[实用新型]小管径排水管道顶管机具

说明书

技术领域

本实用新型涉及小管径排水管道顶管机具，属于排水工程领域，特别涉及小管径排水管道的施工机具。

背景技术

城市排水分为雨水和污水，排水体制分为分流制与合流制两种，大部分城市都是采取分流制，即雨水、污水分别排放。城市建设初期，雨污分流的排水管道一般是采用明挖施工，管道铺设后再将沟槽回填，修筑道路。还有许多城市，在城市建设初期由于资金等因素采用合流制排水体制，即雨污水合流直接排入河道。随着城市发展，环境保护意识的强化，污水需经过污水处理厂处理达标后才能排入河道，这些合流排水管道需要进行雨污分流改造，原有合流管管径较大，保留用作雨水管道，新建污水截留管道，将原来排入合流管的污水从源头截留，再通过污水干管排入污水处理厂。在城市建成区改造排水管道，需要破除道路，铺设管道后回填沟槽，恢复路面，工程造价高，影响城市的道路交通。顶管施工是排水管道的常用施工方法，不需大面积破路，仅需在检查井的位置设置顶管工作井和接收井，对地面交通影响较小。

现有技术水平定向钻非开挖技术广泛应用，最小可以回拖拉管施工直径100mm的管道。水平定向钻的方向及竖向高程控制是依靠前端钻头内安装的探棒，探棒发射电波被地面的探测仪接收，判断钻头的方向和位置，再指挥定向钻控制钻头方向。水平定向钻的方向控制精度一般为300～500mm。《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008规定，顶管施工管道内底高程误差要求为+30mm、－40mm，水平定向钻的精度远远达不到排水管道的要求，一般应用在给水、燃气等压力管道和电力、通讯的穿线管，不能用于排水管道。

排水管道顶管施工主要有土压平衡法和泥水平衡法，土压平衡法主要应用在大管径管道，人可进入管道操作区出土。小于等于1500mm的管道主要采用泥水平衡法，在顶管管道前端安装的机头旋转切土，通过压入机头前端和土体之间的泥浆使土压力平衡，工作井的千斤顶顶推管道，机头切削的土随泥浆排出，管道逐节顶至接收井。泥水平衡法顶管施工技术成熟，施工精度高，但最小管径只能顶进直径800mm的管道。

截污管道的次支管网管径多数为300～600mm，在截污管网中数量最多，应管径较小无法采用泥水平衡法顶管施工。现有技术还有一种二次顶管法，可以顶进300～600mm排水管道，其方法是先在工作井内，采用定向钻机顶进一根直径100mm的导杆，导杆的顶进方向采用激光经纬仪观察最前端的光标，出现偏移人工操作定向钻调整方向。导杆顶至接收井后，导杆后端通过一个锥体连接安装直径200～250mm的出土管，出土管逐节顶至接收井后，出土管内装入出土螺旋，出土管后端安装机头，机头采用液压马达做动力，机头后连接管道，工作井对管道顶进的同时起到液压马达旋转切土，土通过出土管的出土螺旋送至前端接收井，管道逐节顶至接收井。二次顶管在土质均匀的情况下，顶管精度可以控制在10mm左右，是目前新研发的一种小管径顶管技术。但二次顶管也存在一些缺陷，导杆顶入是采用激光经纬仪人工观察前端的光标，判别方向偏移人工纠偏，如观察不及时偏差较大时，纠偏困难，需要拉回一段重新调整再顶进；出土管顶进是依靠椎体扩径的出土管挤压土体，在遇到土质不均匀时容易出现出土管偏移，前段阻力较大时容易出现出土管后端隆起；管道顶进时机头的动力是地面的高压油泵提供液压油，需要在管道内穿一根进油管和一个回油管，每顶进一节管道，需要拆卸安装油管；顶管机头是靠管道传递顶力，遇到地质复杂时，有时会出现为机头未顶到接收井，后端的管道管壁破裂现象，不得已在机头位置挖开取出机头；前段阻力过大，顶推还可能造成管道隆起；经常出现出土螺旋被泥土堆积无法送出，导致机头负荷超载。二次顶管法虽然具有顶管直径小、顶管精度高的优点，应用在较软的淤泥质土施工可以取得较好的效果，但在粘土、粉质粘土等偏硬的地质条件下，容易出现上述一些问题，因此，二次顶管原则上顶进长度不超过60m，在土质偏硬的地质条件下顶进长度还会减小。

发明内容