一种用于软硬土层交界处顶管施工作业的防偏移顶管套头的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于顶管作业的施工工具，特别是一种用于软硬土层交界处顶管施工作业的防偏移顶管套头。


背景技术：

2.随着社会的进步，人们对环保的重视程度逐年提高，对环境保护的要求也越来越高。比较于传统的能源煤炭和石油，液化天然气储存效率高、含硫低、燃烧充分，排放的污染物少。随着液化天然气lng的应用，在工业和民用领域液化天然气的应用比重越来越大，各种lng接收站和lng输气管道的建设需求也在急速提高。中石油、中石化、中海油、各级省网以及新成立的国家管网集团，正在大力建设lng接收、储存和传输装置。作为lng主要的传输方式，长输管道的建设也随之蓬勃发展起来。
3.在长输管道的施工作业中，顶管施工穿越道路是其中不可避免的一环。随着长输管道覆盖范围的扩大，施工地形愈加复杂，经常会遇到淤泥地段和流沙地段。偏远地区的道路往往是乡镇与城市之间通行的唯一通道，一些道路上车流、人流繁忙，难以采用大开挖的方式，只能采用非开挖的顶管施工。面对复杂地形，尤其是淤泥和流沙地形，以及包含它们的混合地形，顶管作业往往因为松软土质的坍塌，使得开挖困难、套管向坍塌方偏移。为了避免上述问题，传统的管道穿越方法有以下两种：
4.1)重新进行地勘，进行线路调整或更改顶管穿越标高，以避开松软地层。这种方法的最大缺点在于作业周期长，费用高；需要重新地勘，并需要与线路周边的相关部门重新进行协调、备案，完善设计或变更要求。2)采用泥水平衡顶管的方法，利用泥浆平衡套管内外压力，并在泥水顶管结束后对套管外侧进行注浆处理；泥水平衡顶管是一种非人工开挖顶管模式，效率高，安全可靠，适用于大型、长距离顶管施工，且施工费用高、泥浆处理繁琐，不适用地形狭小的短距离顶管施工。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于软硬土层交界处顶管施工作业的防偏移顶管套头，可以避免人工顶管施工作业在穿越松软地层时地层塌陷、坑道坍塌和顶管偏移的问题，能够适用地形狭小的短距离顶管施工。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于软硬土层交界处顶管施工作业的防偏移顶管套头，包括前部端帽和与其固接的后部筒体，在所述后部筒体内设有前后两圈环形加劲板，前方环形加劲板设置在所述后部筒体的顶端，后方环形加劲板设置在所述后部筒体的后部，在所述后部筒体的后端部设有由所述后方环形加劲板隔成的、与混凝土套管外径适配的承口，在所述前方环形加劲板和所述后方环形加劲板之间设有多个沿套头长度方向延伸的加强筋，所述前部端帽为楔形筒体，在所述楔形筒体内设有多个沿套头长度方向延伸的加劲肋。
7.所述后方环形加劲板是由多个间隔设置的弧形板构成的。
8.与任意一块所述弧形板连接的所述加强筋构成一个加强筋组，在相邻的两个所述加强筋组之间设有靠近所述前方环形加劲板的局部加强横板，所述局部加强横板与所述前方环形加劲板通过局部加强纵板连接。
9.在该套头内底部填筑有混凝土实体。
10.本实用新型具有的优点和积极效果是：采用该套头辅助顶管施工，由楔形筒体构成的前部端帽插入松软土层，起到支护作用，可以避免松软地层在顶进中发生坍塌、顶管作业前端出现空洞、造成顶管迎面受力不均、使得顶管在顶进过程中发生偏移等问题；可以减少甚至规避由于流沙、淤泥地层顶管穿越的困难而造成线路调整的工期损失，也可避免采用泥水平衡顶管，从而减少设备投入、施工场地协调及泥浆处理等问题。端帽的支护作用在不超挖的前提下，可以有效地保护套管内作业人员的安全。并且套头整体由钢板制作而成，位于混凝土套管前方，能很好地起到保护套管的作用；采用该套头辅助顶管施工，操作简单，与常规的混凝土套管施工方法相同，不需要对操作人员进行额外培训；长输管道通常规格单一，顶管套头制作完成后可以反复利用，利用率高，成本低。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图；
12.图2为图1的俯视图；
13.图3为图1的侧视图；
14.图4为本实用新型的端帽横截面图；
15.图5为本实用新型应用的示意图；
16.图6为本实用新型应用时，混凝土套管与套头连接的示意图；
17.图7为图6的a部放大图。
18.图中：1、顶管套头；1-1、前部端帽；1-2、加劲肋；1-3、前方环形加劲板；1-4、加强筋；1-5、后方环形加劲板；1-6、承口；1-7、后部筒体；1-8、局部加强纵板；1-9、局部加强横板；2、混凝土套管；3、运输小车。
具体实施方式
19.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
20.请参阅图1～图7，一种用于软硬土层交界处顶管施工作业的防偏移顶管套头，包括前部端帽1-1和与其固接的后部筒体1-7，在所述后部筒体1-7内设有前后两圈环形加劲板，前方环形加劲板1-3设置在所述后部筒体1-7的顶端，后方环形加劲板1-5设置在所述后部筒体1-7的后部，在所述后部筒体1-7的后端部设有由所述后方环形加劲板1-5隔成的、与混凝土套管外径适配的承口1-6，在所述前方环形加劲板1-3和所述后方环形加劲板1-5之间设有多个沿套头长度方向延伸的加强筋1-4，所述前部端帽1-1为楔形筒体，在所述楔形筒体内设有多个沿套头长度方向延伸的加劲肋1-2。
21.在本实施例中，所述后方环形加劲板1-5是由多个间隔设置的弧形板构成的，便于控制焊接变形，保证承口1-6的形状精度。与任意一块所述弧形板连接的所述加强筋1-4构成一个加强筋组，在相邻的两个所述加强筋组之间设有靠近所述前方环形加劲板1-3的局
部加强横板1-9，所述局部加强横板1-9与所述前方环形加劲板1-3通过局部加强纵板1-8连接。在该套头内底部填筑有混凝土实体，便于运输小车3行驶。
22.本实用新型的使用方法如下：
23.1)以正常施工流程校正顶管方向，先将顶管套头1的端帽顶入松软土层；
24.2)确定顶进方向正确后，将混凝土套管2插入顶管套头1，利用液压千斤顶的推力推动混凝土套管2和顶管套头1共同顶进；
25.3)控制顶进偏差，直至第一节混凝土套管在出土端到达指定位置；
26.4)拆除顶管套头1。
27.上述顶管套头利用后端的承口与混凝土套管相连，顶管反力作用于顶管套头筒体内部的加强筋上，通过顶管液压千斤顶加力堆动套管和套头前行。套头前部端帽前身提前于套筒楔入穿越土层，利用端帽的支撑作业防止上方流沙坍塌。要求如下：
28.1)顶管操作坑宜选择在地面高程较低的一侧，施工操作坑视土质情况进行其他辅助。对于流沙较多不易开挖成型的地区，考虑采用拉森钢板桩或制作钢管排进行支护，淤泥、地下水较多的地区另增加排水措施或使用沉井的方式制作混凝土操作坑；
29.2)承受顶进反作用力的作业坑后靠背墙应垂直，且有一定的耐压强度，后靠背墙不够牢固时应采取加固措施；
30.3)导轨应平稳，确保顶进方向正确；
31.4)顶进时，混凝土套管插入顶管套头内，套管端部与套头的后方环形加劲板后端面平稳接触，受力均匀。第一根套管的顶进严加控制，偏差不得超过规范要求，初始顶进时每0.3m检查一次，正常顶进时，每1m检查一次；
32.5)顶进时，采用测量仪器控制中心线和高程，每次纠偏应小幅度进行，一般在5
′
到12
′
之间；
33.6)挖土掘进时应自上而下开挖，流沙淤泥地段的开挖不得超过顶管套头的端帽，确保顶管套头的端帽始终楔入土层之中；
34.7)顶管作业过程注意观察路面沉降，一旦发现路面沉降应立即停止施工，检查修正后方可继续顶管作业。
35.尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。