一种大直径暗管系统及其拉管施工系统的制作方法

1.本实用新型涉及在地下铺设管子技术领域，特别是涉及一种大直径暗管系统及其拉管施工系统。


背景技术：

2.市政施工中需要铺设大量的管道，包括很多与住户直接连通的自来水管。自来水管的主管道可以设置在地下综合管廊中，但通入住户的部分由于过于分散，单独为这些管道建设地下综合管廊不具备可行性，因此目前还是依靠将管道直接埋到土中来进行铺设，这类管道被统称为暗管。
3.目前最常用的铺设暗管的方式依然是明挖法施工，即提前挖一条长沟渠，然后将待铺设的管道放置在沟渠内后回填。这种施工方式简单可靠，对人员及设备无特殊要求，但有些复杂地形中，例如需要穿越沟渠河流堤坝等的区域无法使用。此外，明挖施工对地上建筑破坏严重，最常见的明挖施工铺设暗管的场合是道路边缘，每次施工都需要对道路进行破拆，然后重新铺混凝土及沥青，施工周期长，浪费物料多，且扰民严重。
4.随着自动化控制技术的发展，已出现了拉管法铺设暗管的施工方式，即先控制一个可调节方向的转头在地层中钻出引导孔，然后用扩孔器扩大钻孔，最后拖拉管道进行管道的安装。但这种施工方式在铺设大直径管道时存在着一些瑕疵，其一为由于管道与钻孔之间存在间隙较大，会导致地层沉降；其二为由于管道尺寸较大，在拖曳时会受到严重的摩擦与撞击，导致管道防腐层被破坏。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种大直径暗管系统及其拉管施工系统。
6.解决的技术问题是：现有的暗管，明挖法铺设低效且受限严重，拉管法在铺设大直径管道时存在导致地层沉降、管道防腐层被破坏等问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种大直径暗管系统，包括带有泥浆护壁的钻孔以及插设在钻孔中并与钻孔间隙配合的主管道，所述主管道与钻孔之间的环状缝隙中填充有混凝土层；
8.所述主管道外表面设置有管道防腐层。
9.进一步，所述主管道由多个钢质管节首尾相连焊接而成。
10.进一步，所述泥浆护壁的材质为聚合物泥浆。
11.进一步，所述混凝土层的材质为粉煤灰混凝土。
12.一种拉管施工系统，包括钻机、钻杆、扩孔器、挤扩器、以及拖拉设备；用于施工上述的一种大直径暗管系统；
13.所述拉管施工系统还包括注浆附管，所述注浆附管为贴附在主管道上且延伸方向与主管道一致的管道，所述注浆附管靠近主管道的被拖曳端的端部与主管道可拆卸连接；
14.所述注浆附管靠近主管道的被拖曳端的端部锚固有与注浆附管共轴的钢花管，所
述钢花管与注浆附管连通。
15.进一步，所述拉管施工系统还包括用于引导主管道进入地层的发送沟，所述发送沟开设在与主管道接触的地面上，长度方向与主管道的延伸方向一致，所述发送沟中填充有用于润滑的泥浆。
16.进一步，所述拉管施工系统还包括用于在主管道被拖曳时支撑主管道高于地面部分的导轮支架，所述导轮支架为顶部带有导轮的支架，设置在主管道进入地层一端的地面上；所述主管道架设在导轮上，所述导轮随主管道的拖曳而旋转。
17.进一步，所述钻机锚固在地锚箱上，所述地锚箱一周浇筑有锚固混凝土。
18.进一步，所述钻杆的钻孔路线上开设有通向地面的泄压坑。
19.本实用新型一种大直径暗管系统及其拉管施工系统与现有技术相比，具有如下有益效果：
20.本实用新型中，通过拉管法铺设暗管，克服了明挖施工的应用场合限制；不影响地上交通，不破坏地面绿地、植被，不影响既有建筑及构筑物，安全环保，节约占地、施工受季节限制小；
21.本实用新型中，通过注浆附管对主管道周围的环状缝隙进行注浆，避免了地层沉降的发生；通过发送沟与导轮支架形成摩擦力小的轨道，避免了拖曳中的主管道因撞击及摩擦而变形或管道防腐层被破坏。
附图说明
22.图1是本实用新型一种大直径暗管系统的结构示意图；
23.图2是主管道截面的示意图；
24.图3是本实用新型一种拉管施工系统在钻孔时的示意图；
25.图4是地锚箱的俯视图；
26.其中，1
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地层，2
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主管道，21
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混凝土层，22
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泥浆护壁，3
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钻机，31
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钻杆，32
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钻孔路线，4
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泄压坑，5
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地锚箱，51
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锚固混凝土，6
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注浆附管，61
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钢花管，7
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导轮支架。
具体实施方式
27.如图1
‑
2所示，一种大直径暗管系统，包括带有泥浆护壁22的钻孔以及插设在钻孔中并与钻孔间隙配合的主管道2，主管道2与钻孔之间的环状缝隙中填充有混凝土层21；主管道2外表面设置有管道防腐层。
28.本实施例中的大直径暗管系统为雄安新区的自来水管，需要经过河流与堤坝，对地层1沉降比较敏感，因而需要将主管道2与钻孔之间的环状空隙填满，以免出现地层1沉降，普通的拉管施工过程中通常无需这样。
29.主管道2由多个钢质管节首尾相连焊接而成，大直径管道无法一体成型。这里
30.泥浆护壁22的材质为聚合物泥浆，由水、膨润土和聚合物组成。这里之所以选用聚合物泥浆是因为聚合物泥浆不易发生固化，方便在拖曳安装主管道2的过程中时刻保持润滑作用。常规的检验凝胶在使用过程中由于是大直径管道的拖曳安装较慢，在在使用过程中可能会发生固化，从而影响管道的拖曳。
31.混凝土层21的材质为粉煤灰混凝土，并采用注浆的方式铺设，粉煤灰混凝土流动
性较强。
32.一种拉管施工系统，包括钻机3、钻杆31、扩孔器、挤扩器、以及拖拉设备；用于施工上述的一种大直径暗管系统；
33.如图1所示，拉管施工系统还包括注浆附管6，注浆附管6为贴附在主管道2上且延伸方向与主管道2一致的管道，注浆附管6靠近主管道2的被拖曳端的端部与主管道2可拆卸连接；注浆附管6靠近主管道2的被拖曳端的端部锚固有与注浆附管6共轴的钢花管61，钢花管61与注浆附管6连通。这样在主管道2安装到位后，拆下注浆附管6，在注浆附管6上安装钢花管61并回拖，边拖边注浆，形成混凝土层21。注浆附管6可以多设几根，以使注浆均匀。
34.拉管施工系统还包括用于引导主管道2进入地层1的发送沟，发送沟开设在与主管道2接触的地面上，长度方向与主管道2的延伸方向一致，发送沟中填充有用于润滑的泥浆。发送沟要在主管道2安装前开挖并注入泥浆，起到引导主管道2拖曳方向，并减小阻力的作用。
35.如图1所示，拉管施工系统还包括用于在主管道2被拖曳时支撑主管道2高于地面部分的导轮支架7，导轮支架7为顶部带有导轮的支架，设置在主管道2进入地层1一端的地面上；主管道2架设在导轮上，导轮随主管道2的拖曳而旋转。这样主管道2高于地面部分不至于因悬挑而变形，同时也减小了主管道2拖曳过程中的阻力。
36.如图3
‑
4所示，钻机3锚固在地锚箱5上，地锚箱5一周浇筑有锚固混凝土51，相较于打地锚桩，这种锚固方式在松软地层1中效果更好。
37.钻杆31的钻孔路线32上开设有通向地面的泄压坑4。泄压坑4的作用是避免在地质松软处产生冒浆，根据工程实际状况选择是否开挖。
38.采用本实用新型中的拉管施工系统施工本实用新型中的大直径暗管系统，施工过程包括以下步骤：
39.步骤一：沿管道预计安装路线设置钻孔路线32，钻导向孔；
40.步骤二：扩孔、洗孔，本实施例中一次扩孔不能达到预计的直径，需要进行多次扩孔，以免一次扩孔形成的孔壁不够坚实，在主管道2安装完之前就发生变形坍塌；
41.步骤三：边组装主管道2，边从工作坑拖动主管道2到接收坑，组装的同时进行x光探伤，若出现拖动困难的状况，使用夯管锤从工作坑进行辅助；
42.步骤四：主管道2安装完毕后，拆下注浆附管6，在注浆附管6上安装钢花管61并回拖，边拖边注浆，形成混凝土层21。
43.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。