用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排制造技术

本实用新型专利技术涉及地下空间施工技术领域，公开了一种用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排。本实用新型专利技术为至少3根钢管并列排布组成的管排施工单元，管排施工单元包括出土钢管和非出土钢管，出土钢管和非出土钢管相间排布，相邻出土钢管与非出土钢管之间通过连接构件连接；出土钢管内部设置有螺旋钻杆，前端侧壁上设置有吃土口；非出土钢管前端管口处密封设置有斜向分土构件。本实用新型专利技术可有效减小钻进对地层的扰动，避免地层沉降，施工周期短、效率高。

The jacking pipe row used to control the amount of excavation in the construction of pipe row and pipe curtain

【技术实现步骤摘要】
用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排
本技术涉及地下空间施工
，特别是涉及一种用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排。
技术介绍
管棚和管幕是当前我国隧道地下空间建设常用的两种超前支护方式，随着技术的进步与行业需求，两种超前支护的施工方法逐步从单管施工向双管至多管施工趋势发展。无论是单管还是多管顶进，两种方法均涉及到钢管顶进、螺旋出土、回拔钻杆等工序，即均会使用钻杆。但是钻杆在使用过程中，会造成一定程度的地层扰动，大大增加土层的沉降风险。同时由于工程设计需求和现场施工条件不同，施工单位往往需要配备各种型号的钻杆以满足不同施工需求。据施工统计，施工过程回拔钻杆所需时间较长，施工周期较长，而且经常由于地层或施工人员操作不当等原因，发生钻杆丢在孔内无法撤回的现象，以上各种因素在一定程度上增加了施工成本和施工工期。另外，在管排同时顶进的过程中，多钻杆的同时使用，会大大提高管排的顶进力，同时也提高了对设备的使用要求。
技术实现思路
本技术提供一种可有效减小钻进对地层的扰动，避免土层沉降，施工周期短、效率高的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排。解决的技术问题是：敏感软弱地层沉降控制严格，且现有的管排顶进方法中钻具回拔费时费力，施工周期长。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，为至少3根钢管并列排布组成的管排结构，管排包括出土钢管和非出土钢管，出土钢管和非出土钢管相间排布，相邻出土钢管与非出土钢管之间通过连接构件连接；出土钢管内部设置有螺旋钻杆，前端侧壁上设置有吃土口；非出土钢管前端管口处密封设置有斜向分土构件。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述出土钢管的前端管口为斜形管口，斜形管口的轴向长度为出土钢管外径的1-1.5倍。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述斜形管口的尖端内部设置有纠偏构件，纠偏构件包括转向选择面和持续纠偏面，转向选择面位于斜形管口的一侧，且朝向出土钢管中心轴线方向设置，转向选择面沿出土钢管的顶进方向、向远离出土钢管的中心轴线方向倾斜设置；转向选择面的外侧面为持续纠偏面。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述吃土口为方形通孔，设置在出土钢管斜形管口一侧或两侧的侧壁上，吃土口的边长为出土钢管外径的0.4-0.6倍，吃土口的几何中心与斜形管口边沿的最小轴向距离不超过出土钢管外径的0.15倍。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述吃土口一侧的出土钢管侧壁上还设置有挡土板，挡土板与吃土口沿出土钢管的轴向间隔并列排布，且挡土板位于吃土口远离斜形管口一侧，挡土板后端与出土钢管的外侧壁焊接固定，前端倾斜向前延伸，延伸距离不超过相邻钢管管壁最小间距的1/3。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述吃土口的几何中心与挡土板后端的距离为出土钢管外径的0.25-0.3倍。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述斜向分土构件为底面周长与非出土钢管外径一致的圆锥体，圆锥体的底部边沿与非出土钢管的管口端面密封焊接固定。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，进一步的，所述圆锥体的高度为非出土钢管外径的1-1.5倍。本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排与现有技术相比，具有如下有益效果：本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排结构简单，制作简便，使用灵活，施工效率高；以管排为施工单元同时顶进，采用了提供动力的出土钢管与被动拖进的非出土钢管相间排布，在相同的顶进范围内，大大减少了钻杆的设置数量，降低了施工成本，避免了密集的钻头同时钻进对地层造成强烈的扰动，同时钢管相间出土，减少了出土量，大大降低了地层发生沉降的风险；而钻杆数量的减少，也大大缩短了接尺连接和回拔钻杆的时间，提高了施工效率，缩短了施工周期；本技术适应于软土地层多管顶进的管幕施工，尤其适用于沉降控制要求严格的管幕施工。本技术顶进方法进入出土钢管内的土体经过螺旋直接排出钢管，而非出土钢管前端的土体被分流至两侧，由相邻出土钢管侧壁上设置的吃土口进入出土钢管，再螺旋排出，最大限度的减小了非钻进钢管前方收到的土体压力，降低了管排的顶进力，降低了对顶进设备的要求。下面结合附图对本技术的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排作进一步说明。附图说明图1为本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排的结构示意图；图2为本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排的主视图；图3为管排管头部分的细节结构示意图；图4为出土钢管管头纠偏构件的结构示意图。附图标记：1-出土钢管；11-斜形管口；2-非出土钢管；3-螺旋钻杆；4-吃土口；5-挡土板；61-转向选择面；62-持续纠偏面；63-斜面板；64-伸出部；7-斜向分土构件。具体实施方式如图1至图4所示，本技术用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排为至少3根钢管并列排布组成的管排结构，管排包括出土钢管1和非出土钢管2，出土钢管1和非出土钢管2相间排布，相邻出土钢管1与非出土钢管2之间通过连接构件连接；管排结构的两侧为出土钢管1。出土钢管1与非出土钢管2的排布，也可以根据施工设备的动力设备灵活调整。连接构件设置在管排钢管的前端，或者沿钢管轴向通长或间隔设置；本实施例中选用现有的相互配合使用的公锁扣和母锁扣连接构件，实现两根钢管的扣接。出土钢管1内部设置有螺旋钻杆3，螺旋钻杆3的尾部与顶进设备的旋转动力头连接，出土钢管1的管径与螺旋钻杆3的尺寸相适应；出土钢管1的前端管口为斜形管口11，斜形管口11的轴向长度为出土钢管1外径的1-1.5倍，斜形管口11的尖端内部设置有纠偏构件，纠偏构件包括转向选择面61和持续纠偏面62，转向选择面61位于斜形管口11的一侧，且朝向出土钢管1中心轴线方向设置，转向选择面61沿出土钢管1的顶进方向、向远离出土钢管1的中心轴线方向倾斜设置，与顶进方向斜内侧的土体直接接触；转向选择面61的外侧面为持续纠偏面62。在本实施例中，具体的纠偏构件为斜面板63，斜面板63与斜形管口11尖端内侧壁焊接固定，且沿顶进方向、向远离出土钢管1的中心轴线方向倾斜设置，斜面板63与顶进方向斜内侧的土体直接接触的一侧即为转向选择面61；斜面板63的前端向前伸出斜形管口11尖端边沿形成伸出部64，伸出部64的长度不小于出土钢管1外径的0.05-0.15倍；伸出部64的前端外侧为斜切设置，外侧的斜切面即为持续纠偏面62。出土钢管1上开设有吃土口4，吃土口4为方形通孔，设置在出土钢管1斜形管口11一侧或两侧的侧壁上，吃土口4的边长为出土钢管1外径的0.4-0.6倍，吃土口4的几何中心与斜形管口11边沿的最小轴向距离不超过出土钢管1外径的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：为至少3根钢管并列排布组成的管排结构，管排包括出土钢管（1）和非出土钢管（2），出土钢管（1）和非出土钢管（2）相间排布，相邻出土钢管（1）与非出土钢管（2）之间通过连接构件连接；出土钢管（1）内部设置有螺旋钻杆（3），前端侧壁上设置有吃土口（4）；非出土钢管（2）前端管口处密封设置有斜向分土构件（7）。/n

【技术特征摘要】
1.用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：为至少3根钢管并列排布组成的管排结构，管排包括出土钢管（1）和非出土钢管（2），出土钢管（1）和非出土钢管（2）相间排布，相邻出土钢管（1）与非出土钢管（2）之间通过连接构件连接；出土钢管（1）内部设置有螺旋钻杆（3），前端侧壁上设置有吃土口（4）；非出土钢管（2）前端管口处密封设置有斜向分土构件（7）。


2.根据权利要求1所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述出土钢管（1）的前端管口为斜形管口（11），斜形管口（11）的轴向长度为出土钢管（1）外径的1-1.5倍。


3.根据权利要求2所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述斜形管口（11）的尖端内部设置有纠偏构件，纠偏构件包括转向选择面（61）和持续纠偏面（62），转向选择面（61）位于斜形管口（11）的一侧，且朝向出土钢管（1）中心轴线方向设置，转向选择面（61）沿出土钢管（1）的顶进方向、向远离出土钢管（1）的中心轴线方向倾斜设置；转向选择面（61）的外侧面为持续纠偏面（62）。


4.根据权利要求1所述的用于管排管幕施工的控制出土量的顶进管排，其特征在于：所述吃土口（4）为方形通孔，设置在出土钢管（1）斜形管口...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴大胜，张春森，吴小维，
申请(专利权)人：北京首尔工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11