中石化石油工程技术服务有限公司;中石化江苏油建工程有限公司王玉健获国家专利权
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龙图腾网获悉中石化石油工程技术服务有限公司;中石化江苏油建工程有限公司申请的专利一种复杂地质大口径长距离顶管穿越施工方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115559734B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211171591.X,技术领域涉及:E21D9/00;该发明授权一种复杂地质大口径长距离顶管穿越施工方法是由王玉健;章邦伟;张俊亮;李腾飞;王辉;余兆春;朱彦;台培杰设计研发完成,并于2022-09-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复杂地质大口径长距离顶管穿越施工方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种复杂地质大口径长距离顶管穿越施工方法,包括以下步骤,数据测量,计算顶力及承载力,顶管注浆工艺,顶管顶进纠偏,长距离供电及照明,超长距离顶管通讯、监控,超长距离通风、气体监测,防止机头倒退措施,穿越软硬交替地层顶管的轴线控制措施,顶管穿越时轴线控制及机头上浮控制,土体加固,长距离顶管抗渗及封堵的技术措施。本发明通过计算选择顶管机规格及中继间位置、数量,在顶管施工期间同时进行穿越主管道的预制,完成组对、焊接、检测、防腐和单体试压合格后,待顶管设备拆除后,采用机械辅助将预制管段一次性穿入顶进套管内,用弯管与原线路管线连接,完成管道穿越安装任务提高了效率,节约了成本。
本发明授权一种复杂地质大口径长距离顶管穿越施工方法在权利要求书中公布了:1.一种复杂地质大口径长距离顶管穿越施工方法,其特征在于:包括以下步骤, a,数据测量,包括地面控制测量和顶管机顶进测量,地面控制测量包括顶管施工前,根据提供的工程定位和测量标志资料,对所给导线点、水准点及其它控制点进行复测;同时测设施工过程中使用的加密控制点,并将测量结果书报请监理工程师及业主审查、批准;顶管机顶进测量包括安装于顶管上的顶进姿态测量控制系统,顶进姿态测量控制系统包括接收激光束的光靶传感器和数据处理系统,测量以激光导向点为参照的顶管机切削舱的测量板的垂直和水平位移、激光入射水平角及顶管机切削舱仰角及滚动角,人工通过远距离摄像监控及微机系统,对测量数据进行处理计算并将处理结果反应出来的顶管机位置偏差显示在操作室屏幕上,指导操作人员对顶管机进行修正纠偏作业; b,计算顶力及承载力,根据顶进长度、套管材质、触变泥浆配比及地质情况,通过计算公式计算得出顶管所需顶力、后背墙承载力数据,确定合适的顶管机规格及中继间位置、数量; c,顶管注浆工艺,在管外壁注浆使套管与土层之间形成一条完整的环状的泥浆润滑套,变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态,以减少顶进阻力,根据顶进过程中遭遇不同地质采用不同的泥浆配比,保证摩擦系数处于一个相似值; d,顶管顶进纠偏,顶进轴线发生偏差时,通过调节纠偏千斤顶的伸缩量,使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置,并在紧随顶管机后设置三只柔性连接短钢管,钢管长度1.5米,管节间设置带密封圈的承插口进行连接,两节钢管间可以产生2°的夹角;顶管施工自动引导测量系统,将测量结果以及纠偏措施参考建议,及时显示在操作屏幕上,操作人员根据测量结果和查考建议随时操作设备进行纠偏,每次纠偏时缓慢调整纠偏角,纠偏角度根据管径的大小和顶进长度以及土质情况确定,在5′-20′之间选择,纠偏在顶进中进行,管道偏差测量每顶进100mm不少于1次,偏差较大时不少于2次,严格控制纠偏油泵的压力,不使油泵压力升的过快,不间断分析管道顶进中偏移轨迹的变化,确定合理的纠偏幅度; e,长距离供电及照明,采用380V低压输电,加大电缆容量,并且设置增压设备,根据现场顶进距离,可以借助井下电筒、矿灯照明方式; f,超长距离顶管通讯、监控,采用数字程控交换机进行通讯,采用两台监视器,分别对工具管操作面和主顶操纵台进行监控; g,超长距离通风、气体监测,采用长距离压入式管道通风系统进行通风,通风管固定在基坑侧壁及钢管内壁的侧边,在中继间处采用风琴式软管,在施工的全过程中风管随着钢管的延伸而不断的接长,确保管道通风,通风管选用Φ150硬质PVC管; h,防止机头倒退措施,在工作井穿墙管的周围井壁上预埋多块锚固钢板作为锚固点,在出洞时和下管时,由多个大吨位手拉葫芦将锚固点和顶管机牵制起来,辅以钢管与导轨之间焊板固定,防止顶管机和钢管后退; i,穿越软硬交替地层顶管的轴线控制措施,提前做好地质勘探和地质预报,选择优质耐磨刀具,减少顶管机在下硬层的垫高效应,将机头向硬层偏掘,减小刀盘的偏心反作用力,降低顶进速度和刀盘转速,平衡刀盘正反转,减少刀盘的冲击和顶管机的滚转,精细调控循环泥浆配比以及顶进参数,减少上软层的土体流失; j,顶管穿越时轴线控制及机头上浮控制,根据穿越段土质和覆土厚度,配合管道轴线监测信息的分析,结合顶力、顶进速度和出土量三者的相互关系,控制纠偏量; k,土体加固,在顶管管道周围1米范围内进行1:1水泥砂浆注浆加固处理,由管道内侧钻孔,采用高压注浆泵向管体外进行注浆;土质自稳性极差时,单独在顶管管道两侧20米范围内对土质自稳性极差地质采用双重管高压旋喷进行土体加固,防止水土流失; l,长距离顶管抗渗及封堵的技术措施,根据顶管覆土深度及地质情况,从而判断中继间密封圈磨损情况,若密封圈磨损比较厉害,需在顶进过程中加强对中继间薄弱环节的密封处理,顶管顶进施工完成,对安装单瓣单向阀的注浆孔拆除封堵使用密封胶,对浆液监察孔处无单向阀的监察孔的拆除封堵事先压浆后再进行封堵,采用斜螺纹钢闷头对注浆孔进行封堵。
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