[发明专利]一种顶管工具及其顶进方法

说明书

本发明公开了一种顶管工具，用于入海顶管施工，包括依次连接的前筒、中筒和后筒，所述前筒内设有用于切割泥土的网格刀盘，所述中筒的两端均设有可开合的冲水闸门，所述冲水闸门可冲洗网格刀盘，所述后筒包括内筒和外筒，所述内筒和外筒的一端均与中筒连接，另一端可与外部顶管连接。本发明还公开了顶进方法，可以实现控制顶进程序灵活，顶进机械成本较低，可以有效避免因自身浮力原因导致顶进工具和顶管节向上弯曲破损的情况。本顶进工具和顶进方法在复杂地质区域施工经济效益好，适合无接收井的条件下直通大海进行顶管施工。

技术领域

本发明涉及地下工程施工技术领域，尤其涉及一种顶管工具及其顶进方法。

背景技术

在海岸边复杂地质条件大直径顶管且无接收井的条件下顶进入海的施工中，根据勘察报告，顶管将主要在地层④层--粘土中穿越，该地层为当地常见湛江粘土，勘探未揭穿。该层呈灰色或灰黄色，整体可塑，局部包裹硬塑状泥团。粘度非常高，快剪指标粘聚力C值平均为47.8kPa，三轴(CU)指标粘聚力C值平均为62kPa。在顶进过程中容易形成很大侧摩阻力，而且容易造成掘进机械“抱死”，给掘进机械的选择和工艺设计带来很大困难。

而且在无接收井情况下，工具头及管节入海后，水面至管顶深度达6m以上，工具头及露在水中的管节受到海水作用产生的浮力高达150t，自重难以抵消全部浮力。因浮力大于工具头与管节自重之和，如管内压载量不够、管节压载物过轻、压载长度过短以及工具头管节内压载不均，都有可能使工具头产生上浮，向上弯矩可能导致顶管弯曲并可能严重破损，从而导致透水事故。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种顶管工具及其顶进方法，该工具推灵活，不易被泥土抱死，可灵活控制顶进程序，机械成本较低，在复杂地质区域施工经济效益好，该推进方法有效避免因自身浮力而导致顶管弯曲并可能严重破损的情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种顶管工具，用于入海顶管施工，包括依次连接的前筒、中筒和后筒，所述前筒内设有用于切割泥土的网格刀盘，所述中筒的两端均设有可开合的冲水闸门，所述冲水闸门可冲洗网格刀盘，所述后筒包括内筒和外筒，所述内筒和外筒的一端均与中筒连接，另一端可与外部顶管连接。

作为上述技术方案的改进，所述冲水闸门设有用于冲洗网格刀盘的冲水管，所述冲水闸门还设有用于抽出前筒内泥水的抽水管。

作为上述技术方案的改进，所述前筒工作端的壁筒上设有刀头，所述前筒外还套装有强化筒，所述强化筒的工作端设有辅助刀。

作为上述技术方案的改进，所述强化筒和后筒的外径一致，且均大于中筒的外径。

作为上述技术方案的改进，所述网格刀盘上设有便于吊装的吊孔。

一种顶管工具顶进方法，该方法包括：

步骤1、在预设竖井中，利用顶管机顶进顶管工具，并排出泥水，直至顶管工具完全没入海域的泥土中；

步骤2、在后筒的后端焊接需要顶进的顶管，关闭两个冲水闸门，在内筒位于靠近顶管的一端安装连通内外筒之间夹层的阀门，在内筒下部位于靠近顶管的一端安装连通内外筒之间夹层的阀门，如果阀门有水流出说明外筒泄露，在切断内筒时，同时对发现的漏水焊缝进行修补，如果阀门没有水流出说明外筒不泄露，则将内筒直接完全切断；

步骤3、在后筒和顶管之间焊接加载板使后筒与冲水闸门形成加载仓，内筒的切痕位于加载仓内，根据实际情况计算后往加载仓内注入可以抵消顶管工具重量的水；

步骤4、利用顶管机推动顶管将顶进工具顶进，不断接入新的顶管，直至顶进工具被顶进到达预设位置，在最后一节顶管末端焊接钢闷板；

步骤5、开挖并清理顶管工具周围的土层，操作员在位于加载仓的位置对外筒进行水下切割，直至将顶管工具头从顶管上切下；