一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统技术方案

本发明专利技术涉及一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，属于石油天然气管道输送领域。所述连接系统包括竖井，在所述竖井的侧壁底部安装有顶管，所述顶管倾斜向下布置并与盾构隧道衔接，所述顶管与盾构隧道的衔接处设有加固止水系统，所述加固止水系统包括若干个锚杆、注浆层、植筋和钢筋衬砌；所述竖井内充填原状土，所述顶管内充填泡沫混凝土。本发明专利技术采用竖井+斜顶管方式实现从中间接入盾构隧道，克服了复杂地质条件对管道接入的影响，也避免了高压力地下水涌入的风险，可确保管道应力满足安全运营要求。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统
本专利技术涉及一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，属于石油天然气管道输送领域。
技术介绍
盾构隧道是油气管道非开挖常用的方式之一，当多条油气管道共用盾构隧道时，由于不同油气管道的路由不同，因此需要部分油气管道从盾构隧道中间接入盾构隧道。油气管道接入盾构隧道需要有专用通道，且需要实现在分块拼装的盾构隧道中进行开孔，以实现油气管道从中间接入。油气管道盾构隧道一般埋深较大，盾构隧道结构是由多个管片(一般为6块)拼接而成，实现油气管道的中间接入需要克服复杂的地质条件和高压力地下水涌入的风险，常规的竖井或者开挖方式难以实施完成，同时还需要在有限的空间内完成管道安装，并确保管道应力满足安全运营要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，其采用竖井+斜顶管方式实现从中间接入盾构隧道。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，包括：竖井，在所述竖井的侧壁底部安装有顶管，所述顶管倾斜向下布置并与盾构隧道衔接，所述顶管与盾构隧道的衔接处设有加固止水系统，所述加固止水系统包括若干个锚杆、注浆层、植筋和钢筋衬砌；锚杆，其设置在顶管与盾构隧道间空隙地层，并沿所述顶管的环向和纵向分别均匀布置；注浆层，其设置在所述顶管与盾构隧道衔接处的围岩上；植筋，其设置在顶管与盾构隧道衔接处的盾构隧道管片上；钢筋衬砌，其由沿所述注浆层环向绑扎的钢筋经支模、浇筑混凝土形成；所述环向绑扎的钢筋沿顶管纵向的一端与顶管首节管节的钢承口焊接固定，另一端与所述植筋固定连接；顶管内油气管道直管段与竖井一侧盾构隧道内的油气管道及竖井另外一侧的油气管道均通过热煨弯管连接；所述竖井内充填原状土，所述顶管内充填泡沫混凝土。进一步的，所述竖井满足下沉稳定性和抗浮要求；其中，所述竖井满足下沉稳定性要求为沉井下沉系数满足下式要求：kst＝(Gik-Ffw,k)/Ffk≥1.05式中，kst为沉井下沉系数，Gik为沉井自重标准值，Ffw,k为下沉过程中水的浮托力标准值，Ffk为井壁总摩阻力标准值；所述竖井满足抗浮要求为满足下式要求：当沉井深度超过20m时，当沉井深度不超过20m时，式中，Kfw为沉井抗浮系数，Gik为沉井自重标准值，Ffk为井壁总摩阻力标准值，为基底的水浮托力标准值。进一步的，所述锚杆的长度为1500mm～2500mm，其沿顶管环向和纵向设置的间距均为250mm～350mm。进一步的，还包括钢支撑支架，其设置在顶管与盾构隧道衔接处的盾构隧道管片外侧；所述钢支撑支架包括若干个环向钢支撑和若干个纵向钢支撑并由所述环向钢支撑和纵向钢支撑焊接为一个整体，其中所述环向钢支撑和纵向钢支撑分别沿所述盾构隧道的环向和纵向设置。进一步的，所述顶管内油气管道周围包裹有一圈橡胶颗粒，在所述橡胶颗粒外侧充填有泡沫混凝土；所述竖井内油气管道周围充填细土，在所述细土外侧充填原状土；所述油气管道与竖井的连接处在油气管道周围设有沥青麻丝，在沥青麻丝外侧使用素混凝土封堵。进一步的，顶管内油气管道直管段与竖井另外一侧的油气管道通过多个热煨弯管连接，所述热煨弯管之间通过弯头直管段连接。进一步的，所述油气管道的前后端分别安装有滑轮支架。进一步的，安装油气管道时，所述竖井的底部安装有卷扬机，在竖井底部正对顶管洞口的井壁上安装有定滑轮，卷扬机的钢丝绳通过所述定滑轮牵引所述滑轮支架控制所述油气管道的下行速度和位置；在竖井和顶管分别充填原状土和泡沫混凝土前，将所述卷扬机和定滑轮拆除。进一步的，顶管首节管节与盾构隧道之间沿所述顶管环向布设有注浆导管。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用竖井+斜顶管方式实现从中间接入盾构隧道，在局部加强盾构隧道结构后从盾构隧道内部开孔作业，并通过多种技术手段进行止水和加固，确保顶管与盾构隧道衔接处的稳固，克服了复杂地质条件对管道接入的影响，也避免了高压力地下水涌入的风险，可确保管道应力满足安全运营要求。另外，采用竖井内充填原状土，顶管内充填泡沫混凝土的方式，可在勘固管道的同时保护管道。附图说明图1为油气管道中间接入盾构隧道的连接系统结构示意图；图2为顶管与盾构隧道衔接处加固止水系统结构示意图；图3为顶管与盾构隧道衔接处管片切割开孔示意图；图4为顶管内安装油气管道结构示意图；图5为顶管内油气管道与盾构隧道油气管道通过热煨弯管连接的弯头焊口位置示意图；其中，1-热煨弯管，2-原状土，3-沥青麻丝，4-弯头直管段，5-泡沫混凝土，6-滑轮支架，7-盾构隧道，8-顶管，9-竖井，10-钢筋衬砌，11-钢承口，12-顶管中心线，13-油气管道中心线，14-植筋，15-锚杆，16-切割开孔管片，17-定滑轮，18-钢丝绳，19-油气管道，20-弯头焊口，21-卷扬机。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，如图1所示，包括：竖井9，在所述竖井9的侧壁底部安装有顶管8，所述顶管8倾斜向下布置并与盾构隧道7衔接，本实施例中，所述顶管坡度超过50°。所述顶管8与盾构隧道7的衔接处设有加固止水系统，如图2所示，所述加固止水系统包括若干个锚杆15、注浆层、植筋14和钢筋衬砌10。锚杆15，其设置在顶管8与盾构隧道7间空隙地层，并沿所述顶管8的环向和纵向分别均匀布置。其中环向布置为沿所述顶管一周布置且垂直于所述顶管8外表面，所述纵向设置为平行于所述顶管8的纵向。所述锚杆15的长度为2000mm，其沿顶管8环向和纵向设置的间距均为300mm。所述锚杆的设置可以勘固顶管8与盾构隧道7间土体和地层。注浆层，其设置在所述顶管8与盾构隧道7衔接处的围岩上。注浆材料采用双液浆，确保注浆加固后围岩稳定。植筋14，其设置在顶管8与盾构隧道7衔接处的盾构隧道管片上，用于与环向钢筋的连接，加固钢筋衬砌与管片的连接，止水的同时还可避免高压力地下水的涌入。钢筋衬砌10，其由沿注浆层环向绑扎的钢筋经支模、浇筑混凝土形成；所述环向绑扎的钢筋沿顶管纵向的一端与顶管首节管节的钢承口11焊接固定，另一端与所述植筋14固定连接。顶管8内油气管道19直管段与竖井一侧盾构隧道7内的油气管道及竖井9另外一侧的油气管道均通过热煨弯管1连接。其中，顶管8内油气管道19直管段与竖井9另外一侧的油气管道可通过多个热煨弯管1连接，所述热煨弯管1之间通过弯头直管段4连接。所述顶管8内油气管道19周围包裹有一圈橡胶颗粒，在所述橡胶颗粒外侧充填有泡沫混凝土5。所述竖井9内油气管道周围充填细土，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，其特征在于，包括：/n竖井(9)，在所述竖井(9)的侧壁底部安装有顶管(8)，所述顶管(8)倾斜向下布置并与盾构隧道(7)衔接，所述顶管(8)与盾构隧道(7)的衔接处设有加固止水系统，所述加固止水系统包括若干个锚杆(15)、注浆层、植筋(14)和钢筋衬砌(10)；/n锚杆(15)，其设置在顶管(8)与盾构隧道(7)间空隙地层，并沿所述顶管(8)的环向和纵向分别均匀布置；/n注浆层，其设置在所述顶管(8)与盾构隧道(7)衔接处的围岩上；/n植筋(14)，其设置在顶管(8)与盾构隧道(7)衔接处的盾构隧道管片上；/n钢筋衬砌(10)，其由沿所述注浆层环向绑扎的钢筋经支模、浇筑混凝土形成；所述环向绑扎的钢筋沿顶管纵向的一端与顶管首节管节的钢承口(11)焊接固定，另一端与所述植筋(14)固定连接；/n顶管(8)内油气管道(19)直管段与竖井一侧盾构隧道(7)内的油气管道及竖井(9)另外一侧的油气管道均通过热煨弯管(1)连接；/n所述竖井(9)内充填原状土(2)，所述顶管(8)内充填泡沫混凝土(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，其特征在于，包括：
竖井(9)，在所述竖井(9)的侧壁底部安装有顶管(8)，所述顶管(8)倾斜向下布置并与盾构隧道(7)衔接，所述顶管(8)与盾构隧道(7)的衔接处设有加固止水系统，所述加固止水系统包括若干个锚杆(15)、注浆层、植筋(14)和钢筋衬砌(10)；
锚杆(15)，其设置在顶管(8)与盾构隧道(7)间空隙地层，并沿所述顶管(8)的环向和纵向分别均匀布置；
注浆层，其设置在所述顶管(8)与盾构隧道(7)衔接处的围岩上；
植筋(14)，其设置在顶管(8)与盾构隧道(7)衔接处的盾构隧道管片上；
钢筋衬砌(10)，其由沿所述注浆层环向绑扎的钢筋经支模、浇筑混凝土形成；所述环向绑扎的钢筋沿顶管纵向的一端与顶管首节管节的钢承口(11)焊接固定，另一端与所述植筋(14)固定连接；
顶管(8)内油气管道(19)直管段与竖井一侧盾构隧道(7)内的油气管道及竖井(9)另外一侧的油气管道均通过热煨弯管(1)连接；
所述竖井(9)内充填原状土(2)，所述顶管(8)内充填泡沫混凝土(5)。


2.根据权利要求1所述的油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，其特征在于，所述竖井满足下沉稳定性和抗浮要求；其中，
所述竖井满足下沉稳定性要求为沉井下沉系数满足下式要求：
kst＝(Gik-Ffw,k)/Ffk≥1.05
式中，kst为沉井下沉系数，Gik为沉井自重标准值，Ffw,k为下沉过程中水的浮托力标准值，Ffk为井壁总摩阻力标准值；
所述竖井满足抗浮要求为满足下式要求：
当沉井深度超过20m时，
当沉井深度不超过20m时，
式中，Kfw为沉井抗浮系数，Gik为沉井自重标准值，Ffk为井壁总摩阻力标准值，为基底的水浮托力标准值。


3.根据权利要求1所述的油气管道中间接入盾构隧道的连接系统，其特征在于，所述锚杆(15)的长度为1500mm～2500mm，其沿顶管(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：左雷彬，李国辉，杨春玲，马晓成，詹胜文，刘思萌，李金玲，霍锦宏，陈周，徐大宝，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油管道局工程有限公司，中国石油天然气管道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11