阅读说明：本技术 砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置 (Auxiliary forming device for anti-drag slurry sleeve in pipe jacking construction of sand layer ) 是由 罗云峰 李煜峰 路三平 李耀良 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置,包括下套环和上套环,所述下套环为漏斗结构,上套环为管状结构,且下套环和上套环组合成一个完成的减阻泥浆套成型罩体,下套环和上套环套设在顶进管道的外侧,下套环的底部焊接在工具头的顶部边缘上,工具头与顶进管道固定连接,顶进管道底部周向上设有多个减阻泥浆注浆孔,减阻泥浆注浆孔与下套环的内部相互连通,下套环的底部设有下辅助注浆装置,上套环沿其长度设有多个上辅助注浆装置。本发明注浆孔不直接与土体接触,注浆孔刚压出的减阻泥浆也不与土体直接接触,在顶管向前顶进的过程中,形成完整的泥浆套后再与土体直接相接触,有效减小顶进阻力,将加快工程施工效率节约工程成本。(The invention relates to an auxiliary forming device for a resistance-reducing slurry sleeve in sand layer pipe jacking construction, which comprises a lower sleeve ring and an upper sleeve ring, wherein the lower sleeve ring is of a funnel structure, the upper sleeve ring is of a tubular structure, the lower sleeve ring and the upper sleeve ring are combined into a finished resistance-reducing slurry sleeve forming cover body, the lower sleeve ring and the upper sleeve ring are sleeved on the outer side of a jacking pipeline, the bottom of the lower sleeve ring is welded on the top edge of a tool head, the tool head is fixedly connected with the jacking pipeline, a plurality of resistance-reducing slurry grouting holes are formed in the bottom of the jacking pipeline in the circumferential direction, the resistance-reducing slurry grouting holes are communicated with the interior of the lower sleeve ring, a lower auxiliary grouting device is arranged at the bottom of the lower sleeve ring, and a plurality of upper. The grouting hole is not directly contacted with the soil body, the resistance-reducing slurry just extruded from the grouting hole is not directly contacted with the soil body, and the complete slurry sleeve is formed and then directly contacted with the soil body in the process of forward jacking of the jacking pipe, so that the jacking resistance is effectively reduced, the engineering construction efficiency is accelerated, and the engineering cost is saved.)

砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置

技术领域

本发明涉及一种建筑施工的成型装置，尤其涉及一种砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置。

背景技术

在顶管施工中，注浆减阻是非常重要的一个环节，它是顶管成功与否的关键。顶管施工过程中，如果注入的减阻泥浆能在管道外周形成较完整的减阻泥浆套，则其减阻效果和支撑效果将会十分令人满意。形成良好的减阻泥浆套，可以增加单级顶进长度，减少中断间用量，加大工作井与接收井之间距离，从而减少工作井与接收井的数量，降低工程成本等。顶管在砂性土中顶进时，由于土层本身极不稳定，若不采取其它辅助措施，在工具头向前推进之后，砂性土体会立刻坍落在管道外壁上填补工具头外径与顶管外径之间差值(一般工具头外径比管道外径大1～1.5cm左右)所引起的空隙，进而会抱紧管壁增大摩阻力，阻碍顶管的正常顶进。所以对顶管在砂性土中顶进来说，减阻泥浆的支承作用和减阻作用尤其具有重要意义。若减阻泥浆形成不了良好的泥浆套就会支撑不足，则土体就会塌落于管外壁使滑动摩擦变为干摩擦，此时整个管段摩阻力会大幅上升。故顶管在砂性土中顶进能不能形成好的减阻泥浆套将对工程成败起到决定性的作用。

现有的顶管施工注浆系统考虑了减阻泥浆的配制，注浆孔数量，位置等，注浆孔压出的泥浆直接与土体接触，没有考虑到在注浆孔压浆到管道外部时额外增加一辅助装置使其形成良好的泥浆套后再与土体接触。现有的顶管泥浆注浆系统在非砂性土中顶进时，由于土体自身成拱效应比较强，在工具头往前推进时，管道与土体之间的空隙还能暂时形成，不会马上被土体填充，及时的进行注浆还可能形成比较完整的泥浆套。但在砂性土中，在工具头往前推进时，如没有额外的装置对管道与土体之间进行暂时的隔离，砂性土体本身极不稳定，管道与土体之间的空隙会马上被砂性土所填充，现有的顶管泥浆注浆系统的弊端就显现出来了，针对现有的顶管泥浆注浆系统应进行改进设计或开发。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置，包括下套环和上套环，所述下套环为漏斗结构，上套环为管状结构，且下套环和上套环组合成一个完成的减阻泥浆套成型罩体，下套环和上套环套设在顶进管道的外侧，下套环的底部焊接在工具头的顶部边缘上，工具头与顶进管道固定连接，顶进管道底部周向上设有多个减阻泥浆注浆孔，减阻泥浆注浆孔与下套环的内部相互连通，下套环的底部设有下辅助注浆装置，上套环沿其长度设有多个上辅助注浆装置。

进一步，所述下辅助注浆装置包括环形结构的下均布槽，下均布槽的截面为圆弧结构，且下均布槽与所述下套环为一体结构，所述下均布槽内沿其周向设有多个下注浆孔，下注浆孔与下套环内部相连通。

进一步，所述上辅助注浆装置包括环形结构的上均布槽，上均布槽的截面为圆弧结构，且上均布槽与所述上套环为一体结构，所述上均布槽内沿其周向设有多个上注浆孔，上注浆孔与上套环内部相连通。

进一步，所述下套环与上套环连接处为圆弧倒角。

进一步，所述上套环的外径比所述工具头的外径大1～1.5cm。

本发明的有益效果在于：

(1)漏斗结构的下套环和管状机构的上套环组合成一个完成的减阻泥浆套成型罩体，通过下套环上的下辅助注浆装置和上套环上的上辅助注浆装置可预先对土体表面敷上一层的泥浆，减小减阻泥浆套成型罩体与土体之间的摩擦，下均布槽内的下注浆孔和上均布槽内的上注浆孔均与土体无接触，避免堵孔的发生。

(2)漏斗结构的下套环能把工具头尾部的减阻泥浆注浆孔或紧接工具头尾部的管道上的减阻泥浆注浆孔与土体隔离开来，使该处的注浆孔不直接与土体接触，该处注浆孔刚压出的减阻泥浆也不与土体直接接触，在顶管向前顶进的过程中，形成完整的泥浆套后再与土体直接相接触；由于有完整的减阻泥浆套把土体与管道隔离开来，整个管道在泥浆套中顶进，由干摩擦变为滑动摩擦，其减阻效果将会十分明显，顶进阻力亦小，将加快工程施工效率节约工程成本。

(3)上套环的外径比工具头的外径大1～1.5cm，一般工具头外径又比顶进管道外径大1～1.5cm，上套环的外径比管道外径大2～3cm，按工程实践来看，如果先用泥浆对这2～3cm的空隙进行填充，在上套环向前脱出后，能形成1～1.5cm的泥浆套。一般在顶管施工中，能形成1cm厚的泥浆套已经可以认为泥浆套形成情况是非常之理想了。

附图说明

图1为本发明的砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置的立体结构示意图；

图2为本发明的砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置的剖视结构示意图；

图中：工具头1、顶进管道2、下套环3、下均布槽31、下注浆孔311、上套环4、上均布槽41、上注浆孔411、减阻泥浆注浆孔5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种砂土层顶管施工减阻泥浆套辅助成型装置，包括下套环3和上套环4，下套环3为漏斗结构，上套环4为管状结构，且下套环3和上套环4组合成一个完成的减阻泥浆套成型罩体，下套环3和上套环4套设在顶进管道2的外侧，下套环3的底部焊接在工具头1的顶部边缘上，工具头1与顶进管道2固定连接，顶进管道2底部周向上设有多个减阻泥浆注浆孔5，减阻泥浆注浆孔5与下套环3的内部相互连通，漏斗结构的下套环3能把工具头1尾部的减阻泥浆注浆孔或紧接工具头尾部的管道上的减阻泥浆注浆孔5与土体隔离开来，使该处的注浆孔压出的减阻泥浆在顶管向前顶进的过程中，形成完整的泥浆套后再与土体直接相接触。

下套环3与上套环4连接处进行圆弧倒角处理，上套环4的外径比工具头1的外径大1～1.5cm，此时该套环随工具头1顶进时，套环产生的阻力较小，不会因增加了本顶管减阻泥浆套成型罩体而额外增加顶管的顶进阻力。

下套环3的底部设有下辅助注浆装置，上套环4沿其长度设有多个上辅助注浆装置，通过下套环3上的下辅助注浆装置和上套环4上的上辅助注浆装置可预先对土体表面敷上一层的泥浆，减小减阻泥浆套成型罩体与土体之间的摩擦。

下辅助注浆装置包括环形结构的下均布槽31，下均布槽31的截面为圆弧结构，且下均布槽31与下套环3为一体结构，下均布槽31内沿其周向设有多个下注浆孔311，下注浆孔311与下套环3内部相连通；上辅助注浆装置包括环形结构的上均布槽41，上均布槽41的截面为圆弧结构，且上均布槽41与上套环4为一体结构，上均布槽41内沿其周向设有多个上注浆孔411，上注浆孔411与上套环4内部相连通，，下均布槽31内的下注浆孔311和上均布槽41内的上注浆孔411均与土体无接触，避免堵孔的发生。

实施实例：

工程用φ1800钢顶进管道2施工，主要在3层粉砂中掘进，其渗透性良好，顶进管道2摩阻力相对较大，顶进管道2外摩阻力减阻是本工程关键问题。工具头1外径比顶管外径大1.5cm，焊接在工具头1尾部外壳上的下套环3和上套环4的开口外径比工具头1大1cm，一个完成的减阻泥浆套成型罩体沿顶进管道2顶进方向长度为20cm。由于顶进管道2在地下施工，无法用肉眼观测泥浆套情况，故通过记录的顶力数据分析减阻效果及泥浆套形成情况。

工程顺利顶进完毕，根据记录的顶力数据计算出该工程顶进管道2顶进时的平均摩阻力仅为规范规程规定的施加减阻泥浆后的平均摩阻力1/3～1/2，其减阻效果良好，由于顶进管道2只使用了泥浆减阻，未使用其他减阻措施，故进而可认为泥浆套形成情况也十分良好。此外从顶进情况来看，并没有因为增加了本减阻泥浆套成型罩体而额外增加顶管的顶进阻力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。