顶管的关键设备是工具管,长距离顶进的关键设备是中继环。距离较长的管道,因管道四周的摩阻力越来越大,单凭主站油缸顶推是不够的。一方面主站的顶力有限,不可能无限增加,另一方面主站所能施加的顶力受到管道允许顶力和后背允许顶力的制约。为了解决上述问题,就出现了中继环。中断环的作用是分散主站的顶力,管道由中继环分段顶进。

图12.19是中继顶进的示意图。最前面的是工具管,紧跟着的是管道,随着顶进距离的增长,主站的顶力不断增加,当顶力增加到预定顶力时,安装1号中继环。中继环后再安装管道。中继环加入顶管时,先启动1号中继环,承担第一区段管道的顶进。主站顶进时,1号中继环回缩,第二区段的管道被主站顶进。距离再增加。用同样的方法再增加2号中继环、3号中继环。

图12.19　中继顶进示意图

1—工具管；2—中继环；3—主油缸

采用中继环顶管,就是将一根长管道分成数个区段。区段与区段之间加入中继环,每只中继环只承担顶推前面区段的管道,后面区段由它后面的中继环顶推,最后区段由主站承担顶推。一般主站的顶力要大于中继环的顶力。(www.daowen.com)

钢筋混凝土顶管中继环的构造常见的如图12.20所示。这种中继环前后的管段是特制的。在前后管段之间加入一只钢护套管,钢护套管与管段套接,也有在预制时浇筑在一起的。不论是前者还是后者,中继环动作时,钢护套管与前方管段是相对静止的。中继环的后方管段,预制时在其管端埋入一只带有凹槽的密封座,密封圈及其调节密封圈的弧形压板安装在此槽内,凹槽后方还有顶推弧形压板的调节螺栓,可以调节密封圈的压紧程度。密封圈磨损后,通过调节螺栓再压紧密封圈仍然起密封作用。数十只油缸安装在前后管段之间,固定在钢护套管上。密封圈的断面可以较大,部分磨损后仍然可以使用,但磨损到一定程度后,仍然需要更换。更换时需要在气压下进行。

顶管结束后,拆掉油缸,前后管段靠拢,其余处理与普通管段相同。

这种钢筋混凝土管中继环的优点是密封圈的压缩率可调,密封圈磨损后,再次压紧可以继续使用。与钢管中继环相比,可以承受较高的水压力,使用寿命较长。但更换密封圈仍然比较困难,同样需要在气压下进行。不适用于超长距离顶管。