CN109826630B - 一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置及其施工方法，包括从上到下依次拼接的空心圆柱状的若干节预制混凝土管节、一节预制钢筒混凝土管节和一节预制钢刃管节，预制钢筒混凝土管节的设置有钢结构洞口，洞口填筑有砖块，钢结构洞口内侧焊接有钢板；预制钢刃管节的内侧底端设置有间隔布置的钢刃角；其中预制混凝土管节的周边设置有拉森钢板桩围护。本发明公开的用于顶管施工的预制混凝土沉井装置既能作为顶管接收井，又能作为后期用于检修的检查井结构。

Description

一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及顶管施工领域，尤其涉及一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置及其施工方法。

背景技术

对于一般的深基坑顶管工程接收井或结构井，其围护结构通常为钻孔灌注桩或SMW工法桩，其基坑外部还需要做止水帷幕，或为水泥土搅拌桩，或为高压旋喷桩，基坑内部为防止基坑坍塌等事故，还需每隔3米左右设置一道支撑。此类桩机及其配套设施施工需要较大的占地面积、对周边环境的影响较大、作为危大工程还有安全隐患、且步骤繁多，耗时耗力。同时传统方法在顶管接收完成后还需继续在基坑内部浇筑结构井完成若干段顶管的连接，如果现场有任何一样条件受限，都将影响工程的推进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既有顶管接收井功能，又有后期结构井功能预制混凝土沉井装置，为了解决上述问题，本发明提供一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，包括从上到下依次拼接的空心圆柱状的若干节预制混凝土管节、一节预制钢筒混凝土管节和一节预制钢刃管节，预制钢筒混凝土管节的设置有钢结构洞口，洞口填筑有砖块，钢结构洞口内侧焊接有钢板；

预制钢刃管节的内侧底端设置有间隔布置的钢刃角；

其中预制混凝土管节的周边设置有拉森钢板桩围护。

进一步地，预制钢筒混凝土管节和钢刃管节之间，预制混凝土管节和预制钢筒混凝土管节之间，均通过承插口连接，并采用橡胶密封圈密封。

进一步地，预制钢刃管节的高度为1.6m，钢板厚度为2cm，采用Q235B钢。

进一步地，预制钢筒混凝土管节的高度为2.5m，预制混凝土管节的内外两侧均设置有1cm的钢板，混凝土材料为C50混凝土，管内径为3.5m，壁厚0.35m。

进一步地，钢结构洞口为DN1800钢洞门。

进一步地，预制混凝土管节的高度为1.8m，混凝土材料为C50混凝土，管内径为3.5m，壁厚0.35m。

进一步地，预制钢筒混凝土管节的中段设置有旋转段，旋转段和预制钢筒混凝土管节的上段、下段分别通过轴承连接。进一步地，旋转段的两端设置有滑槽，预制钢筒混凝土管节的上段、下段和旋转段连接处设置有相应的凸起圆环，凸起圆环能够和滑槽相配合。

进一步地，滑槽和凸起圆环之间设置有钢球。

本发明还公开了一种预制混凝土沉井装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤1，在沉井外侧打设拉森钢板桩围护，隔离周边环境；

步骤2，基坑开挖，并在沉井的坑底采用压密注浆加固；

步骤3，在步骤2的基坑底部铺设砂垫层；

步骤4，通过测量放样定出沉井位置，做好标记；

步骤5，先吊装一节钢刃管节，再将一节预制钢筒混凝土管节和预制钢刃管节拼接；

步骤6，继续吊装预制混凝土管节，并与预制钢筒混凝土管节拼接；

步骤7，下沉到位后，进行素砼混凝土封底，浇筑钢筋混凝土底板；

步骤8，将预制钢筒混凝土管节的钢结构洞口通过压密注浆加固。

进一步地，在步骤1中，拉森钢板桩为Ⅳ型拉森钢板桩，其直径为7m，桩长15m。

进一步地，在步骤2中，基坑开挖的深度为3m，压密注浆加固的厚度为4m，在步骤3中，铺筑中粗砂垫层，厚度50cm，宽度60cm。

本发明具有如下有益效果：

本发明公开的用于顶管施工的预制混凝土沉井装置既能作为顶管接收井，有能作为后期施工的结构井。

本发明的钢筒混凝土管节预留有接收顶管的钢结构洞口，在施工中预先通过填筑砖块并焊接钢板保证管节下沉施工中不发生偏转和倾覆。

沉井施工部位采用拉森钢板桩围护，其主要作用为隔断地下水及承压水层，有效防止沉井下沉过程地下水渗入沉井基底，产流砂、管涌、隆起等不良现象，引起周围土体沉降；圆形封闭的围护结构形式，对沉井周围土体起到支护作用，防止周边土体坍塌，保护地上地下建筑物及管线。沉井结构通过井内挖土，钢刃角切土的形式进行下沉。

附图说明

图1是本发明的沉井上层的结构示意图；

图2是本发明的管节拼接的结构示意图；

图3是本发明的管节承插口的结构示意图；

图4是本发明的钢刃管节结构示意图。

图5是本发明的钢刃管节的钢刃角的结构示意图；

图6是本发明的旋转段的结构示意图；

图7是本发明的凸起圆环的结构示意图。

图中，Ⅳ型拉森钢板桩1，进洞口压密注浆加固2，混凝土管节3，钢筒混凝土管节4，旋转段41，滑槽42，凸起圆环43，钢结构洞口5，DN1200顶管管节6，钢刃管节7，素砼垫层8，4m厚压密注浆坑底加固9，Dg25钢管10，楔形密封橡胶圈11，钢环12，密封胶13，钢套环14，膨胀橡胶条15，锰16，承口锚筋17，M10水泥砂18，钢环19，,衬垫20，横向加劲肋21，加劲板22。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

如图1-4所示，本发明提供一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，包括从上到下依次拼接的空心圆柱状的若干节预制混凝土管节、一节预制钢筒混凝土管节和一节预制钢刃管节，预制钢筒混凝土管节的设置有钢结构洞口，洞口填筑有砖块，钢结构洞口内侧焊接有钢板；

如图5所示，预制钢刃管节的内侧底端设置有间隔布置的钢刃角；其中钢刃角包括横向加劲肋和加劲板。

其中预制混凝土管节的周边设置有拉森钢板桩围护。

在一个实施例中，其中进洞口压密注浆加固，连接管节为DN1200顶管管节。

如图3所示，在一个实施例中，预制钢筒混凝土管节和钢刃管节之间，预制混凝土管节和预制钢筒混凝土管节之间，均通过承插口连接，并采用橡胶密封圈密封。

其中承插口包括Dg25钢管，楔形密封橡胶圈，钢环，密封胶，钢套环，膨胀橡胶条，锰，承口锚筋，M10水泥砂，钢环，,衬垫。

在一个实施例中，预制钢刃管节的高度为1.6m，钢板厚度为2cm，采用Q235B钢。

在一个实施例中，预制钢筒混凝土管节的高度为2.5m，预制混凝土管节的内外两侧均设置有1cm的钢板，混凝土材料为C50混凝土，管内径为3.5m，壁厚0.35m。

在一个实施例中，钢结构洞口为DN1800钢洞门。

在一个实施例中，预制混凝土管节的高度为1.8m，混凝土材料为C50混凝土，管内径为3.5m，壁厚0.35m。

在一个实施例中，预制钢筒混凝土管节的中段设置有旋转段，旋转段和预制钢筒混凝土管节的上段、下段分别通过轴承连接。

如图6-7所示，在一个实施例中，旋转段的两端设置有滑槽，预制钢筒混凝土管节的上段、下段和旋转段连接处设置有相应的凸起圆环，凸起圆环能够和滑槽相配合，从而形成轴承连接，其有益效果是当顶管顶入角度和预计有偏差，实现旋转段和预制钢筒混凝土管节的转动连接。

本发明还公开了一种预制混凝土沉井装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤1，在沉井外侧打设拉森钢板桩围护，隔离周边环境；

步骤2，基坑开挖，并在沉井的坑底采用压密注浆加固；

步骤3，在步骤2的基坑底部铺设砂垫层；

步骤4，通过测量放样定出沉井位置，做好标记；

步骤5，先吊装一节钢刃管节，再将一节预制钢筒混凝土管节和预制钢刃管节拼接；

步骤6，继续吊装预制混凝土管节，并与预制钢筒混凝土管节拼接；

步骤7，下沉到位后，进行素砼混凝土封底，形成素砼垫层，浇筑钢筋混凝土底板，形成4m厚压密注浆坑底加固。

步骤8，将预制钢筒混凝土管节的钢结构洞口通过压密注浆加固。

在一个实施例中，在步骤1中，拉森钢板桩为Ⅳ型拉森钢板桩，其直径为7m，桩长15m。

在一个实施例中，在步骤2中，基坑开挖的深度为3m，压密注浆加固的厚度为4m，在步骤3中，铺筑中粗砂垫层，厚度50cm，宽度60cm。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，其特征在于，包括从上到下依次拼接的空心圆柱状的若干节预制混凝土管节、一节预制钢筒混凝土管节和一节预制钢刃管节，所述预制钢筒混凝土管节设置有钢结构洞口，所述钢结构洞口填筑有砖块，所述钢结构洞口内侧焊接有钢板；

所述预制钢刃管节的内侧底端设置有间隔布置的钢刃角；

其中所述预制混凝土管节的周边设置有拉森钢板桩围护；

所述预制钢筒混凝土管节的中段设置有旋转段，所述旋转段和所述预制钢筒混凝土管节的上段、下段分别通过轴承连接；

所述旋转段的两端设置有滑槽，所述预制钢筒混凝土管节的上段、下段和所述旋转段连接处设置有相应的凸起圆环，所述凸起圆环能够和所述滑槽相配合；

所述滑槽和所述凸起圆环之间设置有钢球；

所述预制钢筒混凝土管节和预制钢刃管节之间，所述预制混凝土管节和预制钢筒混凝土管节之间，均通过承插口连接，并采用橡胶密封圈密封。

2.如权利要求1所述的一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，其特征在于，所述预制钢刃管节的高度为1.6m，钢板厚度为2cm，采用Q235B钢。

3.如权利要求1所述的一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，其特征在于，所述预制钢筒混凝土管节的高度为2.5m，所述预制混凝土管节的内外两侧均设置有1cm的钢板，混凝土材料为C50混凝土，管内径为3.5m，壁厚0.35m。

4.如权利要求1所述的一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，其特征在于，所述钢结构洞口为DN1800钢洞门。

5.如权利要求1所述的一种用于顶管施工的预制混凝土沉井装置，其特征在于，所述预制混凝土管节的高度为1.8m，混凝土材料为C50混凝土，管内径为3.5m，壁厚0.35m。

6.一种如权利要求1所述的预制混凝土沉井装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在沉井外侧打设拉森钢板桩围护，隔离周边环境；

步骤2，基坑开挖，并在沉井的坑底采用压密注浆加固；

步骤3，在步骤2的基坑底部铺设砂垫层；

步骤4，通过测量放样定出沉井位置，做好标记；

步骤5，先吊装一节预制钢刃管节，再将一节预制钢筒混凝土管节和预制钢刃管节拼接；

步骤6，继续吊装预制混凝土管节，并与预制钢筒混凝土管节拼接；

步骤7，下沉到位后，进行素砼混凝土封底，浇筑钢筋混凝土底板；

步骤8，将预制钢筒混凝土管节的钢结构洞口通过压密注浆加固。