曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置。
【背景技术】
[0002]为了适应城市建设的需要和减少施工对城市人民生活的影响，长距离、大口径、小口径、深埋、浅埋等顶管技术发展很快，地铁、越江隧道以及污水管道等顶管工程的应用也越来越多。作为一种非开挖的铺设地下管道的施工方法，顶管顶进施工方法对周围环境影响小且成本相对较低。在顶管顶进施工过程中，借助于来自油缸或千斤顶等的顶推力将掘进机从工作井穿过沿线土层进入接收井，与此同时，将紧随其后的管道依次连接并埋设到连接所述工作井与接收井之间的管线土层中。顶管顶进施工过程中采用的顶管一般有混凝土顶管、钢管顶管、玻璃钢夹砂顶管等。
[0003]其中，钢管顶管的承压能力强，密封性能好，抗地基变形能力强。但是，由于钢管顶管的刚性较大，在曲线顶进施工过程中纠偏困难。而且，钢管进行曲线顶进施工时，顶力方向与管道轴线方向有一个夹角，从而会产生一个垂直轴线方向的分力，使管道在顶进过程中不断向外侧漂移。此外，当钢管曲线顶进的曲率半径小于100m时，其弯曲弧度控制的难度更大。因此钢管在曲线顶进过程中，需要依靠铰接管的承插口进行转折，铰接管承插口的强度、刚度需满足在曲线状态下的受力要求。为了安全施工，需要根据钢管顶管的长度以及曲线段的曲率半径，将钢管的张开量控制在规范要求的范围内。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置，以满足曲线钢顶管顶进时，其弯曲弧度符合规范要求。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置，所述曲线钢顶管包括顶管机头、纠偏油缸单元、第一中继间、第二中继间和多个铰接管；所述纠偏油缸单元设置于所述顶管机头后段的断面上；所述第一中继间和第二中继间分别设置于曲线段管节的前端和中端；所述曲线段管节包括多个钢管管节，所述铰接管设置于相邻的所述钢管管节之间，还包括用于限制所述铰接管开口间隙的张开量控制装置，所述张开量控制装置为Π型卡箍，所述Π型卡箍与所述钢管管节的钢法兰卡接。
[0007]进一步地，所述Π型卡箍的厚度为28mm-40mm。
[0008]进一步地，所述Π型卡箍由钢板材料制作而成。
[0009]进一步地，所述铰接管包括前壳体和后壳体，所述前壳体和后壳体的内侧均设置有钢法兰，所述钢法兰上安装有螺栓，所述前壳体和后壳体之间通过所述螺栓紧固为一整体。
[0010]进一步地，所述铰接管接头处设置端法兰，所述端法兰上呈45°均布4X3只M30高强螺栓组。
[0011]进一步地，相邻所述端法兰之间的距离为150mm。
[0012]进一步地，所述前壳体和后壳体之间设置有一纠偏间隙，所述纠偏间隙的尺寸在I?3mm之间。
[0013]进一步地，所述纠偏间隙处设置有双道密封圈，所述密封圈用于止水。
[0014]在本实用新型实施例提供的曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置中，除了在顶管机头、中继间和铰接管多组纠偏系统对钢管曲线顶进的轨迹进行控制，还通过设置铰接管张开量控制装置辅助调整铰接管的螺栓，以使得铰接管的开口间隙符合设计要求，取代了传统采用人工测量的方式。也就是说，对于每一节到达起曲里程初始点处的钢管管节，先松开铰接管螺栓，并采用符合设计值尺寸的张开量控制装置辅助调整铰接管的螺栓，待相邻两节钢管管节之间的张开量大小符合设计要求时，固定铰接管的螺栓，从而保证在曲线段施工过程中，曲线钢顶管以稳定的曲率半径进行顶进，避免了每个铰接管到达曲线段起曲里程初始点时均需人工进行测量纠偏工作，节省了施工时间。而且，本实用新型的张开量控制装置为Π型卡箍，取材方便，制作简单，节省了施工成本。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型一实施例的曲线钢顶管曲线顶进时的位置示意图；
[0016]图2是本实用新型一实施例的铰接管的剖视图；
[0017]图3是本实用新型一实施例的铰接管的俯视图；
[0018]图4是本实用新型一实施例的曲线钢顶管顶进的轨迹控制系统的结构示意图；
[0019]图5是本实用新型一实施例的曲线钢顶管曲线顶进时直线状态承插口的连接示意图；
[0020]图6是本实用新型一实施例的曲线钢顶管曲线顶进时曲线状态承插口的连接示意图；
[0021]图7是本实用新型一实施例的铰接管的螺栓组布置图；
[0022]图8是本实用新型一实施例的张开量控制装置的结构示意图。
[0023]图中:
[0024]A-曲线钢顶管；12_顶管机头；14_第一中继间；16_第二中继间；18_铰接管；181-前壳体；182-后壳体；183-法兰；184-螺栓；185-承插口 ；21_张开量控制装置。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本实用新型技术方案的限制。
[0026]下面结合图1至图8详细说明本实用新型的曲线钢顶管的铰接管张开量控制装置。
[0027]实施例一
[0028]如图1至图3所示，钢管曲线顶进施工通常包括曲线段顶进施工和直线段顶进施工，曲线钢顶管A包括曲线段管节和直线段管节。其中，曲线段管节和直线段管节均包括多个钢管管节。曲线钢顶管顶进施工时，主要依靠铰接管的承插口进行转折，以使得在曲线段施工过程中，曲线钢顶管以稳定的曲率半径进行顶进施工。当曲线钢顶管曲线顶进时，通过调节螺栓的长度使得钢顶管开口朝外，钢管管节开口侧的间隙宽度根据计算来调整。具体来说，多个钢管管节组成曲线段管节，曲线段管节的轴线实际上是由多个钢管管节形成的折线，折线在宏观上为圆弧曲线。在进行施工之前，根据曲线段的弧长D、曲率半径R确定曲线段的钢管管节的长度L、数量和每节张开角度。每节张开角度是指前后两节钢管管节的承插口转折量b，承插口转折量b的计算公式如下:
[0029]b = 180 X sin Θ ；
[0030]其中，Θ为圆心角。圆心角Θ的计算公式如下:
[0031]Θ = 2Xarcsin((L+0.7)/2R)；
[0032]其中，L为钢管管节的长度，R为曲率半径，Θ为圆心角。
[0033]在本实施例中，曲线段的弧长D为224m，曲率半径R为618m，圆心角Θ为0.34°，选择的钢管管节的长度L为3m。从而计算得出张开量δ = 1432(钢管外径)Xsin Θ =8.5mm，相邻两节钢管管节之间的承插口 185的转折量b = 180 X sin Θ = 1.068mm，完全满足转折需要。根据实际工况，承插口 185的长度为200mm。
[0034]请参考图2，具体来说，曲线钢顶管在曲线段顶进施工时，通过曲线顶进的轨迹控制系统10来控制曲线钢顶管曲线顶进时的轨迹。曲线钢顶管曲线顶进的轨迹控制系统10包括顶管机头纠偏系统、管节纠偏系统和辅助纠偏系统。其中，顶管机头纠偏系统包括顶管机头12和用于调整顶管机头12姿态的四组纠偏油缸(图中未示出)，纠偏油缸设置于顶管机头12后段的断面上；管节纠偏系统包括设置于曲线段管节前端的第一中继间14和曲线段管节中端的第二中继间16，用于调整曲线段管节的弯曲弧度；辅助纠偏系统包括多个铰接管18，每个铰接管18均设置于相邻的钢管管节之间，用于辅助调整曲线段管节的弯曲弧度。
[0035]请继续参考图2，特别地，在确定曲线段的钢管管节的长度L、数量和每节钢管管节在起曲点的张开量之后，在曲线段的钢管管节之间布置第一中继间14、第二中继间16和多个铰接管18。如图1所示，顶管机头12的后面紧跟第一节钢管管节G1，第一节钢管管节Gl的后面紧跟第一中继间14，第一中继间14的后面紧跟第二节钢管管节G2，第二节钢管管节G2的后面紧跟第一个铰接管18，第一个铰接管18的后面紧跟第三节