一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法技术

本发明专利技术提供了一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，包括：S100计算顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小；S200在所述顶管内底部铺设供配重小车移动的轨道，各管节内轨道相接；S300当机头即将进入浅覆土区时，在紧邻所述机头的管节内布置一辆配重小车，所述配重小车的前端通过连接线与所述机头的后端连接；S400所述机头每顶进单位距离d，则在最末的配重小车后再布置一辆配重小车，且相邻的两个配重小车通过连接线连接；S500当所述机头穿越整个浅覆土区后，停止布置新的配重小车，撤去最前端配重小车与所述机头间的连接线，将最末端配重小车通过连接线与沉井后壁连接。本发明专利技术能自由方便地调整配重点与配重量，大幅提高了工作效率，节省了大量人力物力。

【技术实现步骤摘要】
一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法
本专利技术涉及一种顶管抗浮施工的管内配重方法，具体地，涉及一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法。
技术介绍
顶管施工以其不需开挖、对周围环境影响较小等优点而在城市管线的建设和改造中得到推广和应用。然而当顶管穿越江、河、湖、海等复杂情形时，抗浮是在水下顶进施工时需要解决的技术难题之一，特别是待穿越区域水深较大，顶管上方覆土较浅的情形。管内配重是解决顶管上浮难题的方法之一。经过对国内顶管抗浮技术文献的检索，在管内堆置砂包是最常用的一种管内配重方法。钟显奇、周志强等在《给水排水》2011，No2，pp.93-96上发表的“西江引水工程大直径钢管顶管施工关键技术措施及效果”中利用顶管内放置砂包的方法解决了西江引水工程大直径钢管顶管穿越超浅覆土河道工程。然而利用砂包进行管内配重时，配重量大小不能被准确把握，搬运时机动性较差，需要大量的人力和物力。由此，业界需要更加方便、经济的管内配重方法。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，通过在管内安装轨道和载重小车，解决了现有的管内配重作业中，配重大小不能准确把握，配重搬运时机动性较差，耗费大量人力和物力的问题。为实现上述目的，本专利技术所述的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，包括：S100，计算顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小；S200，在所述顶管内底部铺设供配重小车移动的轨道，管节内的轨道互相连接；S300，当机头即将进入浅覆土区时，在紧邻所述机头的管节内根据所述管节在当前浅覆土区所受的上浮荷载的大小布置一辆配重小车，所述配重小车的前端通过连接线与所述机头的后端连接；S400，所述机头每顶进单位距离d，则在最末的配重小车后再布置一辆配重小车，且相邻的两个配重小车通过连接线连接；S500，当所述机头穿越整个浅覆土区两倍管节长度的距离后，停止布置新的配重小车，撤去最前端配重小车与所述机头间的连接线，将最末端配重小车通过连接线与沉井后壁连接。进一步的，在所述S100中，顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小的计算公式为：其中，F为所受上浮荷载，ρ为水的密度，g为重力加速度，L为进入浅覆土区域的顶管长度,D为顶管外径。进一步的，所述S200包括：S201测量配重小车的轮距；S202根据所述配重小车的轮距，在所述顶管底部铺设供所述配重小车移动的轨道。进一步的，在所述S202中，所述轨道采用焊接方式铺设。进一步的，所述S300与S400之间，还包括：S310在所述配重小车中，配置与所述配重小车当前位置的上浮荷载相等的配重。进一步的，在所述S400中，每相邻的两个配重小车的间距也为单位距离d。进一步的，所述单位距离d不大于单个管节的长度。进一步的，所述S400与S500之间，还包括：S410根据所述步骤S100中计算出的所述顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小，随着顶管在浅覆土区随所述机头前进，调整每个配重小车的配重。进一步的，在所述S310和S410中，所述每个配重小车中堆置有用于配重的钢锭块，所述每个配重小车的配重调整通过增减其上的标准重量的钢锭块实现。优选的，在所述S300和S500中，所述连接线为钢丝绳。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术提出的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，当顶管随机头前进，进而顶管各处的上浮荷载不断变化时，顶管内的配重点可在轨道上随意移动，配重量也可随意调整，以对应上浮荷载的变化进行调节。本方法解决了顶管穿越海底浅覆土管内配重移动搬运困难的问题，节省了大量人力和物力，经济效益明显，可广泛适用于顶管穿越江、河、湖的情况，施工工艺安全可靠，具有广阔的市场前景。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提出的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法的一实施例的流程图；图2为本专利技术提出的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法中轨道安装方法的流程图；图3为本专利技术提出的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法的另一个实施例的流程图；图4为本专利技术提出的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法的另一个实施例的流程图；图5为顶管内配重小车放置方式的示意图；图6为顶管内配重小车及轨道的截面示意图；图中：1为轨道，2为连接线，3为配重小车，4为沉井后壁。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。参照图1所示，本专利技术顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法的一实施例流程图，包括：S100计算顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小；S200在顶管内底部铺设供配重小车3移动的轨道1，各管节内轨道相接；S300当机头即将进入浅覆土区时，在紧邻机头的管节内布置一辆配重小车3，配重小车3的前端通过连接线2与机头的后端连接；S400机头每顶进单位距离d，则在最末的配重小车3后再布置一辆配重小车3，且相邻的两个配重小车3通过连接线2连接；S500当机头穿越整个浅覆土区两倍管节长度的距离后，停止布置新的配重小车3，撤去最前端配重小车3与机头间的连接线2，将最末端配重小车3通过连接线2与沉井后壁4连接。具体的，当顶管穿越江、河、湖时，其会受到上浮荷载的作用。而顶管穿越江、河、湖中的浅覆土区时，由于其各区段暴露在水中的体积各不相同，深度也可能互有差异，因此，顶管中各个管节的配重是不尽相同的，需要配以不同的配重以稳定顶管在浅覆土区的姿态。在本实施例中，需要先根据计算得到顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小，以此作为配重的参考标准；而后在顶管内底部铺设好供配重小车3移动的轨道1，轨道1可以使配重小车3方便在顶管内移动，作业人员只需推动配重小车3即可改变配重点位置。配重量一般都很大，相对于现有技术利用沙包来进行配重，若移动配重点就要搬运沙包的配重方式，本专利技术以配重小车3辅以轨道1的方式进行配重，效率较现有技术具有显著的提升；参照图5所示，当机头即将进入浅覆土区时，即向紧邻机头的管节中放置一辆配重小车3，配重小车3通过连接线2与机头连接，配重小车3即可在轨道1上的位置稳定；机头每顶进单位距离d，则在最末的配重小车3后再布置一辆配重小车3，且相邻的两个配重小车3通过连接线2连接，由于最前端的配重小车3在轨道1上的位置稳定，因此其后依次相连的各个配重小车3在轨道1上的位置也都保持稳定；当机头穿越浅覆土区一定距离后，代表其后的顶管已贯通浅覆土区，配重点需要稳定位置而不再随着顶管移动，此时则将最前端的配重小车3与机头间的连接线2撤去，将最末端的配重小车3通过连接线2与沉井后壁4连接，配重小车3便不会再随着顶管移动，配重点得以稳定。在本专利技术的部分实施例中，在步骤S100中，顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小的计算公式为：其中，F为所受上浮荷载，ρ为水的密度，g为重力加速度，L为进入浅覆土区域的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，其特征在于，包括：S100，计算顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小；S200，在所述顶管内底部铺设供配重小车移动的轨道，各管节内轨道相接；S300，当机头即将进入浅覆土区时，在紧邻所述机头的管节内根据所述管节在当前浅覆土区所受的上浮荷载的大小布置一辆配重小车，所述配重小车的前端通过连接线与所述机头的后端连接；S400，所述机头每顶进单位距离d，则在最末的配重小车后再布置一辆配重小车，且相邻的两个配重小车通过连接线连接；S500，当所述机头穿越整个浅覆土区两倍管节长度的距离后，停止布置新的配重小车，撤去最前端配重小车与所述机头间的连接线，将最末端配重小车通过连接线与沉井后壁连接。

【技术特征摘要】
1.一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，其特征在于，包括：S100，计算顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小；S200，在所述顶管内底部铺设供配重小车移动的轨道，各管节内轨道相接；S300，当机头即将进入浅覆土区时，在紧邻所述机头的管节内根据所述管节在当前浅覆土区所受的上浮荷载的大小布置一辆配重小车，所述配重小车的前端通过连接线与所述机头的后端连接；S400，所述机头每顶进单位距离d，则在最末的配重小车后再布置一辆配重小车，且相邻的两个配重小车通过连接线连接；S500，当所述机头穿越整个浅覆土区两倍管节长度的距离后，停止布置新的配重小车，撤去最前端配重小车与所述机头间的连接线，将最末端配重小车通过连接线与沉井后壁连接。2.根据权利要求1一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，其特征在于，在所述S100中，顶管在浅覆土区各处所受上浮荷载的大小的计算公式为：其中，F为所受上浮荷载，ρ为水的密度，g为重力加速度，L为进入浅覆土区域的顶管长度,D为顶管外径。3.根据权利要求1所述的一种顶管抗浮施工的管内轨道式可移动配重方法，其特征在于，所述S200包括：S201，测量配重小车的轮距；S202，根据所述配重小车的轮距，在所述顶管底部铺设供所述配重小车移动的轨道。4.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晨聪，孟振，陈锦剑，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31