一种垂直顶升钻进装置的制作方法

1.本发明涉及一种地下工程领域，尤其涉及一种管道垂直顶升钻进装置。


背景技术：

2.垂直顶升是在已经完成的地下结构内部，安装顶升设备，将加工好的顶升管节运送到预留口处，顶升管节与预留管口连接后，用顶升设备将顶升管节一节一节顶出，一般采用闷顶方式，穿破覆盖土层，到达指定高度。
3.垂直顶升往往需要穿过较厚土层，传统“闷顶”施工方法，顶升阻力较大，顶升速度较慢，所需要的顶推力也较大，十分不经济，而且当土层较厚、较复杂时，垂直顶升的垂直度较难控制。传统垂直顶升对土体扰动较大，对环境影响较大，因此,研究经济高效、所需顶推力较小、对环境影响较小且垂直度控制较好的垂直顶升施工方法具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种垂直顶升钻进装置，以解决上述技术背景中提出的问题。
5.本发明的技术方案是：一种垂直顶升钻进装置，包括钻头、带泥水孔顶升帽、钻杆、动力设备，所述钻杆与钻头通过插销或者焊接连接，所述钻杆连接动力设备，所述钻头整体呈圆锥体，圆锥体的锥面上设有切削齿。
6.进一步，所述钻头由切削齿、环形板、十字形加劲板、斜向板、顶部钻尖、三角形加劲肋板组成，环形板位于钻头底部，十字形加劲板设置两道，分别位于环形板内侧和钻头中部，斜向板位于钻头侧面，三角形加劲肋板位于底部十字形加劲板下方。
7.进一步，所述切削齿位于斜向板上方，切削齿和顶部钻尖通过丝口或者焊接安装,顶部钻尖内含注水通道。
8.进一步，所述环形板、十字形加劲板、斜向板、三角形加劲肋板均通过焊接组装。
9.进一步，所述钻杆内部含注水通道。
10.本发明的有益效果是：采用本发明的垂直顶升钻进装置，通过钻头向上一边钻进，一边进行垂直顶升施工。本发明的垂直顶升施工装置可大幅度提高管道垂直顶升施工效率，便于顶升管道垂直度的控制。
附图说明
11.图1是本发明的垂直顶升钻进装置安装图；
12.图2是本发明的垂直顶升钻进装置结构主视图；
13.图3是本发明的垂直顶升钻进装置结构俯视图；
14.图4是本发明的垂直顶升钻进装置钻头各组件空间位置示意图；
15.图中：1-钻头；1-1-切削齿；1-2-顶部钻尖；1-3-环形板；1-4-十字形加劲板；1-5-斜向板；1-6-三角形加劲肋板；2-钻杆；3-动力设备。
具体实施方式
16.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
17.如图1至图4所示，本发明实施例中的一种垂直顶升钻进装置，包括钻头1、带泥水孔顶升帽、钻杆2、动力设备3等。
18.该钻头1由、环形板1-3、十字形加劲板1-4、斜向板1-5、切削齿1-1、顶部钻尖1-2、三角形加劲肋板1-6组成。
19.钻头1整体呈圆锥体，环形板1-3位于钻头底部，十字形加劲板1-4设置两道，分别位于于环形板1-3内侧和钻头中部，斜向板1-5位于钻头侧面，三角形加劲肋板1-6位于底部十字形加劲板1-4下方。
20.环形板1-3、十字形加劲板1-4、斜向板1-5、三角形加劲肋板1-6均通过焊接组装，切削齿1-1位于斜向板1-5上方，切削齿1-1和顶部钻尖1-2通过丝口或者焊接安装,顶部钻尖1-2内含注水通道。
21.每节钻杆2长度宜为标准管节长度的1.2～1.5倍，钻杆2与钻头1可通过插销或者焊接连接，钻杆2内部含注水通道。
22.本发明实施例中的一种垂直顶升钻进装置的施工过程：
23.1)确定尺寸。结合垂直顶升管节直径、切削土层的性质计算扭矩等参数，确定所需环形板、十字形加劲板、斜向板、切削齿、顶部钻尖、三角形加劲肋板的尺寸。
24.2)钻头组装。环形板、十字形加劲板、斜向板、三角形加劲肋板均通过焊接组装，切削齿和顶部钻尖通过丝口或者焊接安装,顶部钻尖内含注水通道。
25.3)钻头安装。钻头、垂直顶升帽预先安装在顶管壁上，并且钻头位于垂直顶升帽上方。
26.4)管壁上通过安装合页板进行钻头保护。
27.5)钻进切削。钻头钻进过程中需要通过钻杆和顶部钻尖注水通道注入高压水进行辅助切削土体。钻头旋转切削速度不宜过大。
28.6)钻杆拼装。一次钻进距离宜为标准管节的1.2～1.5倍。每节钻杆长度为标准管节长度1.2～1.5倍，一次钻进完成后需要先做好防止垂直顶升管倒退下落措施后再在进行钻杆拼装，同时进行标准管节拼装。
29.7)防坠落措施。待管节顶升到位后，为防止垂直顶升管倒退下落，管节一端设置凹槽或凸起，通过凹槽或凸起安装止退抱箍，止退抱箍两端用高强螺栓进行紧固。
30.8)排泥泄压。垂直顶升帽上需要设置泥水孔进行排浆，以防止泥浆压力过大。
31.9)钻头回收。钻头钻进完成后，从地面将钻头和钻杆取出。
32.10)止水措施。垂直顶升管道施工中，首先在预埋管时安装两道橡胶止水圈，顶升施工时再安装止水轧兰和油盘根止水,轧兰片与预埋套管法兰用螺栓连接，以利于压紧调整间隙达到止水效果。


技术特征：
1.一种垂直顶升钻进装置，其特征在于：包括钻头、带泥水孔顶升帽、钻杆、动力设备，所述钻杆与钻头通过插销或者焊接连接，所述钻杆连接动力设备，所述钻头整体呈圆锥体，圆锥体的锥面上设有切削齿。2.根据权利要求1所述的垂直顶升钻进装置，其特征在于：所述钻头由切削齿、环形板、十字形加劲板、斜向板、顶部钻尖、三角形加劲肋板组成，环形板位于钻头底部，十字形加劲板设置两道，分别位于环形板内侧和钻头中部，斜向板位于钻头侧面，三角形加劲肋板位于底部十字形加劲板下方。3.根据权利要求2所述的垂直顶升钻进装置，其特征在于：所述切削齿位于斜向板上方，切削齿和顶部钻尖通过丝口或者焊接安装,顶部钻尖内含注水通道。4.根据权利要求2所述的垂直顶升钻进装置，其特征在于：所述环形板、十字形加劲板、斜向板、三角形加劲肋板均通过焊接组装。5.根据权利要求1所述的垂直顶升钻进装置，其特征在于：所述钻杆内部含注水通道。

技术总结
本发明涉及一种垂直顶升钻进装置，包括钻头、带泥水孔顶升帽、钻杆、动力设备，所述钻杆与钻头通过插销或者焊接连接，所述钻杆连接动力设备，所述钻头整体呈圆锥体，圆锥体的锥面上设有切削齿。采用本发明的垂直顶升钻进装置，通过钻头向上一边钻进，一边进行垂直顶升施工。本发明的垂直顶升施工装置可大幅度提高管道垂直顶升施工效率，便于顶升管道垂直度的控制。控制。控制。


技术研发人员：王理想 于顺利 李耀良 卢秀丽 李伟强
受保护的技术使用者：上海市基础工程集团有限公司
技术研发日：2022.11.03
技术公布日：2023/2/3