热力管道在透水顶管隧道内的密封装置的制作方法

本技术属于热力管道施工领域，具体涉及一种热力管道在透水顶管隧道内的密封装置。

背景技术：

1、近年来，随着市政基础设施项目不断建设，市政热力管道作为其重要组成部分，敷设型式出现了多样性、复杂性的特点。在具体施工过程中，部分热力管道还需穿越河流及其他建构筑物，增大了施工难度。通常采用顶管穿越，再在顶管隧道内敷设热力管道的方式，也有使用废弃雨污水顶管隧道作为穿越空间，直接进行敷设。但顶管隧道密封性相对较差，在富含水地层或废弃雨污水顶管隧道中往往会出现透水情况，施工人员无法进入内部施工，影响热力管道安装工作，甚至无法安装，顶管隧道内的透水从洞口渗出，若渗水严重，则影响到施工人员的人身安全。现有方法之一为集水明排。在渗水量较小的情况下，可采用该种方法。但该种方法仅限于渗水量较小的情况。当出水量大，集水坑及排水泵无法满足时，该种方式不可取。现有方法之二采用定向钻拉管形式，在顶管隧道埋深较浅时，可采用该种方式，但根据规范《油气输送管道穿越工程施工规范》gb 50424-2015要求，人土角宜为6°～20°，出土角宜为4°～12°，采取该种方式会增加定向钻施工距离，且角度不易调整。如规范中所示，l2作为直线段，可视为顶管隧道，当采用定向钻拉管方式时，施工总长度会额外增加，即总长度为l＝l1+a1+l2+a2+l3。同时，沉井深度较深时，总长度则会随着深度的增加而变长。

2、另外，cn215369885u公开了一种矩形顶管隧道始发洞门处密封止水装置，解决了现有技术中存在富水地区钢管施工容易发生泥水外溢的问题，具有密封效果更好，更适应富水砂层中高水压高渗透的施工条件的有益效果，具体方案如下：一种矩形顶管隧道始发洞门处密封止水装置，包括支撑架，支撑架与预埋洞门框架连接，支撑架设于始发洞门的外侧且高于始发洞门设置，支撑架的底侧安装有第一板和第二部件，第一板和第二部件之间间隔设定距离，且用于向第一板和第二部件之间注入油脂的管路穿过支撑架底侧设置，支撑架远离预埋洞门框架的侧部固定有柔性帘幕，柔性帘幕弯折设置使得柔性帘幕的一侧位于支撑架的下方。

3、cn106703841a公开了一种顶管隧道进洞口止水装置，包括固定设置在顶管隧道进洞口井壁上的充气橡胶止水环安装槽、设置在所述充气橡胶止水环安装槽内的柔性充气橡胶止水环，所述充气橡胶止水环安装槽上还设置有连接所述充气橡胶止水环与地面空压泵的导气管，在充气状态下，所述充气橡胶止水环外侧与洞口安装槽底紧贴，内侧在管节顶进过程中始终与所述管节的外表面以预设的压力值保持紧贴。

4、目前尚未发现非常有效的用于在透水顶管隧道内敷设热力管道的密封装置。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种固定于顶管隧道洞口的密封装置，保证热力管道的顺利安装，并给施工人员提供安全的作业环境。

2、本实用新型的一种热力管道在透水顶管隧道内的密封装置，其包括两端开放的筒状体、固定于筒状体外壁并沿筒状体轴向间隔设置的多个支撑环板、固定于筒状体内壁并沿筒状体轴向间隔设置的多个环形隔板、贯穿支撑环板的多根注浆花管和注浆管，隔板的一侧设有与隔板叠置的柔性环片，热力管道穿过柔性环片进入顶管隧道内，注浆花管沿筒状体的长度方向穿过所有支撑环板，在穿过最后的支撑环板之后的部分开设有出口，注浆管穿过部分支撑环板且设有出浆口伸入至筒状体内部。

3、进一步地，筒状体的外径小于顶管隧道直径，筒状体例如使用厚度3-8mm，优选约3-5mm的钢板弯曲焊接成型或一体成型，筒状体长度例如可以为1-3m，进一步约1-2m。

4、进一步地，支撑环板的整个外缘固定有密封条，用于对支撑环板与顶管隧道内壁之间进行密封。优选地，支撑环板与筒状体同轴心，支撑环板的外径与顶管隧道的内径一致(基本等于或稍小于顶管隧道的内径)，支撑环板包括连接于筒状体两端的单环板和设置于单环板之间的多组双环板，例如可以为3-5组，支撑环板的外周缘与顶管隧道的内壁抵接，支撑环板例如可以为厚度3-8mm，优选约3-5mm的钢板。

5、进一步地，单环板包括与筒状体左端连接且位于顶管隧道洞口外部的左单环板和与筒状体右端连接且位于顶端隧道内的右单环板，右单环板与其相邻的双环板之间连接有加强环板。

6、进一步地，双环板之间连接有环绕筒状体的环形套板，环形套板及环形套板外侧的双环板形成用于放置密封条的环形凹槽，密封条与双环板例如使用密封胶粘接，密封条的边缘凸出凹槽，例如凸出1-5mm，进一步约1-2mm，使得整个密封装置被推入顶管隧道时，密封条处于挤压状态，保证密封装置与顶管隧道内壁的密封性，防止水流沿着密封装置与顶管隧道内壁的间隙流出。

7、进一步地，柔性环片为橡胶帘布，柔性环片厚度例如可以为5-10mm，柔性环片内径稍小于热力管道外径，热力管道穿过时，通过克服摩擦力将热力管道推入顶管隧道内，优选地，柔性环片外径与内径的差值大于隔板外径与内径的差值，例如大100-200mm。

8、进一步地，多个隔板沿筒状体的轴向间隔设置，隔板例如可以为2-10个，进一步3-8个或4-6个，优选为4个或6个，优选地，筒状体的左侧端口设有一个隔板，以依次相邻的两个隔板为一组，设有一组或多组的隔板，一组中的两个隔板之间连接多个加强筋板(不同组之间的隔板之间一般不设置加强筋板)，加强筋板沿周向间隔分布，筋板例如可以为9-30块，如24块，相邻筋板之间的圆心角例如可以为12-45度，如15度，柔性环片叠置于隔板的未连接加强筋板的一侧(即相邻的一组两个隔板的各自的远离侧)，加强筋板提高装置强度和整体稳定性，确保热力管道在顶管隧道内顺利敷设。通过多道隔板及连接于隔板上的橡胶帘布，实现密封装置与热力管道之间的可靠密封，防止顶管隧道内的水从密封装置与热力管道流出。

9、进一步地，筒状体左侧端口的柔性环片上覆盖多个压片，压片沿圆周分布，压片上开有通孔。优选，压片包括外弧面、内弧面及连接于外弧面和内弧面的侧面，外弧面所在圆的弧长大于内弧面所在圆的弧长，内弧面与外弧面的圆心角一致，外弧面与内弧面之间的距离小于环片的外圆与内圆的半径差值，压片的个数例如可以为9-30个，如24个，相邻压片之间的角度例如可以为12-45度，如15度，多个压片灵活调整与其连接的橡胶帘布的外露尺寸，两个热力管道的接口处为防腐补口位置，外径略大于热力管道尺寸，为避免防腐补口尺寸外径过大，无法通过密封帘布，通过调节压片调整橡胶帘布的尺寸，防止热力管道无法正常通过第一道橡胶帘布。

10、进一步地，筒状体内部除了左侧端口处的柔性环片以外的柔性环片覆盖有环形压板，环形压板连接于柔性环片未与隔板连接的一侧，隔板、柔性环片及环形压板上开有位置叠合的通孔，螺栓穿过隔板、柔性环片和环形压板或压片的通孔后使用配套的螺母拧紧从而将柔性环片固定于隔板上。

11、进一步地，多根注浆花管沿周向均匀分布，注浆花管分布于靠近支撑环板边缘的位置，注浆花管例如可以为3-12根，进一步4-6根，优选为6根，分布于2点、4点、6点、8点、10点、12点钟位置，相邻注浆花管之间的圆心角为60度，每根注浆花管均设有第一控制阀，第一控制阀控制浆液进入注浆花管，筒状体右侧的注浆花管部分(即从最后一块支撑环板伸出的部分，该部分的长度例如可以为50-200cm)上开有多个供膨润土浆液或水泥砂浆流出的孔洞，孔洞的尺寸只要可供膨润土浆液或水泥砂浆顺利流出即可，没有特别限制，孔洞规则或非规则分布于注浆花管上，每根注浆花管上的孔洞数没有特别限制，例如可以为5-50个，注浆花管的进液口位于支撑环板左侧，注浆花管例如可以为钢制管道，注浆时，用压力将膨润土浆液或水泥浆砂浆注入注浆花管，浆液从孔洞灌入隧道，膨润土浆液具有润滑和提供浮力作用，减小穿管时的摩擦力，水泥砂浆有固化作用，热力管道安装完成后，与顶管隧道形成同一整体。

12、进一步地，多根注浆管沿周向均匀分布，注浆管分布于靠近筒状体的位置，注浆管例如可以为3根，分布于3点、9点、12点位置，相邻注浆管之间的圆心角为120度，注浆管上设有第二控制阀，注浆管经第二控制阀后分出多个支管插入筒状体内部，优选地，相邻隔板之间各自插入一个支管，使得浆液进入每个隔板之间的空腔，注浆管的作用：一、防止水流压力过大，在橡胶帘布突发外翻情况时，通过注浆管注入密封油脂将橡胶帘布进行密封；二、在热力管道安装完成后，通过注浆管将橡胶帘布之间的空隙注满水泥砂浆，避免顶管隧道内注浆时洞口流出浆液，从而保证整个顶管隧道的填充密实度。

13、进一步地，筒状体下方的支撑环板上设有贯穿支撑环板的排水管，支撑环板左侧的排水管上设有第三控制阀，排水管例如可以为两根，两根排水管分布于等高位置，例如分布于5点钟、7点钟位置，排水管与支撑环板最低点的距离例如可以为支撑环板外径的1/7-1/5，在热力管道安装时，排水管用于排出顶管隧道流出的水，热力管道安装完成后，水泥砂浆置换隧道内的膨润土浆液。

14、本技术进一步提供了一种使用本技术的热力管道在透水顶管隧道内的密封装置敷设热力管道的方法，包括如下步骤：

15、在使用前，在距离顶管隧道洞口的一段距离处砌一道砖墙，因顶管隧道内有水，为防止在热力管道安装过程中出现水流，保证干作业环境，且从安全角度考虑，防止突发涌水涌沙，对人员安全造成影响，提前进行封堵。

16、(1)将密封装置使用吊机吊装至竖井坑内，调整密封装置的高度使其与顶管隧道同轴，然后将密封装置推入顶管隧道内，当最左侧的双环板与顶管隧道的洞口齐平时，停止推送，左单环板位于顶管隧道外部，在左单环板的外侧支模，支模包括与顶管隧道的轴向垂直的第一立板和与第一立板的两边缘垂直连接的第二立板，第一立板上开有孔洞，孔洞内径与支撑环的外径一致，左单环板位于第一立板的孔洞内，第一立板、第二立板及顶管隧道所在土方的外壁形成混凝土的浇筑空间，浇筑混凝土，混凝土固结后，密封装置与混凝土及土方牢固结合，防止热力管道在推进过程中，密封装置随热力管道同时被推入顶管隧道内，拆除顶管隧道洞口的砖墙；

17、(2)将热力管道推入柔性环片并进入顶管隧道，同时打开第一控制阀，用压力将膨润土浆液注入注浆花管内，膨润土浆液从注浆花管的孔洞罐入顶管隧道，热力管道安装完成后，打开第二控制阀和第三控制阀，通过注浆管将橡胶帘布之间的空隙注满水泥砂浆，从排水管排出膨润土浆液，并从注浆花管注入水泥砂浆，置换热力管道与顶管隧道之间的膨润土浆液，当从排水管输出水泥砂浆时，停止注入水泥砂浆，待水泥砂浆固化，热力管道与顶管隧道形成同一整体。

18、本实用新型的有益效果：

19、本实用新型的热力管道在透水顶管隧道内的密封装置，通过设置多个支撑环板及固定于支撑环板的密封条形成多道密封，防止顶管隧道内的水从密封装置与顶管隧道内壁的间隙流出；通过多道隔板及连接于隔板上的橡胶帘布，实现密封装置与热力管道之间的密封，防止顶管隧道内的水从密封装置与热力管道流出；通过注浆花管和注浆管向密封装置和顶管隧道内注入水泥砂浆，使得密封装置、顶管隧道和热力管道形成同一整体，保证热力管道安装后的密封性，杜绝渗水。