套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法

摘要

一种套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法，包括内外两层管；工程前定点测量；放轴线、打压试验及灌浆；还包括：外管内固接铺设钢轨；钢轨上安放承载内管的小车；小车至指定位置顶起，收回小车；在小车下放置三维方向调整内管的三向调整装置；调整后，在内管下面固接永久性钢垫板；在装好密封件的两根内管的结合处，进行打压试验和灌浆密封，依次一节一节在套管内安装内管，直至工程完毕。本发明是在3m内径套管中安装2m直径的预应力钢筒混凝土管地方法，套管内设置两条承载小车的钢轨，解决了套管里安装预应力钢筒混凝土管的难题。千斤顶、卷扬机均为小型设备，小车在现场自制，投入少，成本小。它施工周期短，进度快，安装质量好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种给排水系统的管道安装方法，特别是涉及一种φ3m混凝土套管内安装φ2m预应力钢筒混凝土管的施工方法。

背景技术

给排水工程中，在一个大型套管中再安装一个大型同轴心的预应力钢筒混凝土管（PCCP），类似的现有技术是在隧道内安装预应力钢筒混凝土管。在隧道内安装预应力钢筒混凝土管，对预应力钢筒混凝土管的运输和安装采用专用的驮管车，用驮管车安装预应力钢筒混凝土管，轨道要水平布置，还需要布置轨道安装垫板，垫板底部需浇筑混凝土，既占用空间大，成本和费用也较高。在河底隧道内的大型套管中再安装大型预应力钢筒混凝土管，其预应力钢筒混凝土管是通过河两岸的两个竖井下吊到作业面的，预应力钢筒混凝土管进入竖井后竖井内场地空间有限，不适合大型的驮管车操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、不占用竖井作业面、使用常规工具安装、操作简便的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法。  

本发明的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法，包括管道安装预应力钢筒混凝土管之前进行的工程前定点测量；放出顶管的轴线，并将高层控制点引到操作竖井内；两节预应力钢筒混凝土管对接前在结合处设置密封件，对装好密封件的两根预应力钢筒混凝土管接头，于结合处在管内部打压进行密封试验，在管外部进行灌浆密封的工艺步骤，其工艺步骤还包括：

步骤1、在套管内壁全程固接钢轨枕垫，钢轨枕垫上固接两条平行且成直线及顶标高一致的钢轨，两钢轨成60°夹角且垂直于套管，钢轨探出套管两端，探出套管的部分铺设在两个竖井作业面上，

步骤2、在钢轨上安放承载预应力钢筒混凝土管的小车，小车滚轮的角度与钢轨角度一致，

步骤3、对预应力钢筒混凝土管采用保护措施后，向竖井内下吊预应力钢筒混凝土管，并将预应力钢筒混凝土管放置在小车上，之后拖动小车至指定位置，

步骤4、在套管底部预先设置的支撑座和预应力钢筒混凝土管两侧预先设置的前后承力板之间安放千斤顶，并顶起千斤顶，收回小车，

步骤5、在被千斤顶顶起的预应力钢筒混凝土管下面放置三向调整装置，升起三向调整装置使之支撑起预应力钢筒混凝土管，利用三向调整装置在三维方向将预应力钢筒混凝土管准确调整到设计位置，

步骤6、预应力钢筒混凝土管被调整到设计位置后，在预应力钢筒混凝土管的于套管之间固接永久性钢垫板，

步骤7、重复步骤1～6的操作方法，安装下一节预应力钢筒混凝土管，两节预应力钢筒混凝土管对接前在结合处放置密封件，

步骤8、在装好密封件的两根预应力钢筒混凝土管的接头结合处，于预应力钢筒混凝土管内部打压进行密封试验，于预应力钢筒混凝土管的外部进行灌浆密封，

步骤9、重复循环步骤1～6、步骤8的操作方法，依次一节一节在套管内安装预应力钢筒混凝土管，直至工程完毕。

本发明的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法，其中所述小车由承力钢板、轮架和车轮构成。

本发明的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法，其中所述三向调整装置由上层的顶升机构、中层的横向滚动机构和下层的纵向滚动机构组成，横向滚动机构设有横向滚动轮，纵向滚动机构设有纵向滚动轮，上层安装千斤顶。

本发明套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法与现有技术不同之处在于本发明套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法是在3m内径套管中安装2m直径的预应力钢筒混凝土管，充分利用了套管内的有限施工空间，在套管内布置两条垂直于套管的钢轨，两钢轨成60度夹角，钢轨上设置小车，无需使用大型专用设备，解决了狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的技术难题。用于套管内安装的千斤顶、卷扬机，均为小型设备，使用灵巧，采购方便，小车和垫板可在现场自制，投入少，成本小、经济效益明显。整个管道安装施工周期短，平均每天安装一标准管段，进度快，安装质量好。

下面结合附图对本发明的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的的结构示意图。

图2为本发明套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的工艺流程图。

图3为预应力钢筒混凝土管在小车及轨道上的状态示意图。

图4为预应力钢筒混凝土管及其小车进入套管前的状态示意图。

图5为预应力钢筒混凝土管及其小车进入套管后的状态示意图。

图6为支承座、支撑板上顶起千斤顶回收小车的示意图。

图7为三向调整设备在预应力钢筒混凝土管下面的安装示意图。

图8为三向调整设备构造示意图。

图9为预应力钢筒混凝土管对接处灌浆密封状态示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法。包括安装预应力钢筒混凝土管3之前进行工程前定点测量，放出顶管的轴线，并将高层控制点引到操作竖井1内；两节预应力钢筒混凝土管3对接前在结合处设置密封件，在装好密封件的两根预应力钢筒混凝土管3接头结合处，在管内部打压进行密封试验，在管外部进行灌浆密封的工艺步骤，其工艺步骤还包括：

步骤1、在套管2内壁全程固接钢轨枕垫，钢轨枕垫上固接两条平行且成直线及顶标高一致的钢轨5，两钢轨5成60°夹角且垂直于套管2，钢轨5探出套管2两端，探出套管2的部分铺设在两个竖井1作业面上。

步骤2、在钢轨5上安放承载预应力钢筒混凝土管3的小车4，小车4滚轮的角度与钢轨5角度一致。

步骤3、对预应力钢筒混凝土管3采用保护措施后，向竖井1内下吊预应力钢筒混凝土管3，并将预应力钢筒混凝土管3放置在小车4上，之后拖动小车4至指定位置。

步骤4、在套管2底部预先设置的支撑座9和预应力钢筒混凝土管3两侧预先设置的承力板8之间安放千斤顶6，并顶起千斤顶6，收回小车，

步骤5、在被千斤顶6顶起的预应力钢筒混凝土管3下面放置三向调整装置7，升起三向调整装置7使之支撑起预应力钢筒混凝土管3，利用三向调整装置7在三维方向将预应力钢筒混凝土管3准确调整到设计位置。

步骤6、预应力钢筒混凝土管3被调整到设计位置后，在预应力钢筒混凝土管3与套管2之间固接永久性钢垫板。

步骤7、重复步骤1～6的操作方法，安装下一节预应力钢筒混凝土管3，两节预应力钢筒混凝土管3对接前在结合处放置密封件。

步骤8、在装好密封件的两根预应力钢筒混凝土管3的接头结合处，于预应力钢筒混凝土管3内部打压进行密封试验，于预应力钢筒混凝土管3的外部进行灌浆密封。

步骤9、重复循环步骤1～6、步骤8的操作方法，依次一节一节在套管2内安装预应力钢筒混凝土管3，直至工程完毕。

针对上述工艺步骤，下面结合附图对本发明的套管中狭窄空间里安装预应力钢筒混凝土管的方法作更详细阐述。

如图3所示，在向竖井1中下吊预应力钢筒混凝土管3前，先在轨道5上放置小车4。将竖井1中下吊的预应力钢筒混凝土管3放置在小车4上。将载有在预应力钢筒混凝土管3的小车4通过轨道5置入套管2。

小车4由钢板、轮架和车轮现场自制构成。轴距4.5m。两轮夹角加工成60°夹角，确保小车在轨道上正常运行。

如图4所示，放置有预应力钢筒混凝土管3的小车4可在套管2中的轨道5上运行。预应力钢筒混凝土管3通过小车4在套管2中的运输可用手拉葫芦或卷扬机实现。安装第一节预应力钢筒混凝土管3前需先在竖井1中设置反力点。在待拉入预应力钢筒混凝土管3的承口或插口上后背横梁作为着力点，安装后续管道时可将先前安装好的预应力钢筒混凝土管3作为反力点。预应力钢筒混凝土管3安装位置处应事先放置好钢板垫块，作为调整千斤顶6的支座。

如图5、图6所示，预应力钢筒混凝土管3就位后，在规定的支撑座和支撑板位置放置千斤顶6，此时轨道5和管道2之间的距离为158mm。向上顶升40mm千斤顶6，顶升过程应保持各千斤顶6同步，顶升完成之后拖出小车4为后续预应力钢筒混凝土管3安装之用。

如图7所示，小车4取出后，在垫板上放置三向调整装置7。如图8所示，三向调整装置7由上层的顶升机构10、中层的横向滚动机构11和下层的纵向滚动机构12组成。横向滚动机构11设有横向滚动轮，纵向滚动机构12设有纵向滚动轮，上层升顶机构10设有千斤顶。通过横向滚动机构11和纵向滚动机构12的轮子移动，可以调整管道纵横向位置，通过顶升机构10可以调整预应力钢筒混凝土管3上下位置，从而将预应力钢筒混凝土管3准确调整到设计位置。在调整过程中，三向调整装置7先向上顶升，收回千斤顶6。当预应力钢筒混凝土管3被调整到准确位置后，需要在预应力钢筒混凝土管3和套管2之间安装永久性的垫块来支撑整节后的预应力钢筒混凝土管3。垫块由钢板焊接而成，一节预应力钢筒混凝土管3共需四个垫块，分别放置在轨道5的两侧。垫块和轨道5采用焊接连接，垫块有足够的强度和刚度支撑预应力钢筒混凝土管3自重和正常运行下的管中水重量。垫块安装完毕后，回缩三向调整装置7的顶升机构10，便可将三向调整装置7取出。

第一节预应力钢筒混凝土管3安装完成之后，重复上述步骤可完成后续预应力钢筒混凝土管3安装。进行步骤5时，后一节预应力钢筒混凝土管3和前一节预应力钢筒混凝土管3之间应留30cm距离，为放置三向调整装置7、取回千斤顶6和放置橡胶密封圈留出操作空间，之后通过三向调整装置7的前后移动将两节管道顶紧。如图9所示，最后对两管承、插口接头进行打压试验以及管外侧接缝灌浆密封。打压试验在管道内进行，将打压设备和预应力钢筒混凝土管3上的预留打压孔连接后进行打压，在规定时间内压力损失不大于规定值。若有渗漏或是压力下降过大的情况，必须拆下预应力钢筒混凝土管3重装。每装完一节预应力钢筒混凝土管3都应该及时进行接头打压试验，试验合格方可进行下一节管的安装。预应力钢筒混凝土管3接缝外侧接头灌浆采用1：2水泥砂浆，由于空间过于狭小，接缝灌浆必须在预应力钢筒混凝土管3安装时在管外侧先留好密封带。管接头内侧应用1：1.5～2砂浆抹平管表面。

预应力钢筒混凝土管3全部安装完后，需把所有接缝进行二次打压试验。安装检查全部合格后，预应力钢筒混凝土管3和套管2间的空隙还需回填满砂，以防止通水运行中，预应力钢筒混凝土管3位置发生位移。灌砂采用泵抽的方法，水流出，砂沉淀下来，逐步充满空隙。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。