一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置及方法与流程

技术特征：
1.一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：包括预制的管节（1），管节（1）两端预埋有插口钢环（2）与承口钢环（7），相邻的两个管节（1）首尾相连，插口钢环（2）密封抵靠在承口钢环（7）内，插口钢环（2）端部内侧固设有承压钢环（15）；相邻的两个管节（1）之间形成内接头间隙（11），内接头间隙（11）内设有变形环，变形环由多个圆弧环拼接形成整环；圆弧环中的插口板（17）与承口板（16）相对滑动，承口板（16）一侧设有多个承口槽（20），承口槽（20）内设有滑动的滑动块（22），滑动块（22）固定在插口板（17）上，承口槽（20）一侧设有螺纹连接的螺纹轴（21），螺纹轴（21）端部抵靠在滑动块（22）上。2.根据权利要求1所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：管节（1）内设有钢筒（8），钢筒（8）外侧设有外层混凝土（6），内侧设有内层混凝土（5），插口钢环（2）与承口钢环（7）设在钢筒（8）两端，外层混凝土（6）两端设有预埋钢环（3），外层混凝土（6）外侧设有多个预应力钢丝（4），插口钢环（2）与内层混凝土（5）上设有注浆孔（9）。3.根据权利要求2所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：插口钢环（2）与承口钢环（7）之间设有密封圈（12），外层混凝土（6）端部设有预埋锚具（10）。4.根据权利要求1所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：插口板（17）与承口板（16）的外侧设有橡胶薄板（19）。5.根据权利要求1所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：插口板（17）一侧设有多个螺纹轴（21），螺纹轴（21）与承口板（16）上的承口槽（20）相对应，滑动块（22）螺纹连接在螺纹轴（21）上；承口槽（20）的深度大于滑动块（22）的长度。6.根据权利要求1所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：承口槽（20）一侧设有锁孔（24），螺纹轴（21）与锁孔（24）螺纹连接，螺纹轴（21）端部固设有球头，球头抵靠在锁孔（24）内滑动，球头抵靠在滑动块（22）上。7.根据权利要求6所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：螺纹轴（21）端部的球头露出承口槽（20）内侧，露出深度为球头直径的1/2~1/3。8.根据权利要求6所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：滑动块（22）外侧设有弧槽（23），球头抵靠在弧槽（23）内，从而对滑动块（22）进行固定。9.根据权利要求1所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置，其特征是：承口板（16）两端内侧固设有安取环，用于人工安装时把持。10.根据权利要求1~9任意一项所述一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工的方法，其方法是： s1、技术准备，管节（1）预制时采用点焊的方式在插口钢环（2）沿圆周方向按一定间距布设承压钢环（15），然后浇筑混凝土成型后采用钢筋扫描仪检验圆环布距合格后运输至现场施工；s2、现场准备，通过前期常规计算得到上软下硬地层不同顶推力，配合数值模拟或数值计算得到全断面不同区间应力分布规律，按照规律确定各区间滑动块（22）安设数量，并将滑动块（22）与插口板（17）连接后插入承口槽（20）内，旋紧锁紧螺栓（18）后完成变形环安设准备；s3、安设变形环，施工位于顶管管节（1）内，由人工手持变形环塞入管节（1）的内接头间隙（11）内，填塞不足时可采用滚筒沿环形推进变形环至内接头间隙（11）（11）；
s4、顶推完成后取出变形环，由人工手持电动螺丝刀按先顶部、再两侧、最后底部的顺序逐步松弛变形环的锁紧螺栓（18）后取出，大口径顶管取出顶部变形环时应借助建筑爬梯等作业措施，放置顶部变形环松弛后掉落；s4、动态调整优化，在初次顶推后，收集测量数据、顶推力数据、管节外观资料，依据上软下硬地层应力特性，结合数值计算分析，对顶管顶进时全断面应力状态进行判断，再次顶推时依据判断调整断面不同方位滑动块（22）与弧槽（23）级别，按照上述s2、s3、s4完成顶推施工；s5、顶管纠偏，现场测量发现顶管出现偏位或存在偏位趋势时，依据测量数据在偏位反方位安设滑动块（22）预留微小变形两，配合千斤顶顶推力初始顶管向偏位反方向回偏，完成顶进纠偏。

技术总结
本发明提供了一种上软下硬地层顶管管节补强顶进施工装置及方法，包括预制的管节，管节两端预埋有插口钢环与承口钢环，相邻的两个管节首尾相连，插口钢环密封抵靠在承口钢环内，插口钢环端部内侧固设有承压钢环；相邻的两个管节之间形成内接头间隙，内接头间隙内设有变形环，变形环由多个圆弧环拼接形成整环；圆弧环中的插口板与承口板相对滑动，承口板一侧设有多个承口槽，承口槽内设有滑动的滑动块，滑动块固定在插口板上，承口槽一侧设有螺纹连接的螺纹轴，螺纹轴端部抵靠在滑动块上。通过设计插口板连接不同弧槽纵向位置的滑动块，可微调顶进时各管节的进程姿态，降低上软下硬地层顶进偏位风险，亦在偏位后调整纠正管节姿态以达纠顶管。节姿态以达纠顶管。节姿态以达纠顶管。


技术研发人员：陈寒 姚壹星 张俊 徐庭 陈丹 万猛 胡瑞呈 延连帅 张金宇 方翔 王鹏飞 史鹏飞 鱼伟 易帅 刘康
受保护的技术使用者：中交第二航务工程局有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/11