一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法与流程

1.本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法。


背景技术：

2.顶管施工是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。它是把管道通过辅助的设备采用不开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等施工的工艺，有效降低施工时对周围环境以及建筑等的影响，以及尽可能降低施工对所带来的居民生活和交通干扰，具有经济、高效，保护环境的综合功能。这种技术的优点是不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不破坏环境；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低，被广泛应用在各种管道的非开挖铺设项目建设中。顶管注浆减阻施工方法为其应用较广的一种方法。
3.顶管注浆减阻施工方法设计有一个顶进坑和一个接收坑，在顶进坑和接收坑之间，随着顶管机的掘进顶管管道向前顶进，根据专利文件cn202010785980.6-长距离小口径泥水平衡顶管注浆减阻施工方法可知，在多个首尾相接的顶管管道的第一管道上分别设置注浆孔用于向顶管管道外侧注入润滑泥浆，以使泥浆在管道外围形成泥浆套，以减少顶管管道向前顶进过程中的摩擦力，从而有效增长顶管距离，节省造价成本。
4.然而在实际顶管顶进过程中，顶管上方的覆盖层的情况变化会对泥浆套的形成产生影响，当顶管通过的上方为水域时，其覆盖层一般为松散的砂质层如图2所示，在图中，顶管管道200经过松散砂质土层（即覆盖层300），膨润土压力过大穿过覆土，在水域中形成土埂或小岛400。由于注浆压力损失，会造成顶进阻力增大的问题，导致施工质量下降，施工成本增高以及施工时间延长等不良后果，且润滑泥浆形成的小岛或土埂400会阻塞航道、使水面浑浊、污染水域。
5.以上问题，亟待解决。


技术实现要素：

6.为了克服现有的技术顶管施工水域覆盖层松散导致润滑泥浆泄露的问题，本发明提供一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法。
7.本发明技术方案如下所述：一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，用于解决顶管施工通过水域阶段时顶管上方覆盖层松散导致润滑泥浆泄露，所述顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法步骤包括，（1）根据水面泥浆泄漏形成的浮岛或土埂出现位置和顶管施工路线，确定顶管上方需要铺设鞍形压块的安装位置和安装长度，根据所述安装长度确定鞍形压块数量；（2）挖开所述鞍形压块安装位置的顶管上方覆盖层泥沙，形成挖开区域，所述挖开区域的挖开深度低于顶管腰线；
（3）在所述挖开区域内铺设鞍形压块，所述鞍形压块内表面为弧形且向下包覆顶管暴露于水面的侧壁；当所述挖开区域长度大于一个鞍形压块的长度时，相邻两个鞍形压块的首尾顶端螺栓固定连接；（4）向所述挖开区域内鞍形压块上方回填覆盖层泥沙，并整平。
8.进一步地，在一实施例中，所述鞍形压块内表面高度大于顶管半径，所述鞍形压块内弧面与顶管管道外壁之间具有间隙。
9.进一步地，在一实施例中，所述鞍形压块两端分别设有向鞍形压块侧壁外侧凸出的连接台，当所述挖开区域长度大于一个鞍形压块的长度时，相邻两个鞍形压块的连接台螺栓连接，相连接的两个所述连接台之间设有橡胶垫。
10.进一步地，在一实施例中，所述鞍形压块包括曲面部分和直面部分，所述曲面部分为中空的半圆柱且内径大于顶管管道外径，所述直面部分分别与所述曲面部分两侧相切。
11.进一步地，在一实施例中，所述曲面部分的中轴线与顶管管道管轴线重合。
12.进一步地，在一实施例中，所述鞍形压块的所述直面部分的端面低于顶管管道中间位置注浆孔所在水平面。
13.进一步地，在一实施例中，其特征在于，所述鞍形压块壁厚为100mm-150mm，所述鞍形压块长为6000mm-8000mm。
14.进一步地，在一实施例中，所述鞍形压块上设有吊耳。
15.进一步地，在一实施例中，使用船载吊机将所述鞍形压块吊装到所述挖开区域内。
16.进一步地，在一实施例中，使用小型挖掘机或吸泥船将所述挖开区域覆盖层泥沙挖开。
17.根据上述方案的本发明，其有益效果在于，当顶管管道上方为松散的砂质层时，通过在顶管管道上方加装鞍形压块，从而改变顶管管道上方和腰部位置的注浆孔流出的泥浆流动方向，使润滑泥浆有序向下流动，充分起到润滑作用，减小顶进阻力；同时鞍形压块承担泥浆产生的主要冲击，减小泥浆对顶管管道上方的覆盖层的冲击力，避免泥浆穿越覆盖层形成小岛或土埂，有利于保持航道通畅，保持水面清澈，减少水域污染，并且提高顶管的施工质量，便于节约成本和缩短施工工期。
附图说明
18.图1为本发明一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法的流程图；图2为土埂或小岛的成型示意图；图3为本发明一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法实施例中鞍形压块与顶管管道的截面示意图；图4为本发明一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法所用鞍形压块的侧面结构示意图。
19.在图中，100、鞍形压块；110、曲面部分；120、直面部分；130、吊耳；140、连接台；1401、连接孔；200、顶管管道；210、注浆孔；300、覆盖层；400、小岛或土埂。
实施方式
20.下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述。需要说明的是，当元件
被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
21.此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
23.如图1所示，本发明提供了一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法的实施例，用于顶管施工通过水域阶段时顶管管道200上方覆盖层300松散导致润滑泥浆泄露的情况，本实施例中顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法步骤如下：s1：根据水面泥浆泄漏形成的浮岛或土埂出现位置和顶管施工路线，确定顶管管道200上方需要铺设鞍形压块100的安装位置和安装长度，根据所述安装长度确定鞍形压块100数量。
24.s2：挖开所述鞍形压块100安装位置的顶管管道200上方覆盖层300泥沙，形成挖开区域，所述挖开区域的挖开深度低于顶管管道200腰线。
25.s3：在所述挖开区域内铺设鞍形压块100，所述鞍形压块100内表面为弧形且向下包覆顶管管道200暴露于水面的侧壁；当所述挖开区域长度大于一个鞍形压块100的长度时，相邻两个鞍形压块100的首尾顶端螺栓固定连接。
26.s4：向所述挖开区域的鞍形压块100上方回填覆盖层300泥沙，并整平。
27.如图2所示，顶管施工的管道若需要穿过水域，面临着水域中顶管管道200上方的覆盖层300为松散的砂质层。砂质层松散，管道顶进施工过程中，注浆孔210流出的润滑泥浆很容易冲击穿透覆盖层300，在水面上生成小岛或土埂。润滑泥浆穿透覆盖层300后会导致注浆压力损失，增大顶进阻力，降低施工速度，增加施工成本，且水面上生成的小岛或土埂会阻碍航道，使水面浑浊，污染水域。
28.一般顶管管道200的上方水域是承包的鱼塘或保护动物的生存栖息地，若采用直接开挖的施工方式，不仅增加了征地面积，不利于节约成本，同时还要考虑到保护水域，会增加施工的负担，影响进度，不利于后期的恢复工作。所以全线采用顶管管道200技术施工，能够减少征地的支出，保护生态环境。本实施例通过观察顶管施工通过水域的是否生成土
埂或小岛，针对性地判断泥浆泄露位置，将泄露位置的顶管管道200上方覆盖层300挖开后增加装设鞍形压块100，然后回填覆盖层300泥沙，增设鞍形压块100后如图3所示，鞍形压块100改变注浆孔210流出泥浆的流出方向，即从顶管管道200上方和腰部位置的注浆孔210流出的泥浆在鞍形压块100的作用下，润滑泥浆有序向下流动，使得顶管管道200外层正常形成润滑泥浆套，解决了泥浆泄露、顶管管道200注浆压力下降的问题，以使后续顶管施工正常进行，保证润滑泥浆充分起到润滑作用，减小顶进阻力，提高顶管管道200的施工质量，节约成本，缩短施工工期；同时鞍形压块100承担泥浆产生的主要冲击，避免泥浆穿越覆盖层300形成小岛或土埂阻塞航道，保护水域以防水面浑浊。且本方法根据实际泥浆泄露情况，分阶段施工，针对性设置鞍形压块100，大大缩短施工时间，减少征地面积，降低施工成本。
29.如图3所示，本实施例中，所述鞍形压块100内表面高度大于顶管管道200半径，所述鞍形压块100内表面弧面与顶管管道200外壁之间具有间隙，当鞍形压块100安装完成后，在注浆压力作用下，鞍形压块100内表面与顶管管道200外表面形成20mm厚度的润滑泥浆层，该润滑泥浆层即为顶管管道200顶进过程中的减小顶进阻力的润滑泥浆套。本实施例中所述鞍形压块100包括曲面部分110和直面部分120，所述曲面部分110为中空的半圆柱且内径大于顶管管道200外径，所述直面部分120分别与所述曲面部分110两侧相切。且鞍形压块100的曲面部分110即半圆柱的中轴线与顶管管道200管轴线重合，所述鞍形压块100的所述直面部分120的端面低于顶管管道200中间位置注浆孔210所在水平面。本实施例所述鞍形压块100内表面与顶管管道200外表面任意对应位置之间的间隙距离相同，如图3所示，从顶端注浆孔210中流出的泥浆接触到鞍形压块100内表面后，均匀分散成两部分沿管道外侧和鞍形压块100内表面向下流动，从腰部注浆孔210流出的泥浆撞击鞍形压块100内表面向下流动，从而使得顶管管道200上的注浆孔210流出的润滑泥浆不能直接对覆盖层300产生冲击。并且均匀对称的间隙结构，使得管道左右两侧润滑泥浆流向厚度保持一致，使得管道左右两侧顶进阻力保持一致，从而有利于管道准确顶进。
30.如图4所示，在一实施例中，鞍形压块100壁厚为100mm-150mm，鞍形压块100长l1为6000mm-8000mm。根据施工实际需求，选取合适长度、合适壁厚的鞍形压块100。
31.如图4所示，在一实施例中，鞍形压块100侧壁上设有两个吊耳130，吊耳130用于鞍形压块100位置移动时，便于吊装设备的吊装，一般使用船载吊机移动鞍形压块100，提高施工机械化程度，加快施工时间。两个吊耳130在鞍形压块100侧壁长度方向上对称设置，吊装转移时，鞍形压块100和船载吊机的吊绳之间容易形成稳定的三角结构，以保证稳定移动过程中鞍形压块100，便于鞍形压块100的精准放置。
32.在一实施例中，一般使用小型挖掘机将松散的砂质覆盖层300挖开，或使用吸泥船将松散的砂质覆盖层300挖开，从而形成挖开区域，根据实际情况，选用合适的挖掘设备。在顶管施工前，首先确定管线轴线，掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。因此可以根据顶管管道200位置、施工前勘测的地形图推算出挖开的位置和高程，完成挖开区域的挖掘，以防破坏顶管管道200。
33.如图3和图4所示，本实施例中，所述鞍形压块100两端分别设有向鞍形压块100侧
壁外侧凸出的连接台140，连接台140上设有连接孔1401，该连接孔1401为圆形，当所述挖开区域长度大于一个鞍形压块100的长度时，相邻两个鞍形压块100的连接台140螺栓连接，相连接的两个所述连接台140之间设有橡胶垫。在两个鞍形压块100之间加入橡胶垫，能够有效防止两个压块直接碰撞，预防安装时鞍形压块100的损伤，同时也防止润滑泥浆泄漏，再次形成土梗或小岛。其中螺栓直径15mm~20mm，螺栓孔间净间距200mm。
34.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
35.上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，用于解决顶管施工通过水域阶段时顶管上方覆盖层松散导致润滑泥浆泄露，所述顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法步骤包括，（1）根据水面泥浆泄漏形成的浮岛或土埂出现位置和顶管施工路线，确定顶管上方需要铺设鞍形压块的安装位置和安装长度，根据所述安装长度确定鞍形压块数量；（2）挖开所述鞍形压块安装位置的顶管上方覆盖层泥沙，形成挖开区域，所述挖开区域的挖开深度低于顶管腰线；（3）在所述挖开区域内铺设鞍形压块，所述鞍形压块内表面为弧形且向下包覆顶管暴露于水面的侧壁；当所述挖开区域长度大于一个鞍形压块的长度时，相邻两个鞍形压块的首尾顶端螺栓固定连接；（4）向所述挖开区域内鞍形压块上方回填覆盖层泥沙，并整平。2.根据权利要求1所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述鞍形压块内表面高度大于顶管半径，所述鞍形压块内弧面与顶管管道外壁之间具有间隙。3.根据权利要求1所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述鞍形压块两端分别设有向鞍形压块侧壁外侧凸出的连接台，当所述挖开区域长度大于一个鞍形压块的长度时，相邻两个鞍形压块的连接台螺栓连接，相连接的两个所述连接台之间设有橡胶垫。4.根据权利要求1所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述鞍形压块包括曲面部分和直面部分，所述曲面部分为中空的半圆柱且内径大于顶管管道外径，所述直面部分分别与所述曲面部分两侧相切。5.根据权利要求4所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述曲面部分的中轴线与顶管管道管轴线重合。6.根据权利要求5所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述鞍形压块的所述直面部分的端面低于顶管管道中间位置注浆孔所在水平面。7.根据权利要求1-6任一所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述鞍形压块壁厚为100mm-150mm，所述鞍形压块长为6000mm-8000mm。8.根据权利要求1所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，所述鞍形压块上设有吊耳。9.根据权利要求8所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，使用船载吊机将所述鞍形压块吊装到所述挖开区域内。10.根据权利要求1所述的顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，其特征在于，使用小型挖掘机或吸泥船将所述挖开区域覆盖层泥沙挖开。

技术总结
本发明公开了一种顶管施工中改变泥浆润滑套中泥浆泄露的方法，用于解决顶管施工通过水域时润滑泥浆泄露，方法步骤如下，根据水面泥浆泄漏形成的浮岛或土埂出现位置和顶管施工路线，确定顶管上方需要铺设鞍形压块的安装位置和安装长度，确定鞍形压块数量；挖开鞍形压块安装位置的覆盖层泥沙，形成挖开区域，其挖开深度低于顶管腰线；在挖开区域内铺设鞍形压块，鞍形压块内表面为弧形且向下包覆顶管暴露于水面的侧壁；当挖开区域长度大于一个鞍形压块长度时，相邻两个鞍形压块螺栓固定连接；向挖开区域内鞍形压块上方回填覆盖层泥沙并整平。鞍形压块使顶管外的形成润滑泥浆套充分起到润滑作用，且避免泥浆穿越覆盖层形成小岛或土埂。或土埂。或土埂。


技术研发人员：董荔苇 李志杰 冯金宇 许明君 蔡佳花
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/16