CN109372521A - 新管幕法施工技术及施工管支护装置 - Google Patents

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王可用
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Abstract

本发明涉及管幕施工技术领域,具体涉及新管幕法施工技术及施工管支护装置,所述施工技术包括清理现场、确定工艺参数、顶进施工管、放置支护装置、切割施工管焊接钢板、浇筑混凝土等步骤,所述支护装置包括支撑体,所述支撑体包括支撑柱,支撑柱上端与拱形支撑部连接,下端通过伸缩部件与仰拱形支撑部连接,所述拱形支撑部与拱形管弧适配,所述仰拱形支撑部与仰拱形管弧适配。本发明提供的施工技术可以解决现有技术施工管开始切割到钢支撑焊接完毕前的过程中上方管弧没有有效支护以及现有钢板与管弧间单面焊接强度低及稳定性差的问题;支护装置的拱形支撑部和仰拱形支撑部均为弧形,能与拱形管弧、仰拱形管弧紧密贴合。

Description

新管幕法施工技术及施工管支护装置
技术领域
本发明涉及管幕施工技术领域,具体涉及新管幕法施工技术及施工管支护装置。
背景技术
新管幕法是一种大断面暗挖隧道施工工艺,该方法的具体施工方法分为以下步骤:①在地下土层结构中,首先用大型顶管机分段顶进大直径钢管,钢管管段间采用焊接方式连接;②钢管顶进后采用管间切割支护,在钢管之间焊接钢板和钢支撑;③在钢管及钢板内部浇筑混凝土形成永久的主体结构;④最后开挖中心土体的施工方法。该方法非常适合解决复杂条件下的地下结构建造及对环境要求较高的地下结构施工、超浅埋大跨度地下结构和近接地下结构施工,具有封闭性好、开挖断面大、施工速度快的优点,是各类复杂地层结构下穿廊施工的最优工法。
然而新管幕法在管壁割除过程中存在着巨大的安全隐患,首先原闭环钢管被切割成拱形管弧和仰拱形管弧,在上下管弧间尚未焊接钢支撑时,上管弧受到上层岩石压力但没有可靠支撑,会形成较大的凌空面;其次拱形管弧所受力会由钢板及钢支撑传导至仰拱形管弧,由于钢板与管弧间仅为单面焊接,难以保障工程施工平稳顺利进行。因此提供一种能够大幅提高管幕抗弯剪刚度的新管幕法施工技术及施工管支护装置是十分必要的。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,提供了一种新管幕法施工技术及施工管支护装置,具有操作方便,结构简单、临时支护效果好。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
新管幕法施工技术,所述施工技术包括以下几个步骤:
步骤1:清理现场;
步骤2:确定施工管尺寸和间距;
步骤3:使用大型顶管机分段顶进施工管,并进行管后注浆;
步骤4:在已经顶进的施工管内部沿施工管轴向放置支护装置,所述支护装置上设有伸缩部件,支护装置顶部与施工管拱形管弧相适配,支护装置底部与施工管仰拱形管弧相适配;
步骤5:割除相邻钢管间部分管壁,在相邻施工管的拱形管弧间和仰拱形管弧间焊接钢板;
步骤6:在施工管内绑扎钢筋,然后浇筑混凝土。
在上述技术方案的基础上,所述步骤4每隔1m-3m设置一个支护装置。
在上述技术方案的基础上,所述步骤6当支护装置所在施工管段准备浇筑时,调节该管段支护装置伸缩部件缩短支护装置高度,将支护装置从施工管内取出。
新管幕法施工管支护装置,所述支护装置包括支撑体,所述支撑体包括支撑柱,支撑柱上端与拱形支撑部连接,下端通过伸缩部件与仰拱形支撑部连接,所述拱形支撑部与拱形管弧适配,所述仰拱形支撑部与仰拱形管弧适配。
在上述技术方案的基础上,所述拱形支撑部和仰拱形支撑部的材质均为20a工字钢。
在上述技术方案的基础上,所述伸缩部件为千斤顶,所述千斤顶的顶部和底部均设有连接钢板,顶部的连接钢板通过螺栓与支撑柱下端连接,底部的连接钢板与仰拱形支撑部焊接。
在上述技术方案的基础上,所述支护装置由两组或两组以上支撑体组成,相邻两组支撑体通过横撑或剪刀撑连接。
在上述技术方案的基础上,所述横撑通过快拆螺栓连接两个相邻支撑体的拱形支撑部或仰拱形支撑部,材质为14a槽钢。
在上述技术方案的基础上,所述剪刀撑通过快拆螺栓交叉连接于支撑柱上,材质为14a槽钢。
本发明具有如下优点:本发明提供了一种新管幕法施工技术,本技术在现有技术的基础上对施工管的支护工艺进行改进,在施工管切割前预先对施工管进行有效支护,解决现有技术施工管开始切割到钢支撑焊接完毕前的过程中上方管弧没有有效支护以及现有钢板与管弧间单面焊接强度低及稳定性差的问题。本发明还提供了一种新管幕法施工管内支护装置,该支护装置的拱形支撑部和仰拱形支撑部均为弧形,能与拱形管弧、仰拱形管弧紧密贴合,使支护更加有效;使用时,通过调整伸缩部件使拱形支撑部与拱形管弧贴合、仰拱形支撑部与仰拱形管弧贴合,对管体进行支护;施工结束后,技术人员通过调整伸缩部件将支护装置从管道中取出,可重复利用。
附图说明
图1为现有技术新管幕法施工技术的管幕结构示意图;
图2为本发明新管幕法施工技术的管幕结构示意图;
图3为本发明新管幕法施工管支护装置的结构示意图;
图4为本发明实施例5的结构示意图;
图5为本发明实施例6的结构示意图;
图6为本发明实施例7的结构示意图。
符号说明
1-拱形管弧,2-仰拱形管弧,3-注浆层,4-钢板,5-钢支撑,6-支护装置,7-支撑体,8-支撑柱,9-拱形支撑部,10-伸缩部件,11-仰拱形支撑部,12-连接钢板,13-横撑,14-剪刀撑。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明:
如图1所示,现有技术新管幕法的施工工艺具体包括以下步骤:
步骤1:清理现场;
步骤2:确定施工管尺寸和间距;
步骤3:使用大型顶管机分段顶进施工管,并进行管后注浆,形成管间注浆层3;
步骤4:割除相邻钢管间部分管壁,在相邻施工管的拱形管弧1间和仰拱形管弧2间焊接钢板4;
步骤5:在钢板4间焊接钢支撑5;
步骤6:在施工管内绑扎钢筋,浇筑混凝土。
实施例1
如图2所示,本发明提供了一种新管幕法施工技术,具体步骤包括:
步骤1:清理现场;
步骤2:确定管幕长度为105m,由20根施工管组成,管幕的最小埋深为2.7m,施工管为直径2m、壁厚20mm的钢管,每段钢管长度为5m,钢管间距为16.5cm;
步骤3:使用大型顶管机分段顶进钢管,相邻两段施工管之间采用焊接连接,钢管顶进完毕后在管排间进行注浆,形成管间注浆层3;
步骤4:在已经顶进的施工管内部沿施工管轴向放置支护装置6,所述支护装置6上设有伸缩部件10,支护装置6顶部与施工管拱形管弧1相适配,支护装置6底部与施工管仰拱形管弧2相适配;
步骤5:割除相邻钢管间的部分管壁,切口宽度为1.2m,在相邻施工管的拱形管弧1间和仰拱形管弧2间焊接钢板4;
步骤6:在施工管内绑扎钢筋,然后浇筑混凝土。
实施例2
如图2所示,本发明还提供了一种新管幕法施工技术的优选方案,具体步骤包括:
步骤1:清理现场;
步骤2:确定管幕长度为105m,由20根施工管组成,管幕的最小埋深为2.7m,施工管为直径2.0m、壁厚20mm的钢管,每段钢管长度为5m,钢管间距为16.5cm;
步骤3:使用大型顶管机分段顶进钢管,相邻两段施工管之间采用焊接连接,钢管顶进完毕后在管排间进行注浆,形成管间注浆层3;
步骤4:在已经顶进的施工管内部沿施工管轴向每隔2m放置一个支护装置6,所述支护装置6上设有伸缩部件10,支护装置6顶部与施工管拱形管弧1相适配,支护装置6底部与施工管仰拱形管弧2相适配;
步骤5:割除相邻钢管间的部分管壁,切口宽度为1.2m,在相邻施工管的拱形管弧1间和仰拱形管弧2间焊接钢板4,待焊缝冷却后,在焊缝处刷涂或喷洒止水剂;
步骤6:在施工管内绑扎钢筋,然后浇筑混凝土,当支护装置6所在施工管段准备浇筑时,调节该管段支护装置6的伸缩部件10缩短支护装置6高度,将支护装置6从施工管内取出。
实施例3
如图3所示,一种新管幕法施工管支护装置,支护装置6包括支撑体7,所述支撑体7包括支撑柱8,支撑柱8上端与拱形支撑部9连接,下端通过伸缩部件10与仰拱形支撑部11连接,所述拱形支撑部9与拱形管弧1适配,拱形支撑部的外弧半径为98cm,所述仰拱形支撑部11与仰拱形管弧2适配,仰拱形支撑部的外弧半径为98cm。
新管幕法施工管支护装置的使用方法:
当钢管全部顶进完成后,在钢管内部每隔一段距离放置一个支护装置,通过调整伸缩部件使拱形支撑部和仰拱形支撑部分别与拱形管弧和仰拱形管弧紧密贴合,然后固定伸缩部件;
待施工管侧壁切割完成,并在相邻管弧间焊接钢板后,开始对施工管内部进行分段浇筑,当支护装置所在施工管段准备浇筑时,可以通过调节该管段支护装置伸缩部件降低支护装置高度,然后将支护装置拖离。
实施例4
如图3所示,在实施例3的基础上,所述拱形支撑部9、仰拱形支撑部11的材质均为20a工字钢;所述伸缩部件10为千斤顶,所述千斤顶为荷载为60T的液压千斤顶,所述液压千斤顶顶部和底部均设有连接钢板12,顶部的连接钢板12通过螺栓与支撑柱8下端连接,底部的连接钢板12与仰拱形支撑部11焊接。
实施例5
如图4所示,在实施例4的基础上,所述支护装置6由两组支撑体7组成,两组支撑体7通过横撑13连接,所述横撑13通过快拆螺栓连接两个支撑体7的拱形支撑部9和仰拱形支撑部11,材质为14a槽钢。
实施例6
如图5所示,在实施例4的基础上,所述支护装置6由两组支撑体7组成,相邻支撑体7通过剪刀撑14连接,所述剪刀撑14通过快拆螺栓交叉连接于相邻支撑体7的支撑柱8上,材质为14a槽钢。
实施例7
如图6所示,在实施例4的基础上,所述支护装置6由三组支撑体7组成,相邻支撑体7通过横撑13和剪刀撑14连接;所述横撑13通过快拆螺栓连接两个相邻支撑体7的拱形支撑部9和仰拱形支撑部11,剪刀撑14通过快拆螺栓交叉连接于支撑柱8上,横撑13和剪刀撑14材质均为14a槽钢。
上面以举例方式对本发明进行了说明,但本发明不限于上述具体实施例,凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.新管幕法施工技术,其特征在于,所述施工技术包括以下几个步骤:
步骤1:清理现场;
步骤2:确定施工管尺寸和间距;
步骤3:使用大型顶管机分段顶进施工管,并进行管后注浆;
步骤4:在已经顶进的施工管内部沿施工管轴向放置支护装置,所述支护装置上设有伸缩部件,支护装置顶部与施工管拱形管弧相适配,支护装置底部与施工管仰拱形管弧相适配;
步骤5:割除相邻钢管间部分管壁,在相邻施工管的拱形管弧间和仰拱形管弧间焊接钢板;
步骤6:在施工管内绑扎钢筋,然后浇筑混凝土。
2.如权利要求1所述的新管幕法施工技术,其特征在于,所述步骤4每隔1m-3m设置一个支护装置。
3.如权利要求1所述的新管幕法施工技术,其特征在于,所述步骤6当支护装置所在施工管段准备浇筑时,调节该管段支护装置伸缩部件缩短支护装置高度,将支护装置从施工管内取出。
4.新管幕法施工管支护装置,其特征在于,所述支护装置包括支撑体,所述支撑体包括支撑柱,支撑柱上端与拱形支撑部连接,下端通过伸缩部件与仰拱形支撑部连接,所述拱形支撑部与拱形管弧适配,所述仰拱形支撑部与仰拱形管弧适配。
5.如权利要求4所述的新管幕法施工管支护装置,其特征在于,所述拱形支撑部和仰拱形支撑部的材质均为20a工字钢。
6.如权利要求4所述的新管幕法施工管支护装置,其特征在于,所述伸缩部件为千斤顶,所述千斤顶的顶部和底部均设有连接钢板,顶部的连接钢板通过螺栓与支撑柱下端连接,底部的连接钢板与仰拱形支撑部焊接。
7.如权利要求4所述的新管幕法施工管支护装置,其特征在于,所述支护装置由两组或两组以上支撑体组成,相邻两组支撑体通过横撑或剪刀撑连接。
8.如权利要求7所述的新管幕法施工管支护装置,其特征在于,所述横撑通过快拆螺栓连接两个相邻支撑体的拱形支撑部或仰拱形支撑部,材质为14a槽钢。
9.如权利要求7所述的新管幕法施工管支护装置,其特征在于,所述剪刀撑通过快拆螺栓交叉连接于支撑柱上,材质为14a槽钢。
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