球墨铸铁顶管中继间装置及利用其的顶管施工方法与流程

本发明涉及顶管施工技术领域，特别是涉及一种用于长距离顶管施工的球墨铸铁顶管中继间装置及利用其的顶管施工方法。

背景技术：

顶管中继间是顶管施工中非常重要的一个环节，特别是在长距离顶管施工中起着至关重要的作用，中继间技术是克服长距离顶进施工巨大阻力的关键技术措施之一。球墨铸铁管因力学性能好、接口可靠性高、耐腐蚀性能好、使用寿命长等优点而被广泛用于市政与水利输水工程。近些年，随着球墨铸铁管技术的不断发展，球墨铸铁顶管产品逐步应用到非开挖施工中，由于球墨铸铁顶管在具有上述优点的同时还具有较大的顶推力(一般为钢筋混凝土管的2-3倍)，因此适合用于长距离的顶管施工工程。但是，目前顶管施工中常用的中继间材质为16Mn(低合金高强度结构钢)，其耐腐蚀性能难以与球墨铸铁管相匹配，造成中继间成为整条管线的薄弱环节。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便，且与球墨铸铁顶管耐腐蚀性能相匹配，有利于保证顶管施工质量的球墨铸铁顶管中继间装置。

本发明球墨铸铁顶管中继间装置，包括前端顶管、后端顶管，所述前端顶管、后端顶管均为球墨铸铁管，所述球墨铸铁管为外包钢筋混凝土、插口段焊有顶推法兰的管或带有整体铸造顶推法兰的管，所述球墨铸铁管的接口型式为滑入式柔性接口，所述前端顶管、后端顶管之间外接钢套管，所述钢套管的长度大于所述前端顶管、后端顶管相邻管口之间的距离，在所述钢套管内，所述前端顶管、后端顶管管口处分别设置有可拆卸且为环形的前顶板、后顶板，所述前顶板上可拆卸地连接有若干个油缸，所述油缸位于所述前顶板与后顶板之间，若干个所述油缸沿所述钢套管的圆周方向均布。

本发明球墨铸铁顶管中继间装置，其中所述钢套管一端满焊在所述前端顶管的顶推法兰上，所述前顶板、后顶板均由至少两段弧度相同的圆弧段构成，相邻圆弧段之间通过螺栓固定连接。

本发明球墨铸铁顶管中继间装置，其中所述油缸上沿其长轴方向装设有至少一个“U”形卡件，所述前顶板径向外边缘沿周向设置有弧形油缸底座，所述弧形油缸底座上设置有沿其径向向内伸出的连接座，所述“U”形卡件的两个端头分别与所述连接座螺栓连接。

本发明球墨铸铁顶管中继间装置，其中所述后端顶管上设置有密封槽，所述密封槽内装设有密封圈。

本发明球墨铸铁顶管中继间装置，其中所述前顶板、后顶板均由四段弧度相同的圆弧段构成，沿所述钢套管周向均布有12个所述油缸，所述密封槽密封圈均设有2个。

本发明球墨铸铁顶管中继间装置，相邻所述密封槽之间设置有润滑油脂注油孔。

本发明还提供了一种利用上述中继间装置的顶管施工方法，包括如下步骤：

A、将所述钢套管的一端满焊在所述前端顶管的顶推法兰上，然后将所述前顶板和油缸安装在所述钢套管内，最后将安装好所述密封圈的后端顶管和后顶板装入至所述钢套管内；

B、将组装好的所述中继间装置整体吊装至安装轨道上，当顶进阻力达到一定数值时，启动所述中继间装置，首先由所述油缸顶推前端顶管向前移动，随后用主顶推油缸顶推后端顶管使其也向前移动，重复上述动作直至管线贯通；

C、首先拆除所述油缸，然后拆除所述前顶板和后顶板，完毕后在所述前端顶管、后端顶管的承插配合面上安装密封胶圈，并在所述密封胶圈表面和后端顶管的插口表面涂刷润滑油脂，最后启动后方中继间装置、主顶推油缸，进行管线合拢。

上述顶管施工方法中，所述步骤A还包括：在所述密封圈上涂刷润滑油脂。

上述技术方案中，前端顶管和后端顶管均为球墨铸铁管，接口型式与球墨铸铁顶管线一致，外接的钢套管可以有效防止前端顶管、后端顶管之间的间隙在运动过程中进入水和砂子，前顶板和后顶板均为可拆卸式，性能可靠，安装、使用极其方便，最主要的实现了中继间装置与球墨铸铁管线的同材质，提高了管线的运行寿命，保证了顶管施工质量。同时，前顶板上还带有油缸底座，既可以固定油缸，又为油缸提供了反力支撑。顶管贯通后，前、后顶板及油缸即可拆除，避免了管道内切割产生大量的烟尘，而且拆除后的前后顶板及油缸均可重复利用，大大降低了施工成本。

下面结合附图对本发明的球墨铸铁顶管中继间装置及利用其的顶管施工方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明球墨铸铁顶管中继间装置的主视局部剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1的B向视图(省略后顶板、后端顶管)；

图4为图1中后顶板的B向视图；

图5为利用图1的中继间装置的顶管施工状态图；

图6为本发明的前端顶管、后端顶管合拢状态示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明球墨铸铁顶管中继间装置包括左右水平布置的前端顶管1、后端顶管9，前端顶管1、后端顶管9均为外包钢筋混凝土、插口段焊有顶推法兰的球墨铸铁管或带有整体铸造顶推法兰的球墨铸铁管，该球墨铸铁管的接口型式为滑入式柔性接口。前端顶管1、后端顶管9之间外接钢套管2，钢套管2的长度大于前端顶管1、后端顶管9相邻管口之间的距离，以保证后端顶管9上的密封装置的密封可靠性，故钢套管2的左端套在前端顶管1的管口外，右端套在后端顶管9的管口外，优选的，钢套管2左端满焊在前端顶管1的顶推法兰上。在钢套管2内，前端顶管1的管口处设置有环形的前顶板3，后端顶管9的管口处设置有也为环形的后顶板5，前顶板3、后顶板5均由4段(或6段，也可以根据实际需求确定圆弧段的数量，此处不一一列举)弧度相同的圆弧段构成，相邻圆弧段之间通过螺栓固定连接，以方便拆卸。后顶板5与后端顶管9的插口端面之间有一定的间隙，顶进过程中将顶力传递到后端顶管9的顶推法兰上，后顶板5有助于保护后端顶管9的插口在顶进过程中不被顶坏。前顶板3径向外边缘沿周向设置有可拆卸的弧形油缸底座31，用于装设油缸4，弧形油缸底座31上设置有沿其径向向内伸出的2个连接座311，油缸4上沿其长轴方向装设有2个“U”形卡件41，每个“U”形卡件41的两个端头分别与连接座311螺栓连接，以方便拆卸。油缸4位于前顶板3与后顶板5之间，12个油缸4沿钢套管2的圆周方向均布。

为保证密封性能，后端顶管9上设置有2个密封槽6，密封槽6内装设有密封圈7，该密封圈7可为O型或者YX型。相邻的两个密封槽6之间设置有4个或6个润滑油脂注油孔8，该注油孔8沿后端顶管9周向均匀分布。通过润滑油脂注油孔8向密封圈7中间注射润滑油脂，提高密封圈7的使用寿命，顶进完成后润滑油脂注油孔8可用不锈钢丝堵进行密封。

如图1、图2、图5所示，利用上述中继间装置的顶管施工方法，包括如下步骤：

A、中继间装置的组装：将钢套管2的一端满焊在前端顶管1的顶推法兰上，然后将前顶板3和油缸4安装在钢套管2内，最后将安装好密封圈7的后端顶管9和后顶板5装入至钢套管2内，在安装过程中，为防止密封圈7被顶翻，应在密封圈7上涂刷润滑油脂。

B、将组装好的上述中继间装置整体吊装至安装轨道上，顶管机头100位于接收井200一侧，工作井300内的主顶推油缸11将中继间装置直接顶进与球墨铸铁顶管相连接。具体地，当顶进阻力达到一定数值时，启动上述中继间装置，首先由油缸4顶推前端顶管1向前移动，移动距离不宜过大，随后用主顶推油缸11顶推后端顶管9使其也向前移动，重复上述动作直至管线贯通；

C、中继间装置的拆除及管线合拢：管线贯通后，首先拆除油缸4，然后拆除前顶板3和后顶板5，再如图6所示，完毕后在前端顶管1、后端顶管9的承插配合面上安装密封胶圈10，并在密封胶圈10表面和后端顶管9的插口表面涂刷润滑油脂，最后启动后方的中继间装置或主顶推油缸11，进行管线合拢，其中，中继间装置的拆除应从前向后依次进行。

综上所述，本发明的中继间装置结构简单、拆装便捷、耐腐蚀性能好，能够与球墨铸铁顶管的性能相匹配，利用其的顶管施工方法操作简便、安全可靠，可以很好的解决球墨铸铁顶管施工工程中中继间耐腐蚀性能差的问题。同时，本发明的中继间装置适用性高，可以经过改造用于其他管材顶管工程。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。