本发明专利技术属于地下管线施工领域，公开了一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备及施工方法，包括工作井组；工作井组包括间隔设置的始发井和接收井；始发井内设置顶进设备，接收井内设置钻进设备；钻进设备用于开设始发井和接收井之间的通孔，并以牵引方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动；顶进设备以顶进方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动。采用顶拉结合工法，采用钻进施工出顶进孔洞，孔内充满膨润土泥浆，减小顶管需要的顶推力，则工作井就无须采用传统的排桩或地下连续墙结构，钻进通孔施工则能够保证顶进线路中无大的障碍物，无须担心顶管失败的情况，且牵引下顶管时也无须出渣机测量钻进等繁琐的工作，极大降低了顶管的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地下管线施工领域，涉及一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备及施工方法。
技术介绍
1、近年来，随着城市输、配电电缆通道的建设高速发展，电缆通道过路、过河以及穿越建构筑物的需求日益增多，采用水平定向钻、顶管等非开挖的方法敷设电缆保护管成为电缆过路过河的主要选择。然而，水平定向钻敷设电缆保护管时导向系统容易受到地下钢筋混凝土等结构物的影响，且在软土等地层中，保护管后期还可能发生蠕动偏移，导致难以精确定位实际敷设路径，而水平定向钻一般采用高密度聚乙烯(hdpe)、聚氯乙烯(pvc)和改性聚丙烯(mpp)等管材，无防外破能力，后期电缆在运行过程中容易受到外破损伤，造成停电甚至人员伤害事故，且维修和更换困难，严重威胁城市电网安全。
2、为了避免上述问题，目前220kv及以上电压等级均不采用非开挖定向钻进拖拉管，这就使得城市电缆工程在过路、过河或穿越建(构)筑物时不得不采用大口径顶管或明开挖隧道的方式，极大地提升了建设周期和成本，且采用明开挖方式施工时还需要进行封路、封河等措施，极大影响了人们的日常生产生活。
3、但是，采用大直径顶管方式敷设电缆保护管虽然工艺成熟，但由于施工距离较短，顶管机械准备以及工作井施工等会造成施工综合造价很高，且工作井施工一般需要2个月以上，电缆工程施工周期被严重拖长。而小直径顶管(微型顶管)目前仍处于技术起步阶段，缺乏相应的技术标准，设备自动化程度低，钻进、导向、出渣以及减阻技术复杂，管道轨迹精度低，且容易被路径中未被探明的孤石等影响造成顶管失败，机械回收困难。
r/>技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备及施工方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术第一方面，提供一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，包括工作井组；工作井组包括间隔设置的始发井和接收井；始发井内设置顶进设备，接收井内设置钻进设备；钻进设备用于开设始发井和接收井之间的通孔，并以牵引方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动；顶进设备用于与钻进设备配合，并以顶进方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动。
4、可选的，所述始发井和接收井内壁均设置钢板桩；始发井和接收井底部均通过注浆方法或压重方法设置加固层；所述始发井内壁上采用焊接或螺栓连接钢板的方式设置反力后背墙，反力后背墙与顶进设备远离电缆混凝土保护管的一侧接触。
5、可选的，所述钻进设备包括定向钻机、钻杆、导向钻头、扩孔钻头以及转换牵引头；转换牵引头包括连接杆和转动轴承；导向钻头和扩孔钻头均能够通过钻杆与定向钻机连接，连接杆一端与扩孔钻头连接，另一端与转动轴承的内环连接，转动轴承的外环上设置若干转动轴承挂环，转动轴承挂环上设置用于连接顶进设备的转动轴承钢绞线。
6、可选的，所述钻进设备还包括导向控制装置；所述导向钻头内设置导向传感器，导向传感器用于获取导向钻头的状态信息并发射给导向控制装置，导向控制装置用于根据导向钻头的状态信息控制导向钻头；所述导向钻头上开设有注水孔；所述扩孔钻头呈锥形结构，扩孔钻头外部设计有齿状结构，且扩孔钻头两端均能够连接钻杆。
7、可选的，所述顶进设备包括千斤顶、顶进板、防脱钢绞线、钢绞线拉紧器以及顶铁；顶进板为圆筒状结构，顶进板的实心端与钻进设备连接，开孔端与电缆混凝土保护管一端连接，防脱钢绞线一端与顶进板连接，另一端与钢绞线拉紧器连接；顶铁一端与电缆混凝土保护管另一端接触，另一端与千斤顶的伸缩端接触；钢绞线拉紧器设置在顶铁远离电缆混凝土保护管的一侧，用于拉紧或放松顶铁与顶进板之间的防脱钢绞线。
8、可选的，所述顶进设备还包括千斤顶支架、井底支架以及管节支撑；千斤顶支架用于支撑千斤顶，井底支架用于支撑千斤顶支架以及管节支撑，并调节千斤顶支架以及管节支撑的高度，管节支撑用于支撑始发井内的电缆混凝土保护管。
9、可选的，所述顶进板的实心端外壁上设置若干第一顶进板挂环，第一顶进板挂环与钻进设备连接；顶进板的开孔端内壁上设置若干第二顶进板挂环，第二顶进板挂环与防脱钢绞线连接；顶进板为钢质结构，且与电缆混凝土保护管卡扣连接。
10、可选的，所述顶铁包括圆环本体、圆环本体外壁上设置的圆环本体挂环以及圆环本体内部设置十字框架；十字框架上开设用于导向防脱钢绞线的凹槽，且凹槽底部位于顶铁中心。
11、可选的，所述电缆混凝土保护管包括若干依次连接的管节；管节一端设置母口，另一端设置与母口匹配的公口，且公口外壁上设置有若干道用于止水的橡胶条。
12、本专利技术第二方面，提供一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工方法，包括：在施工区内间隔设置始发井和接收井；将钻进设备吊装至接收井内，并通过钻进设备开设始发井和接收井之间的通孔，并将顶进设备和电缆混凝土保护管吊装至始发井内；通过钻进设备以牵引方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动，同时通过顶进设备以顶进方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动，至电缆混凝土保护管布满通孔。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
14、本专利技术顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，设置始发井和接收井，始发井内设置顶进设备，接收井内设置钻进设备，通过钻进设备开设始发井和接收井之间的通孔，并以牵引方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动；通过顶进设备以顶进方式驱动电缆混凝土保护管在通孔内移动，采用顶拉结合工法，则充分结合了钻进和顶管的优点，一方面采用钻进施工出顶进孔洞，孔内充满膨润土泥浆，这样会极大的减小顶管需要的顶推力，则工作井就无须采用传统的排桩或地下连续墙结构，另一方面，钻进通孔施工则能够保证顶进线路中无大的障碍物，无须担心顶管失败的情况，且牵引下顶管时也无须出渣机测量钻进等繁琐的工作，因此，也就免去了顶管机头等设备，极大降低了顶管的成本。此外，采用电缆混凝土保护管代替传统的hdpe管、pvc管或mpp管作为过路过河电缆保护管，相较于hdpe管、pvc管或mpp管，预制电缆混凝土保护管具有较强的防外破能力，当来自地面的钻探等施工钻到电缆混凝土保护管时，会明显感觉到钻探变得困难，其也无法在短时间内将电缆混凝土保护管破坏，这样就使得施工人员认识到其钻探到异物从而停止钻进进行确认，进而使管内的电缆得到保护。
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【技术保护点】
1.一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，包括工作井组(1)；工作井组(1)包括间隔设置的始发井和接收井；始发井内设置顶进设备(3)，接收井内设置钻进设备(2)；
2.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述始发井和接收井内壁均设置钢板桩(101)；始发井和接收井底部均通过注浆方法或压重方法设置加固层；所述始发井内壁上采用焊接或螺栓连接钢板的方式设置反力后背墙(102)，反力后背墙(102)与顶进设备(3)远离电缆混凝土保护管(4)的一侧接触。
3.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述钻进设备(2)包括定向钻机(201)、钻杆(202)、导向钻头(203)、扩孔钻头(204)以及转换牵引头(205)；转换牵引头(205)包括连接杆(205-1)和转动轴承(205-2)；
4.根据权利要求3所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述钻进设备(2)还包括导向控制装置；所述导向钻头(203)内设置导向传感器，导向传感器用于获取导向钻头(203)的状态信息并发射给导向控制装置，导向控制装置用于根据导向钻头(203)的状态信息控制导向钻头(203)；
5.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述顶进设备(3)包括千斤顶(301)、顶进板(305)、防脱钢绞线(306)、钢绞线拉紧器(307)以及顶铁(308)；
6.根据权利要求5所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述顶进设备(3)还包括千斤顶支架(302)、井底支架(303)以及管节支撑(304)；
7.根据权利要求5所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述顶进板(305)的实心端外壁上设置若干第一顶进板挂环(305-1)，第一顶进板挂环(305-1)与钻进设备(2)连接；顶进板(305)的开孔端内壁上设置若干第二顶进板挂环(305-2)，第二顶进板挂环(305-2)与防脱钢绞线(306)连接；顶进板(305)为钢质结构，且与电缆混凝土保护管(4)卡扣连接。
8.根据权利要求5所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述顶铁(308)包括圆环本体(308-1)、圆环本体(308-1)外壁上设置的圆环本体挂环(308-2)以及圆环本体(308-1)内部设置十字框架(308-3)；十字框架(308-3)上开设用于导向防脱钢绞线(306)的凹槽(308-4)，且凹槽(308-4)底部位于顶铁(308)中心。
9.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述电缆混凝土保护管(4)包括若干依次连接的管节；
10.一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工方法，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，包括工作井组(1)；工作井组(1)包括间隔设置的始发井和接收井；始发井内设置顶进设备(3)，接收井内设置钻进设备(2)；
2.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述始发井和接收井内壁均设置钢板桩(101)；始发井和接收井底部均通过注浆方法或压重方法设置加固层；所述始发井内壁上采用焊接或螺栓连接钢板的方式设置反力后背墙(102)，反力后背墙(102)与顶进设备(3)远离电缆混凝土保护管(4)的一侧接触。
3.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述钻进设备(2)包括定向钻机(201)、钻杆(202)、导向钻头(203)、扩孔钻头(204)以及转换牵引头(205)；转换牵引头(205)包括连接杆(205-1)和转动轴承(205-2)；
4.根据权利要求3所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述钻进设备(2)还包括导向控制装置；所述导向钻头(203)内设置导向传感器，导向传感器用于获取导向钻头(203)的状态信息并发射给导向控制装置，导向控制装置用于根据导向钻头(203)的状态信息控制导向钻头(203)；
5.根据权利要求1所述的顶拉结合的电缆混凝土保护管施工设备，其特征在于，所述顶进设备(3)包括千斤顶(301)、顶进板(305...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺雷，刘华清，马山青，卢渊，石增利，王宝齐，冯自霞，董超，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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