CN107131356A - 一种微创小口径顶管工程施工方法 - Google Patents

一种微创小口径顶管工程施工方法 Download PDF

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杜文浩
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/024—Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground
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Abstract

本发明公开了一种微创小口径顶管工程施工方法，包括以下步骤：(1)首先分别开挖一座工作井和接收井；(2)将水平定向钻机安装固定于工作井内，具体实施由工作井向接收井进行，实施步骤包括激光导向、回拖制孔、回拖清孔、顶管施工四道主要工序组成。本发明对原有地面破坏小，提高了作业效率，保证了施工质量；使用过程中明显减少了对社会通道通行压力，降低了施工噪音，几乎没有扬尘；尤其是在城市道路、施工场地受限、地下管线复杂和环保要求高等区域施工时工效明显，具有施工占地面积小、施工工期短、不破坏原有道路、不影响施工场地周边构筑物且高效环保等优点。

Description

一种微创小口径顶管工程施工方法
技术领域
本发明涉及建设工程领域，具体是一种微创小口径顶管工程施工方法。
背景技术
在建设工程中，存在小口径管道在交通繁忙、地下管线密集、地表有障碍物、地面不允许大片开挖、施工场地狭小受限地段的非开挖施工难题；小口径管道施工存在污染问题；小口径管道施工精确导向控制和管道顶管技术落后，传统的小口径管道施工过程，地面破坏大，作业效率低，施工质量差，对社会通道通行压力大，施工噪音大，扬尘严重，尤其是在城市道路、施工场地受限、地下管线复杂和环保要求高等区域施工时明显。
经过对微创小口径顶管工程工法的使用和总结，逐步修正和完善了工法的内容，目前工法的操作程序、方法和控制指标均日臻成熟，现已成功为南京市市政建筑市场接受。先后使用该工法参与建宁路污水管道顶管工程、和燕路微创小口径顶管工程、郭家山路污水管道顶管工程、金沙江东街顶管工程、汉中门大街顶管工程、北纬路微创顶管工程、鸡鸣山庄微创顶管工程等管道工程顶管施工，具有施工占地面积小、施工工期短、不破坏原有道路、不影响施工场地周边构筑物且高效环保等优点，在今后的市政公用工程建设中也有着广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微创小口径顶管工程施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微创小口径顶管工程施工方法，包括以下步骤：
(1)首先分别开挖一座工作井和接收井；
(2)将水平定向钻机安装固定于工作井内，具体实施由工作井向接收井进行，实施步骤包括激光导向、回拖制孔、回拖清孔、顶管施工四道主要工序组成：
a.激光导向：先将钻机定位在工作井内，再逐步安装激光导向***，激光导向***安装调试完成，将全站仪发出的激光，投影到显示屏上，通过光靶来控制导向顶进方向；导向施工时，由钻机推动导向钻杆钻进，根据显示屏标明的激光光点位置，通过转动连接在导向钻杆前端导向钻头的方向达到调整导向钻杆的前进方向，确保导向钻杆按预定的方向达到接收井位置；
b.回拖制孔：在接收井部位的导向钻杆上安装制孔工具头，在工作井内沿导向方向边转动边回拖制孔工具头，回拖时孔洞内的土方被切割打碎，并制作成半流动状态的稀泥；回拖制孔工具头回拖时尾部预留连接钻杆；
c.回拖清孔：制孔完成后在接收井部位预留钻杆上安装回拖清孔球，在工作井内沿导向方向边转动边回拖清孔球，在回拖过程中泥浆由钻机通过导向钻杆输送入回拖清孔球，再由清孔球向四周孔壁不断喷入调制的膨润土泥浆；
d.顶管施工：回拖清孔完成后，将水平定向钻机上的制孔设备拆除进行顶管作业，顶管时在管材前端安装工具头管帽。
作为本发明进一步的方案：所述激光导向***包括全站仪、导向钻头、导向钻杆、显示屏、光靶和支架，全站仪设置在支架上，导向钻杆的前端安装导向钻头。
作为本发明再进一步的方案：步骤a中导向钻杆最终偏差不超过±3cm。
作为本发明再进一步的方案：步骤b中制孔工具头为带有锥斗型导向头的拖拉装置。
作为本发明再进一步的方案：步骤c中的回拖清孔球为带有扶正器的回托扩孔装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了小口径管道在交通繁忙、地下管线密集、地表有障碍物、地面不允许大片开挖、施工场地狭小受限地段的非开挖施工难题；解决了小口径管道施工精确导向控制和管道顶管技术；解决小口径管道施工污染问题；本发明拓展非开挖小口径管道施工的技术使用空间，对原有地面破坏小，提高了作业效率，保证了施工质量；使用过程中明显减少了对社会通道通行压力，降低了施工噪音，几乎没有扬尘；尤其是在城市道路、施工场地受限、地下管线复杂和环保要求高等区域施工时工效明显，具有良好的社会效益，处于国内领先水平；具有施工占地面积小、施工工期短、不破坏原有道路、不影响施工场地周边构筑物且高效环保等优点，在今后的市政公用工程建设中也有着广阔的市场前景。
附图说明
图1为微创小口径顶管工程施工方法中的激光导向***示意图。
图2为微创小口径顶管工程施工方法中激光导向示意图。
图3为微创小口径顶管工程施工方法中回拖制孔示意图。
图4为微创小口径顶管工程施工方法中顶管施工示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仪是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种微创小口径顶管工程施工方法，首先开挖工作井和接收井各一座，再将水平定向钻机安装固定于工作井内，具体实施由工作井向接收井进行，实施步骤包括激光导向、回拖制孔、回拖清孔、顶管施工四道主要工序组成。
所述激光导向：先将钻机定位在工作井内，再逐步安装自主研发的激光导向***，所述激光导向***包括全站仪1、导向钻头2、导向钻杆3、显示屏4、光靶5和支架6，激光导向***安装调试完成，将全站仪1发出的激光，投影到显示屏4上，通过光靶5来控制导向顶进方向；导向施工时，由钻机推动导向钻杆3钻进，根据显示屏4标明的激光光点位置，通过转动连接在导向钻杆3前端导向钻头2的方向达到调整导向钻杆3的前进方向，确保导向钻杆3按预定的方向达到接收井位置，导向钻杆3最终偏差不超过±3cm。
所述回拖制孔：在接收井部位的导向钻杆3上安装制孔工具头(带有锥斗型导向头的拖拉装置)，在工作井内沿导向方向边转动边回拖制孔工具头，回拖时孔洞内的土方被切割打碎，并制作成半流动状态的稀泥；回拖制孔工具头回拖时尾部需预留连接钻杆。
所述回拖清孔：制孔完成后在接收井部位预留钻杆上安装回拖清孔球(带有扶正器的回托扩孔装置)，在工作井内沿导向方向边转动边回拖清孔球，在回拖过程中泥浆由钻机通过导向钻杆3输送入回拖清孔球，再由清孔球向四周孔壁不断喷入调制的膨润土泥浆。喷入的膨润土泥浆和回拖清孔球共同作用，首先将孔道内土体不断搅动，使土体变得更加稀稠便于流动；其次，对孔壁周边土体进行挤压，使得孔壁周边土体更加稳定起护壁作用。同时由于膨润土泥浆本身的润滑作用，为下一步顶进管道起到润滑和护壁效果.
所述顶管施工：回拖清孔完成后，将水平定向钻机上的制孔设备拆除进行顶管作业，顶管时必须在管材前端安装工具头管帽。
本发明具有施工进度快、对周边环境影响小、对原地面仅进行少量开挖的特点，凭借它采用高性能机械技术以及先进的施工工艺，在埋深3米以下φ400-φ800的城市排水管道工程中进行一定数量的使用，本工法施工造价适中，施工全费用工程造价低于城市道路开挖埋管施工全费用工程造价，工程质量有保障，在市政公用地下管网施工中展现了较好的经济效益。
本发明采用新型高性能机械进行施工节能减排效果明显，施工注入的膨润土泥浆是无毒的材料，在施工现场不设置泥浆池、造浆量根据使用量而定，顶管时顶出的混合状土为稀泥，稀泥最终干化以后运出施工场地，而非泥浆运出，减少环境污染。施工占地面积小、施工噪音小、与开挖埋管相比明显减少了对社会通道通行压力，降低了施工噪音，几乎没有扬尘，尤其是在城市道路、施工场地受限、地下管线复杂和环保要求高等区域施工时工效明显，有良好的社会效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种微创小口径顶管工程施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)首先分别开挖一座工作井和接收井；
(2)将水平定向钻机安装固定于工作井内，具体实施由工作井向接收井进行，实施步骤包括激光导向、回拖制孔、回拖清孔、顶管施工四道主要工序组成：
a.激光导向：先将钻机定位在工作井内，再逐步安装激光导向***，激光导向***安装调试完成，将全站仪发出的激光，投影到显示屏上，通过光靶来控制导向顶进方向；导向施工时，由钻机推动导向钻杆钻进，根据显示屏标明的激光光点位置，通过转动连接在导向钻杆前端导向钻头的方向达到调整导向钻杆的前进方向，确保导向钻杆按预定的方向达到接收井位置；
b.回拖制孔：在接收井部位的导向钻杆上安装制孔工具头，在工作井内沿导向方向边转动边回拖制孔工具头，回拖时孔洞内的土方被切割打碎，并制作成半流动状态的稀泥；回拖制孔工具头回拖时尾部预留连接钻杆；
c.回拖清孔：制孔完成后在接收井部位预留钻杆上安装回拖清孔球，在工作井内沿导向方向边转动边回拖清孔球，在回拖过程中泥浆由钻机通过导向钻杆输送入回拖清孔球，再由清孔球向四周孔壁不断喷入调制的膨润土泥浆；
d.顶管施工：回拖清孔完成后，将水平定向钻机上的制孔设备拆除进行顶管作业，顶管时在管材前端安装工具头管帽。
2.根据权利要求1所述的微创小口径顶管工程施工方法，其特征在于，所述激光导向***包括全站仪(1)、导向钻头(2)、导向钻杆(3)、显示屏(4)、光靶(5)和支架(6)，全站仪(1)设置在支架(6)上，导向钻杆(3)的前端安装导向钻头(2)。
3.根据权利要求1所述的微创小口径顶管工程施工方法，其特征在于，步骤a中导向钻杆最终偏差不超过±3cm。
4.根据权利要求1所述的微创小口径顶管工程施工方法，其特征在于，步骤b中制孔工具头为带有锥斗型导向头的拖拉装置。
5.根据权利要求1所述的微创小口径顶管工程施工方法，其特征在于，步骤c中的回拖清孔球为带有扶正器的回托扩孔装置。
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