[发明专利]一种长距离大口径顶管方向控制方法

说明书

本发明提供一种长距离大口径顶管方向控制方法，包括以下步骤：S1.选择设备：根据工程水文地质资料，选择设备；S2.安装设备：安装激光经纬仪，铺设基座导轨，安装千斤顶支架、千斤顶、顶进工具头；S3.试顶：将圆形顶铁放置在千斤顶与顶进工具头之间，将首节顶管管节放置于顶进工具头和圆形顶铁之间，进行试顶；S4.管节顶进与纠偏：开始正常顶进施工，根据激光经纬仪测量的偏差和顶管管节接缝的压缩偏进行纠偏。本发明利用位于顶管工作井中的均匀环向地顶在圆形顶铁上的千斤顶进行精准微调纠偏，纠偏效果好、操作方便安全、节约成本。

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，具体为一种长距离大口径顶管方向控制方法。

背景技术

近年来，随着国家大规模供水节水项目的建设，管道输水项目运用越来越普遍。当铺设管道遇地面公路、河流、建筑物等，为避免传统的拆迁、大开挖等影响，造成工期拖延和增加投资等弊端，非开挖顶管施工技术应运而生，并逐渐在水利建设项目中得到普及和推广。对于长距离大口径泥水平衡式顶管施工，其轴线控制尤为关键。由于地下施工不可预见性高，技术较复杂，工程地质条件具有技术的复杂性，对顶管施工质量控制提出了挑战。由于覆盖层、地层风化程度不一，正面土压力呈不均匀分布，极易出现顶管轴线、高程发生偏移等问题。

目前顶管施工过程中，大多利用设置在顶管机机头的纠偏千斤顶进行纠偏，该纠偏方法具有以下缺点：操作空间狭窄，配件及辅助设备操作困难；空气流通性差，检查与维护需另行通风处理，顶进距离越长，管线距离也会长，增加了成本与安全风险；纠偏过程中顶进速度不变，无法实现动态的精准微调纠偏；仅根据经纬仪测量的偏差结果进行纠偏，纠偏控制因素单一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精准微调、纠偏效果好、操作方便安全、节约成本的顶管方向控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长距离大口径顶管方向控制方法，包括以下步骤：

S1.选择设备：根据工程水文地质资料，选择顶进工具头、主顶进装置、高压油泵、激光经纬仪及排浆设备，所述主顶进装置包括至少四套用于顶进及纠偏的千斤顶；

S2.安装设备：将激光经纬仪固定在顶管工作井井底并测量顶管设计轴线，在顶管工作井内根据顶管设计轴线铺设基座导轨，安装千斤顶支架，千斤顶安装在千斤顶支架上，顶进工具头安装在基座导轨上；

S3.试顶：将圆形顶铁放置在千斤顶与顶进工具头之间，将首节顶管管节放置于顶进工具头和圆形顶铁之间，驱动主顶进装置顶住圆形顶铁，所有千斤顶均匀环向地顶在圆形顶铁上，开启顶进工具头进行试顶，根据设计的初始顶进速率，将顶进工具头从工作井井壁顶入一定距离后完成试顶；

S4.管节顶进与纠偏：开始正常顶进施工，每顶进一段距离测量一次激光经纬仪射到顶进工具头光靶上的光束点相对于光靶中心的偏差值和方向，若偏差值超过设计值，则将偏差方向对应位置的千斤顶的顶力减小；同时实时监测顶管管节接缝的压缩偏差值和方向，若压缩偏差值超过设计值，则将压缩偏差方向对应位置的千斤顶的顶力减小。

优选地，步骤S2还包括：对基座导轨相对于设计高程的高程偏差、顶进工具头的轴线和多套千斤顶形成的中心线与顶管设计轴线之间的偏差进行测量，偏差符合设计要求后再进入下一步骤。

优选地，步骤S3中，将顶管管节放置于顶进工具头和圆形顶铁之间后，测量顶进工具头的轴线、顶管管节的轴线以及多套千斤顶的中心线与顶管设计轴线之间的偏差，偏差符合设计要求后再进行试顶。

优选地，步骤S4中，当光束点相对于光靶中心的偏差方向或顶管管节接缝的压缩偏差方向上没有对应位置的千斤顶时，将光束点相对于光靶中心的偏差或顶管管节接缝的压缩偏差分解为水平偏差和高程偏差，分别减小水平偏差方向对应位置的千斤顶的顶力和高程偏差方向对应位置的千斤顶的顶力，完成纠偏。

优选地，步骤S4中，若偏差值未超过设计值，则可增加所有千斤顶的顶力。