CN104100273B - 一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，包括拖曳板、拖曳套内存放组件、拖曳套外锚固组件及减阻滑轮，拖曳板为在箱涵顶进时从箱涵前端拉出的薄板卷材，分隔箱涵与土层，拖曳套内存放组件位于箱涵内部，存放拖曳板，随箱涵顶进长度的增长同步释放拖曳板，拖曳套外锚固组件位于箱涵出发井内，固定拖曳板的外端，减阻滑轮位于箱身前端，以滚动摩擦替代滑动摩擦降低拖曳板从前端拉出时的摩阻力并保护拖曳板不受到刃角较大的局部压力被破坏。与现有技术相比，本发明主要用于箱涵顶部，作为管幕法和触变泥浆的替代品，隔离土体与箱涵，达到控制对土体的扰动与避免箱涵上部地层变形作用。
Description
技术领域
本发明属于建筑隧道工程施工技术领域，尤其是涉及一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置。
背景技术
箱涵顶进工法是一种现场浇筑箱涵管节，借助千斤顶的推力将管节逐节顶进穿越土层至指定位置的一种非开挖施工方法，由于其断面利用率高，不影响上部交通等特点，广泛应用于中短距离大断面下穿越车行地道的工程实例中。二十一世纪以来，管幕法与触变泥浆技术的发展进一步扩大了箱涵法的应用范围，增强了其对地面变形的控制能力。
但管幕法施工较为繁琐，对施工精度要求较高，且地层变形不易控制，对于时间与经济成本的增加亦不可忽视。现有的触变泥浆技术虽然在箱涵与土体之间的润滑减阻方面卓有成效，但众多顶管群的顶进施工带来的扰动，尤其是在软土地层中所产生的后期固结沉降至今尚未得到较好的解决。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种原理简明、成本低、施工方便，主要用于箱涵顶部，作为管幕法和触变泥浆的替代品，隔离土体与箱涵，达到控制对土体的扰动与避免箱涵上部地层变形作用的减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，包括拖曳板、拖曳套内存放组件、拖曳套外锚固组件及减阻滑轮，
所述的拖曳板为在箱涵顶进时从箱涵前端拉出的薄板卷材，分隔箱涵与土层，
所述的拖曳套内存放组件位于箱涵内部，存放拖曳板，随箱涵顶进长度的增长同步释放拖曳板，
所述的拖曳套外锚固组件位于箱涵出发井内，固定拖曳板的外端，
减阻滑轮位于箱身前端，替代刃角，以滚动摩擦替代滑动摩擦降低拖曳板从前端拉出时的摩阻力，以及保护拖曳板不至于受到刃角较大的局部压力而破坏。
所述的拖曳板的材料为钢、铝合金或合成纤维。
所述的拖曳套内存放组件为可转动的滑轮。
所述的拖曳套内存放组件和减阻滑轮在第一节箱涵管节浇筑时预留预埋件，浇筑完成后通过预埋件连接于管节上，拖曳套内存放组件、减阻滑轮及释放的拖曳板构成长筒状结构，在管节横向延伸。
所述的拖曳板在拖曳套内存放组件和减阻滑轮安装完成后成卷存放于拖曳套内存放组件上，并经过减阻滑轮均匀布置于箱涵第一节管节顶部，并留出锚固的余量。
所述的拖曳套外锚固组件在箱涵第一节管节顶进一定距离后将箱涵顶部露出拖曳板锚固于箱涵出发井内，提供抵抗箱涵顶进时运动的箱涵与静止的拖曳板之间滑动摩擦力所需的拉力，以及保持拖曳板随时处于拉紧状态，消除箱涵对土体的纵向拖曳。
所述的拖曳板内还预埋有应力传感器，包括受拉传感器及掘进速度传感器，通过拖曳板的受拉传感器和掘进速度传感器协同作用，实现拖曳板自动释放。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)对土体变形控制好：拖曳套与土体之间不存在相对运动，可有效防止箱涵顶进对土体的水平向拖曳，且可以避免触变泥浆带来的后期固结沉降问题。
2)施工便利：只需在前期准备时安装完成拖曳套，箱涵顶进时利用受拉材料传感器和掘进速度传感器的协同技术从拖曳套内存放端同步释放拖曳板即可。
3)成本低：拖曳套技术的使用可替代地基加固、管幕法与触变泥浆，大大降低箱涵法施工的经济成本与时间成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-拖曳板，2-拖曳套内存放组件，3-拖曳套外锚固组件，4-减阻滑轮，5-箱涵管节，6-箱涵刃脚，7-箱涵出发井，8-千斤顶及液压系统
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种减小箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，通常单独用于箱涵结构顶部，也可以用于箱涵结构四周，用以替代箱涵顶进技术中管幕法与触变泥浆等配套技术，其结构如图1所示，这种用于箱涵顶进工法的配套装置，主要由拖曳板1、拖曳套内存放组件2、拖曳套外锚固组件3和减阻滑轮4组成。
拖曳套内存放组件2和减阻滑轮4在第一节箱涵管节浇筑时预留预埋件，浇筑完成后通过预埋件连接于管节上，其中拖曳套内存放组件2可以是一个可转动的滑轮，拖曳套内存放组件2和减阻滑轮4是长筒状设备，在管节横向延伸，延伸长度为拖曳板2厚度。箱涵管节5的前面还可以设置箱涵刃脚6，后方连接千斤顶及液压系统8。
拖曳板1需要预先计算好所需卷材的总长度，在拖曳套内存放组件2和减阻滑轮4安装完成后成卷存放于拖曳套内存放组件2上，并经过减阻滑轮4均匀布置于箱涵第一节管节顶部，并留出一定的余量，用于锚固。
拖曳套外锚固组件3在箱涵第一节管节顶进一定距离之后将箱涵顶部露出拖曳板锚固于箱涵出发井7内，具体的锚固方式可以是锚钉、锚杆及其他，拖曳套外锚固组件3需要能够提供一定的锚固强度，使之能够抵抗箱涵顶进时箱涵对拖曳板造成的滑动摩擦力。同时由于锚固设备对拖曳板造成了削弱，拖曳套外锚固组件3需要满足锚固端处拖曳板的强度验算。
在箱涵顶进的过程中，在拖曳套内存放组件2端同步释放拖曳板1，使之均匀地铺设于箱涵顶部。拖曳板1释放时可以根据向前顶进速度控制拖曳板释放速度，也可以采用射频识别技术技术等无线遥感技术在拖曳板中预埋应力传感器，通过拖曳板的受拉传感器和掘进速度传感器协同作用，实现拖曳套的自动释放。
拖曳板1的材料选择应尽量选择强度较高厚度较薄的卷材，以保证有足够的伸缩性，使之能够较方便地于拖曳套内存放组件2中存放与释放。
在箱涵管节顶部与拖曳板1之间可以通过采用的减阻措施，如涂抹润滑油、在箱涵顶部安装小滚轮等，以保证箱涵的顺利顶进，以及减少拖曳板1所受的应力，提高箱涵顶进距离。
在通过各种方式润滑减阻后，如果仍旧无法保证箱涵的顺利顶进，可以通过设置中继间的方法来减小摩擦阻力。
Claims (7)
1.一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，该装置包括拖曳板、拖曳套内存放组件、拖曳套外锚固组件及减阻滑轮，
所述的拖曳板为在箱涵顶进时从箱涵前端拉出的薄板卷材，分隔箱涵与土层，
所述的拖曳套内存放组件位于箱涵内部，存放拖曳板，随箱涵顶进长度的增长同步释放拖曳板，
所述的拖曳套外锚固组件位于箱涵出发井内，固定拖曳板的外端，
所述的减阻滑轮位于箱身前端，以滚动摩擦替代滑动摩擦降低拖曳板从前端拉出时的摩阻力并保护拖曳板不受到刃角较大的局部压力被破坏。
2.根据权利要求1所述的一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，所述的拖曳板的材料为钢、铝合金或合成纤维。
3.根据权利要求1所述的一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，所述的拖曳套内存放组件为可转动的滑轮。
4.根据权利要求1所述的一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，所述的拖曳套内存放组件和减阻滑轮在第一节箱涵管节浇筑时预留预埋件，浇筑完成后通过预埋件连接于管节上，拖曳套内存放组件、减阻滑轮及释放的拖曳板构成长筒状结构，在管节横向延伸。
5.根据权利要求4所述的一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，所述的拖曳板在拖曳套内存放组件和减阻滑轮安装完成后成卷存放于拖曳套内存放组件上，并经过减阻滑轮均匀布置于箱涵第一节管节顶部，并留出锚固的余量。
6.根据权利要求1所述的一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，所述的拖曳套外锚固组件在箱涵第一节管节顶进一定距离后将箱涵顶部露出拖曳板锚固于箱涵出发井内。
7.根据权利要求1所述的一种减少箱涵顶进时土体纵向变形的反拖曳装置，其特征在于，所述的拖曳板内还预埋有应力传感器，包括受拉传感器及掘进速度传感器，通过拖曳板的受拉传感器和掘进速度传感器协同作用，实现拖曳板自动释放。
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