[发明专利]一种顶管施工中管节密封性测试试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种顶管施工中管节密封性测试试验装置，其特征在于：该试验装置包括反力墙(1)、外套管(2)、外套管端头封盖(3)、试验管道封板(4)、试验管道(5)、始发及接收止水装置(6)、管道加载横梁(9)、动力加载油缸(10)、反力支架横梁(11)、反力支架斜撑(12)、反力支架底座(13)、反力支架立柱(14)、外套管支座(15)、压力表(16)、加压水泵(17)、单向闸阀(18)、外套管预留连接管(19)、螺栓(20)；始发及接收止水装置(6)包括两道橡胶板止水帘幕(7)、调节挡板(8)；

外套管端头封盖(3)安装密封在外套管(2)的一端端面，外套管端头封盖(3)及外套管(2)安装在外套管支座(15)上，外套管端头封盖(3)与反力墙(1)相贴合；2-3个试验管道(5)以此相连接，试验管道(5)的一端设有试验管道封板(4)，试验管道(5)的另一端设有管道加载横梁(9)；外套管(2)另一端设有始发及接收止水装置(6)；两道橡胶板止水帘幕(7)中的内止水帘幕设置在试验管道(5)的内壁面上，调节挡板(8)设置在始发及接收止水装置(6)的最外层，两道橡胶板止水帘幕(7)中的外止水帘幕与调节挡板(8)连接，调节挡板(8)沿试验管道(5)的径向上设置椭圆形的螺栓孔，通过调节螺栓(20)调节外止水帘幕伸出外漏长度，从而调整橡胶止水帘幕密封效果；

动力加载油缸(10)安装在反力支架横梁(11)上，反力支架横梁(11)固定在两反力支架立柱(14)上；反力支架斜撑(12)一端与反力支架横梁(11)连接，另一端与反力支架底座(13)连接；反力支架底座(13)通过地锚螺栓与地面固定；

压力表(16)设置在外套管(2)的外侧，用以监测外套管(2)与试验管道(5)间的泥水压力；

加压水泵(17)与外套管预留连接管(19)连接，加压水泵(17)与外套管预留连接管(19)之间设有单向闸阀(18)；加压水泵(17)用以向外套管(2)与试验管道(5)间的泥水加注压力，待达到试验测试压力后，关闭单向闸阀(18)，使泥水压力保持在验测试压力；

动力加载油缸(10)与管道加载横梁(9)连接。

2.一种顶管施工中管节密封性测试试验方法，其特征在于：该方法依照下列步骤进行，

S1外套管端头封盖(3)与外套管(2)一端采用螺栓连接，中间夹密封橡胶垫，以保证外套管的密封性，始发及接收止水装置(6)与外套管(2)另一端采用螺栓连接，中间夹一道橡胶板止水帘幕(7)，最外侧采用调节挡板(8)固定另一道橡胶板止水帘幕(7)，要求所有螺栓必须拧紧；

S2外套管支座(15)在适宜的位置与地面固定；

S3采用起吊设备将外套管端头封盖(3)与外套管(2)固定在外套管支座(15)上，外套管端头封盖(3)并紧贴反力墙(1)；

S4反力支架底座(13)在适宜的位置与地面固定；

S5试验管道(5)一端焊接试验管道封板(4)，另一端安装另一根试验管道(5)，形成试验管道(5)与试验管道(5)的连接，可检测该连接处的密封性，连接的工艺与现场施工要求相同；

S6采用起吊设备将试验管道(5)吊起并推进外套管(2)内，试验管道封板(4)离外套管端头封盖(3)控制在30～40cm左右，方便试验的展开；

S7在适宜的位置安装反力支架立柱(14)和反力支架横梁(11)，要求反力支架立柱(14)距试验管道(5)有一个动力加载油缸(10)的长度，反力支架横梁(11)高度与试验管道(5)中心高度相同；

S8安装管道加载横梁(9)和动力加载油缸(10)，管道加载横梁(9)、动力加载油缸(10)与试验管道(5)中心线在同一条直线上，并用螺栓固定动力加载油缸(10)；

S9安装加压水泵(17)、单向闸阀(18)和压力表(16)，并注水加压，检查整个密封性测试试验装置的密封性，局部渗漏水处加紧螺栓处理，直至密封性测试试验装置密封良好；

S10为了方便观测始发及接收装置(6)和管节连接处密封效果，在试验管道(5)内安装照明设备，并在接缝处安装摄像头，摄像头一端连接录像存储设备，方便以后重复细致观测密封变形情况。

3.根据权利要求2所述的一种顶管施工中管节密封性测试试验方法，其特征在于：S1打开单向闸阀(18)，开启加压水泵(17)向外套管(2)内注入泥浆水模拟饱和富水地层，观察压力表(16)待达到试验水压后关闭单向闸阀(18)再关闭加压水泵(17)，若压力表(16)压力有所下降可略微推进动力加载油缸(10)使之达到试验水压；

S2在持压状态下通过摄像头观察接缝处的密封情况；

S3若始发及接收止水装置(6)从橡胶板止水帘幕(7)与试验管道(5)之间有渗漏水，可降低压力为零，将调节挡板(8)向下调整，减小橡胶板止水帘幕(7)的外漏长度，重新加到试验水压力，继续试验观察，直至达到密封效果；

S4若调节挡板(8)仍不能达到密封效果，可调整始发及接收止水装置(6)处的橡胶板止水帘幕(7)的厚度、材料性能等其它参数，重新试验；若试验管道(5)连接处渗漏水，调整各试验管道(5)。