[发明专利]一种内胀式顶管退管止退装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种内胀式顶管退管止退装置，包括位于顶管内且表面与顶管的轴线大致垂直的连接板和一端铰接在连接板上、另一端可选择性地支撑在顶管内壁上的多个支撑液压缸，多个支撑液压缸大致对称设置。该止退装置通过与管道内壁的摩擦力来提供反向的止退推力，能够有效地控制主顶液压缸施加的推力。

技术领域

本发明属于地下管道建设设备领域，尤其涉及一种内胀式顶管退管止退装置、系统及方法。

背景技术

利用顶管法在建设地下管道时，如果遇到极其严重的外界问题，如管道发生严重破损、管道前端遇到无法清除的障碍物而导致无法继续顶进等情况，则需要采用退管方法将管道从顶进的洞口拉拔出来，即退管。

在退管过程中，在管道的最前端，安装钢封门，钢封门在钢绞线的拉力作用下，可以对管道施加朝向洞口的力，带动管节退出洞口。由图1可以看出，退管过程中有如下力的平衡等式：

钢绞线拉力+迎面土压力＝管道摩阻力。

钢绞线的拉力可以通过液压系统来控制，但钢绞线仅能提供拉力，无法提供反向推力；对于大部分管道而言，管道的埋深变化不大，所以可以视为迎面土压力始终为一定值；管道摩阻力与管道长度成正比，随着管道结构在退管过程中不断减少，管道摩阻力也会不断减少。

当退管过程接近结束的时候，仅由少许长度的管道留在地层中，因此管道的摩阻力很小。由于管道迎面土压力为一定值，而且钢绞线仅能提供拉力，无法提供反向推力，此时尽管将钢绞线拉力降至为0，迎面土压力仍大于管道的摩阻力。在这种条件下，如果不加以控制，迎面主动土压力会自发推动管道结构推出洞口，从而造成周围土体发生坍塌等事故。因此，在退管工程的后期，需要采用一定的止退装置，来控制退管后期的施工质量和安全。

现有的退管止退工艺往往比较简单，基本上直接将主顶液压缸抵在管道结构上以提供反向推力。但是，此种方法有两个缺陷，一是主顶液压缸的顶力不好控制，一旦顶力过大，将会反推管道，二是无法对管道始终施加反推力，每当一节管道退出来之后，需要利用吊具将其运送出工作场地外，但此时，需要回缩主顶液压缸，以腾出足够的空间来将管节吊装出去，然而一旦主顶液压缸回缩，失去反推力的管道系统极易引发工程质量或安全事故。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种内胀式顶管退管止退装置，该止退装置能够在整个退管过程对顶管起到止退的作用，进而使顶管的整个退管过程都能够被安全控制，减少了事故发生的概率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种内胀式顶管退管止退装置，其特征在于，包括位于顶管内且表面与顶管的轴线大致垂直的连接板和一端铰接在连接板上、另一端可选择性地支撑在顶管内壁上的多个支撑液压缸，多个支撑液压缸大致对称设置。

优选地，支撑液压缸靠近顶管内壁的一端铰接有止退撑脚，所述支撑液压缸通过止退撑脚选择性地抵靠在顶管的内壁上。

优选地，所述止退撑脚呈与顶管的内壁弯曲方向一致的弧形，并且所述止退撑脚与顶管的内壁接触的一侧采用橡胶材料制成。

优选地，所述连接板具有两个，两个连接板之间通过连接结构相互连接，每个连接板上的多个支撑液压缸大致对称设置。

优选地，所述连接结构包括多个连接液压缸，每个连接液压缸的一端连接到其中一个连接板上，每个连接液压缸的另一端连接到另一个连接板上。

优选地，在每个连接板上均设置有支座，每个连接板上的支座具有两个支座液压缸，支座液压缸的上端固定在连接板上，支座液压缸的下端通过滚轮支撑在顶管的内壁上，所述滚轮能够沿着顶管的轴线方向移动。

本发明还提供一种顶管退管止退系统，包括前述的止退装置、主顶液压缸和顶铁，所述止退装置位于顶管内且能够与顶管的内壁相互抵靠，所述顶铁用于抵靠顶管的外端部，所述主顶液压缸具有两组，其中一组用于抵靠在最靠近顶管外端的连接板上，另外一组用于抵靠在顶铁上。