一种顶管工作井的自动防淹装置的制作方法

本发明涉及一种顶管工作井的自动防淹装置。

背景技术：

1、顶管施工作为一种市政给排水土建施工方法，可分为顶进工作井部分和顶管部分，顶进工作井即为顶管顶进的工作进，是主要的工作截面，同时顶进工作井也是主要设备和人员的操作空间。

2、当顶进工作井位于雨季频发的地区，可能因受自然环境的影响导致顶进工作井出现灌水现象，当顶进工作井内的水倒流至顶管机头时，可能导致顶管机受水侵蚀而发生机械短头，损坏现象。

3、针对该类问题，传统的止水方法主要为井内抽排水，井外止水的方式，该方法虽然在一定程度上降低了工作井被水淹的风险，但当遇到暴雨险情时，需要大量的人力物力进行抢险工作，给抢险工作带来极大的不利，同时对于低洼地区的顶管施工，雨水无法有效的抽排等情况，需人工下井进行封堵，存在一定的安全风险。该方法存在速度慢，反应机制不够迅速等问题，对于人员跳生，机械保护都存在不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种顶管工作井的自动防淹装置，它可充分的保证顶进洞门的有效封堵，具有快速、安全可靠的特点，有效杜绝顶管工作井内的水进入顶进管道内部而破坏顶管机的机头。

2、本发明的目的是这样实现的：一种顶管工作井的自动防淹装置，安装在顶管工作井内并包括防淹门和抽水系统；所述顶管工作井采用钢护筒形成井壁，井壁的下部在管道顶进方向的侧壁上开设一顶进洞口；在顶进洞口位置的井壁的内侧面上设有内径大于顶进管道的外径的现浇洞口环，该现浇洞口环的内环面上设置内端带有限位环板的钢制装接环，使顶进管道贯穿在该钢制装接环内，该钢制装接环的限位环板的内侧面上安装内径小于顶进管道的外径的洞口止水圈；其中，

3、所述防淹门包括门体、门体启闭机构和门体启闭控制系统；

4、所述门体包括直径大于现浇洞口环的内径的钢板门和固定在钢板门的外侧面上的门体止水装置，该门体止水装置包括门体止水圈和一圈预埋在门体止水圈的外侧面上的遇水膨胀剂，该圈遇水膨胀剂与所述洞口止水圈接触；

5、所述门体启闭机构包括两个启闭液压缸、两个电机和两根大伸缩杆；两个启闭液压缸安装在所述井壁的内侧面上并对称地位于所述现浇洞口环的上方两侧；两个电机一一对应地安装在两个启闭液压缸的活塞杆的端头上；两根大伸缩杆的固定段的后端一一对应地安装在两个电机的转轴端头上，该两根大伸缩杆的活动段的前端各自通过桩头铰接在所述钢板门的内侧面的中部并对称地位于钢板门的圆心的两侧；

6、所述门体启闭控制系统包括水位监测器和门体控制器；所述洞口水位监测器安装在位于所述钢制装接环内的顶进管道的内腔底部；所述门体控制器安装在顶管工作井外的地表上并通过信号线分别与洞口水位监测器和所述门体启闭机构的两个启闭液压缸、两个电机和两根伸缩杆连接；该门体控制器控制两个启闭液压缸的活塞杆同步伸缩，该门体控制器控制两个电机的同步地以相反的方向转动，该门体控制器控制两根大伸缩杆同步伸缩；该门体控制器上还设置手动操控开关；

7、所述抽水系统包括设在顶管工作井内的底部边缘并位于现浇洞口环的一侧下方的集水坑、安装在集水坑内的抽水泵和安装在顶管工作井外的地表上的抽水泵控制器，该抽水泵控制器通过信号线与抽水泵连接。

8、上述的顶管工作井的自动防淹装置，其中，所述门体止水圈为外侧面具有凸台的台阶橡胶止水圈，该门体止水圈的凸台底部的直径大于顶进管道的外径小于所述钢制装接环的内径；所述遇水膨胀剂的横截面呈v形并预埋在所述门体止水圈的凸台底部的外侧面上。

9、上述的顶管工作井的自动防淹装置，其中，所述门体启闭机构还包括两根小伸缩杆，该两根小伸缩杆的固定段的后端一一对应地安装在两个电机的转轴上，该两根小伸缩杆的活动段的端头一一对应地安装在两根大伸缩杆的固定段上，使小伸缩杆与水平向的夹角不大于45°；该两根小伸缩杆各自通过信号线与所述门体控制器连接。

10、上述的顶管工作井的自动防淹装置，其中，所述井壁的底部设有混凝土底板；所述现浇洞口环的底部通过与现浇洞口环同步浇筑的混凝土加固座与混凝土底板连接；所述混凝土底板的底部还设有碎石垫层。

11、上述的顶管工作井的自动防淹装置，其中，所述井壁上在对应所述现浇洞口环的上方固定一根长度小于现浇洞口环的厚度的门体限位桩。

12、本发明的顶管工作井的自动防淹装置的特点是：

13、1、本发明采用水位监测的自动反应机制，通过检测到的水位识别顶管工作井淹没的风险，从而快速启动防淹门自动封堵顶进洞口，有效杜绝顶管工作井内的水进入顶进管道内部而破坏顶管机的机头；

14、2、本发明采用防淹门临时封堵顶进洞口，通过启闭液压缸使防淹门的门体覆盖顶进洞口，并在防淹门的门体的外侧面设置由橡胶止水圈和遇水膨胀剂构成的门体止水装置，通过启闭液压缸和井内水压按压门体止水装置与顶进洞口的内端面紧密接触，进一步保证防淹门的密封止水效果。

15、3、本发明采用顶进管道内进水感应，井外报警，人工手动启动防淹装置，可避免人员进入涌水井内操作施工。

技术特征：

1.一种顶管工作井的自动防淹装置，安装在顶管工作井内并包括防淹门和抽水系统；所述顶管工作井采用钢护筒形成井壁，井壁的下部在管道顶进方向的侧壁上开设一顶进洞口；在顶进洞口位置的井壁的内侧面上设有内径大于顶进管道的外径的现浇洞口环，该现浇洞口环的内环面上设置内端带有限位环板的钢制装接环，使顶进管道贯穿在该钢制装接环内，该钢制装接环的限位环板的内侧面上安装内径小于顶进管道的外径的洞口止水圈；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的顶管工作井的自动防淹装置，其特征在于，所述门体止水圈为外侧面具有凸台的台阶橡胶止水圈，该门体止水圈的凸台底部的直径大于顶进管道的外径小于所述钢制装接环的内径；所述遇水膨胀剂的横截面呈v形并预埋在所述门体止水圈的凸台底部的外侧面上。

3.根据权利要求1所述的顶管工作井的自动防淹装置，其特征在于，所述门体启闭机构还包括两根小伸缩杆，该两根小伸缩杆的固定段的后端一一对应地安装在两个电机的转轴上，该两根小伸缩杆的活动段的端头一一对应地安装在两根大伸缩杆的固定段上，使小伸缩杆与水平向的夹角不大于45°；该两根小伸缩杆各自通过信号线与所述门体控制器连接。

4.根据权利要求1所述的顶管工作井的自动防淹装置，其特征在于，所述井壁的底部设有混凝土底板；所述现浇洞口环的底部通过与现浇洞口环同步浇筑的混凝土加固座与混凝土底板连接；所述混凝土底板的底部还设有碎石垫层。

5.根据权利要求1所述的顶管工作井的自动防淹装置，其特征在于，所述井壁上在对应所述现浇洞口环的上方固定一根长度小于现浇洞口环的厚度的门体限位桩。

技术总结本发明公开了一种顶管工作井的自动防淹装置，包括防淹门和抽水系统。防淹门包括门体、门体启闭机构和门体启闭控制系统；门体包括钢板门和固定在钢板门的外侧面上的门体止水装置；门体启闭机构包括两个对称地安装在现浇洞口环的上方两侧的启闭液压缸、两个安装在两个启闭液压缸的活塞杆的端头上的电机和两根安装在两个电机的转轴上和钢板门的内侧面的中部的大伸缩杆；门体启闭控制系统包括安装在位于顶进管道的内腔底部的水位监测器和安装在顶管工作井外的地表上的门体控制器；抽水系统包括设在顶管工作井内的底部边缘的集水坑、安装在集水坑内的抽水泵和安装在顶管工作井外的地表上的抽水泵控制器。本发明能快速、安全可靠地将顶进洞门有效封堵。技术研发人员：卢恩华,陈开宏,林文聪,刘华,魏涛,王端敏,刘航,陈志钢,周锦坤,郝洋受保护的技术使用者：中交第三航务工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29