井壁节段，所述立方体状井壁结构与其外侧的立方体状止水帷幕紧固连接为一体；位于工作井的前侧井壁外侧的所述高压旋喷桩支护结构上设置有进洞口，所述进洞口位于所述进洞洞口的正前方且二者的直径相同。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：多个所述管道拼装节的长度均相同；所述导轨包括左右两个呈平行布设的轨道，两个所述轨道均沿所施工地下管道的管道设计中心轴线进行布设且二者呈对称布设；所述轨道的长度为管道拼装节长度的1.5倍～2倍，两个所述轨道之间的间距为管道拼装节外径的0.45倍～0.6倍。上述基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征是：所述后支顶机构为布设在工作井的后侧井壁前侧的装配式后背墙，所述装配式后背墙与顶推设备呈垂直布设；所述装配式后背墙包括支顶钢板和固定于所述支顶钢板与工作井的后侧井壁之间的支撑骨架，所述支撑骨架由方木和/或型钢拼接而成；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：包括位于所施工地下管道前端的钢套头工具管(2)和安装在工作井(1)内侧底部的顶进设备，所施工地下管道与钢套头工具管(2)呈同轴布设且二者组成待顶进管道；所施工地下管道为由多个管道拼装节(6)从前至后拼接而成且埋设于粉砂土地层内的拼接式管道，多个所述管道拼装节(6)中位于最前侧的管道拼装节(6)为前端拼装节，多个所述管道拼装节(6)中位于最后侧的管道拼装节(6)为后端拼装节；所施工地下管道为给排水管道或污水管道，所述管道拼装节(6)为预制混凝土管节；所述钢套头工具管(2)安装在所述前端拼装节前端；所述钢套头工具管(2)包括钢套管(2‑1)、安装在钢套管(2‑1)后端内侧的支撑环(2‑2)和固定在支撑环(2‑2)上且供所述前端拼装节前部同轴套装的插口(2‑3)，所述钢套管(2‑1)、支撑环(2‑2)和插口(2‑3)呈同轴布设，所施工地下管道和钢套管(2‑1)均为圆管，所述钢套管(2‑1)的外径与所施工地下管道的外径相同，所述插口(2‑3)为圆筒状且其外径不大于所施工地下管道的内径，所述支撑环(2‑2)与钢套管(2‑1)呈垂直布设，所述支撑环(2‑2)的后侧壁与钢套管(2‑1)的后侧壁相平齐，所述前端拼装节的前侧壁支顶在支撑环(2‑2)上；所述钢套管(2‑1)的壁厚为0.8cm～1.2cm且长度为80cm～120cm，所述管道拼装节不长度大于钢套管(2‑1)的长度；所述顶进设备包括沿所施工地下管道的管道设计中心轴线对所述待顶进管道进行顶推的顶推设备(3)、供所述待顶进管道向前移动的导轨(4)、供顶推设备(3)后部支顶的后支顶机构和安装于顶推设备(3)前侧的顶铁(5)，所述导轨(4)位于顶推设备(3)的正下方，所述后支顶机构固定在工作井(1)的后侧井壁(7)上，所述后支顶机构位于顶推设备(3)后侧，所述顶铁(5)位于顶推设备(3)与所述待顶进管道之间。...

【技术特征摘要】
1.一种基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：包括位于所施工地下管道前端的钢套头工具管(2)和安装在工作井(1)内侧底部的顶进设备，所施工地下管道与钢套头工具管(2)呈同轴布设且二者组成待顶进管道；所施工地下管道为由多个管道拼装节(6)从前至后拼接而成且埋设于粉砂土地层内的拼接式管道，多个所述管道拼装节(6)中位于最前侧的管道拼装节(6)为前端拼装节，多个所述管道拼装节(6)中位于最后侧的管道拼装节(6)为后端拼装节；所施工地下管道为给排水管道或污水管道，所述管道拼装节(6)为预制混凝土管节；所述钢套头工具管(2)安装在所述前端拼装节前端；所述钢套头工具管(2)包括钢套管(2-1)、安装在钢套管(2-1)后端内侧的支撑环(2-2)和固定在支撑环(2-2)上且供所述前端拼装节前部同轴套装的插口(2-3)，所述钢套管(2-1)、支撑环(2-2)和插口(2-3)呈同轴布设，所施工地下管道和钢套管(2-1)均为圆管，所述钢套管(2-1)的外径与所施工地下管道的外径相同，所述插口(2-3)为圆筒状且其外径不大于所施工地下管道的内径，所述支撑环(2-2)与钢套管(2-1)呈垂直布设，所述支撑环(2-2)的后侧壁与钢套管(2-1)的后侧壁相平齐，所述前端拼装节的前侧壁支顶在支撑环(2-2)上；所述钢套管(2-1)的壁厚为0.8cm～1.2cm且长度为80cm～120cm，所述管道拼装节不长度大于钢套管(2-1)的长度；所述顶进设备包括沿所施工地下管道的管道设计中心轴线对所述待顶进管道进行顶推的顶推设备(3)、供所述待顶进管道向前移动的导轨(4)、供顶推设备(3)后部支顶的后支顶机构和安装于顶推设备(3)前侧的顶铁(5)，所述导轨(4)位于顶推设备(3)的正下方，所述后支顶机构固定在工作井(1)的后侧井壁(7)上，所述后支顶机构位于顶推设备(3)后侧，所述顶铁(5)位于顶推设备(3)与所述待顶进管道之间。2.按照权利要求1所述的基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：所述顶推设备(3)和导轨(4)均沿所施工地下管道的管道设计中心轴线布设。3.按照权利要求1或2所述的基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：所述插口(2-3)的长度为15cm～25cm。4.按照权利要求1或2所述的基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：所述支撑环(2-2)的外径与钢套管(2-1)的内径一致，所述支撑环(2-2)与钢套管(2-1)焊接固定为一体或加工制作为一体；所述插口(2-3)与支撑环(2-2)焊接固定为一体或加工制作为一体。5.按照权利要求1或2所述的基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：所述支撑环(2-2)为钢环或由多个圆弧形支撑钢板组成的圆形支撑环。6.按照权利要求1或2所述的基于钢套头工具管的粉砂土地层顶管施工结构，其特征在于：所述支撑环(2-2)为厚度为15cm～25cm的厚支撑环或厚度为0.8cm～1.2cm的薄支撑环，所述薄支撑环的前侧沿圆周方向设置有多道三角形加劲肋(2-4)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光华，王晓峰，李任，马志强，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第五工程有限公司，
类型：新型
国别省市：云南,53