CN111894037B - 沉管预制装配式端封门安装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉管预制装配式端封门安装施工方法，其安装步骤主要包括钢支座安装、止水橡胶安装、端封门安装三大步。首先提前安装钢支座，粘贴橡胶止水带实现端封门与沉管间的密封止水，然后利用特制台车挂装端封门，快速实现端封门空间姿态的调整，利用纵移油缸将端封门推送就位，通过钢支座及连接螺栓将端封门与沉管连接固定。该安装方法实现了装配式端封门的快速定位安装，减少了现场焊接工程量，大幅提高了安装工效，同时各构件实现了循环使用，显著降低了施工成本。整体安装过程容易控制，精度高，简便可行。

Description

沉管预制装配式端封门安装施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程沉管预制施工技术领域。更具体地说，本发明涉及沉管预制装配式端封门安装施工方法。

背景技术

沉管端封门是实现沉管浮运安装封闭阻水的临时辅助安装设施，对结构的抗压及抗渗性能要求极高，目前沉管端封门一般采用混凝土结构或钢结构，但混凝土结构端封门模板安装及浇筑难度较大，且不能循环使用；钢结构端封门虽然可实现部分构件重复利用，但外侧牛腿与沿廊道及行车道四周预埋件接触面的内外侧需进行满焊，同时密封贴板的两侧边缘与端封门、外侧牛腿预埋件接触的位置也需进行满焊，安装构件较多且焊接量较大，安拆工程量大。随着沉管法在修建水下隧道施工中的大量应用，端封门的设计形式和施工工艺要求得到进一步提高。因此亟需要一种新型端封门结构形式和安装工艺来解决这类工程问题，而预制装配式端封门具有结构简单、安拆方便、使用重复率高的优点，但是国内外还尚未有专项的研究。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种沉管预制装配式端封门安装施工方法，实现了装配式端封门的快速定位安装，减少了现场焊接工程量，大幅提高了安装工效，同时各构件实现了循环使用，显著降低了施工成本，整体安装过程容易控制，精度高，简便可行。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：施工准备，进行台车拼装，台车用于将端封门移动至安装位置，并对端封门的空间姿态进行调整至安装状态；

S2：复测安装端面及处理，采用全站仪测量沉管端封门安装端面实际尺寸并与设计端面尺寸对比，然后进行修补或打磨处理，直至实际尺寸与设计尺寸一致；

S3：钢支座安装，在沉管端封门安装端面的顶板和底板上分别固定多个钢支座，用于固定端封；

S4：止水橡胶安装，在端封门沟槽基面上粘贴止水橡胶，并在转角处的止水橡胶上粘贴腻子片；

S5：端封门挂装，每块端封门在设计位置设置耳板用于与销轴结合连接至台车上，每块端封门顶部焊接吊点用于起吊；

S6：端封门空间姿态调整，端封门挂装在台车后，移动至安装位置，然后依靠台车进行空间姿态调整，调整完成后进行锁定；

S7：端封门安装，端封门姿态调整达到设计安装状态后，台车带动端封门水平纵向移动，将端封门移动至安装端面处，同时完成止水橡胶的挤压；

S8：端封门固定，端封门达到安装端面的初步安装位置后，与钢支座初步连接，然后将端封门从台车上卸载，端封门与钢支座完成最终的固定连接。

优选的是，所述步骤S2具体包括：

S21：沉管完成预制后，复测沉管端面枕梁及顶部各削角的尺寸为实际尺寸；

S22：复测实际尺寸与设计尺寸偏差比较，若实际尺寸大于设计尺寸，则采用腻子修补；若实际尺寸小于设计尺寸，则使用打磨机或切割机打磨修正；

S23：完成修补或打磨后，进一步复测处理后的尺寸并与设计尺寸进行比较然后处理，直至满足要求。

优选的是，所述台车包括：

固定支腿，其设置四个且构成方形，所述固定支腿通过伸缩油缸实现竖直伸缩；

滑移支座，其设置一对，所述滑移支座固定于横向的两个固定支腿上端，一对滑移支座平行设置；

滑移主梁，其也设置一对且相互平行设置，所述滑移主梁沿纵向设置于一对滑移支座上端并设置为可沿一对滑移支座横向滑动；

伸缩臂，其为一对且相互平行倾斜设置，一对伸缩臂下端分别固定于一对滑移主梁上；

人字架，其与一对滑移主梁和一对伸缩臂构成直角三棱柱框架结构，所述人字架的一对竖直边下端分别铰接于一对滑移主梁上，所述人字架的一对斜边下端铰接于所述伸缩臂上端。

优选的是，所述滑移主梁底部设置有反力座，其固定连接纵移油缸的一端，所述纵移油缸的另一端固定于对应的滑移支座上；所述伸缩臂的下部固定端固定连接调节油缸一端，所述调节油缸另一端固定连接所述伸缩臂上部伸缩端。

优选的是，纵向的一对固定支腿之间均连接有连接梁，所述连接梁上均设置有一对电机轮，地面上沿横向设置有一对轨道，一对连接梁上的四个电机轮设置为恰好配合于一对轨道内横向移动。

优选的是，所述步骤S6中，端封门空间姿态调整具体为：通过底部行走电机轮将台车和端封门运送至安装设计位置，通过纵移油缸完成左右偏位调整，通过底部固定伸缩油缸完成上下高程调整，通过调节油缸调整端封门安装角度，完成后锁定。

优选的是，所述步骤S4中，所述止水橡胶的形状为首尾相接的环状结构。

优选的是，所述端封门为预制的多块且分别组合安装，所述端封门在沉管两侧的行车道各设置5块，同时在中间的中管廊设置一块，安装时在每个行车道内均采用从两侧向中间的安装顺序。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明采用预制分片装配式安装方法，结构简单、操作方便，实用性强，可循环使用，节省施工成本。

2、本发明采用止水橡胶替代钢板焊接密封止水，减少了现场焊接工程量，提高了安装工效，节约了工期。

3、本发明采用特制安装台车，快速实现端封门空间姿态调整定位，安拆快捷方便，施工效率高。

4、本发明采用分片预制端封门，取消了钢梁、外侧牛腿等构件，端封门通过螺栓固定在钢支座上面，完成端封门与沉管的连接，实现材料的循环使用。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为沉管装配式端封门的安装工艺流程图；

图2为沉管装配式端封门安装后的平面结构示意图；

图3为图2中A-A面的剖面图；

图4为图2中B-B面的剖面图；

图5为沉管端封门总体安装示意图；

图6为沉管端封门端面平面复测示意图；

图7为沉管枕梁及斜角在沉管底板处复测断面图；

图8为沉管枕梁及斜角在沉管顶板处复测断面图；

图9为沉管钢支座在沉管底板处安装示意图；

图10为沉管端封门台车拼装结构示意图；

图11为沉管端封门挂装示意图；

图12为沉管端封门空间姿态调整示意图；

图13为沉管端封门安装示意图；

图14为沉管端封门固定示意图；

图15为沉管端封门挂装耳板示意图；

图16为端封门上耳板焊接位置示意图。

附图标记说明：

1、沉管，2、端封门，3、枕梁，4、钢支座，5、台车，6、耳板，7、固定支腿，8、滑移支座，9、滑移主梁，10、伸缩臂，11、人字架，12、纵移油缸，13、调节油缸，14、电机轮，15、轨道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本申请内容以及附图中出现的钢封门即为端封门2。

具体实施例

如图1至16所示，本发明提供一种沉管预制装配式端封门2安装施工方法，包括如下步骤：

S1：施工准备，进行台车5拼装，台车5用于将端封门2移动至安装位置，并对端封门2的空间姿态进行调整至安装状态；

如图10所示，所述台车5包括：

固定支腿7，其设置四个且构成方形，所述固定支腿7通过伸缩油缸实现竖直伸缩，纵向的一对固定支腿7之间均连接有连接梁，所述连接梁上均设置有一对电机轮14，地面上沿横向设置有一对轨道15，一对连接梁上的四个电机轮14设置为恰好配合于一对轨道15内横向移动；

滑移支座8，其设置一对，所述滑移支座8固定于横向的两个固定支腿7上端，一对滑移支座8平行设置；

滑移主梁9，其也设置一对且相互平行设置，所述滑移主梁9沿纵向设置于一对滑移支座8上端并设置为可沿一对滑移支座8横向滑动，所述滑移主梁9底部设置有反力座，其固定连接纵移油缸12的一端，所述纵移油缸12的另一端固定于对应的滑移支座8上；

伸缩臂10，其为一对且相互平行倾斜设置，一对伸缩臂10下端分别固定于一对滑移主梁9上，所述伸缩臂10的下部固定端固定连接调节油缸13一端，所述调节油缸13另一端固定连接所述伸缩臂10上部伸缩端；

人字架11，其与一对滑移主梁9和一对伸缩臂10构成直角三棱柱框架结构，所述人字架11的一对竖直边下端分别铰接于一对滑移主梁9上，所述人字架11的一对斜边下端铰接于所述伸缩臂10上端。

本申请的台车5为特制台车5，能快速实现端封门2安装过程中的空间姿态调整。使用吊车将台车5标准钢轨吊装至设计位置，也就是本申请的轨道15，其通过钢板、轨道15卡板、膨胀螺栓固定；轨道15安装完成后，分步吊装固定支腿7、滑移主梁9、人字架11等构件，最后吊装压重配件，安装液压系统，完成台车5拼装，图10中滑移主梁9右边分别为压重块和液压系统。

本申请台车5对端封门2的空间姿态具体调整过程如下：

台车5行走固定：连接梁连接于固定支腿7伸缩油缸的伸缩杆上，当需要行走时，伸缩油缸向下缩进，从而电机轮14接触轨道15使得整个台车5通过电机轮14受力，继续缩进伸缩油缸，则固定支腿7完全不受力，此时台车5可沿轨道15横向行走至端封门2待安装位置；行走完成后，伸缩油缸动作，使得电机轮14向上移动直至脱离轨道15，此时固定支腿7慢慢向下支撑于地面上受力，台车5从电机轮14受力支撑变位固定支腿7受力支撑固定。当在调整端封门2的高程时，伸缩油缸还能继续发生上下的调整。

端封门2横向移动：通过上述的台车5横向行走实现。

端封门2纵向移动：纵移油缸12动作，由于滑移支座8固定，因此推动反力座带动滑移主梁9左右移动，实现带动整个端封门2左右移动，端封门2空间姿态调整完成后，通过纵移油缸12的动作带动端封门2向左移动进入沉管1的安装端面内实现安装。

端封门2角度调整：伸缩臂10具有下部的固定端，其固定不动，伸缩臂10还具有上部的伸缩端，其沿着固定端上下伸缩；调节油缸13的底座和伸缩杆端部分别连接至伸缩臂10的固定端和伸缩端，当调节油缸13动作时，伸缩臂10伸长或缩短，带动人字架11发生绕左侧竖直边的底端转动，端封门2通过耳板6和销轴连接于人字架11左侧，也是整个台车5的左侧，因此，端封门2的角度实现了调整。

S2：复测安装端面及处理，如图6至8所示，复测沉管1端封门2安装端面，安装前需复测沉管1各角点实际数据，以确定沉管1行车道及中管廊的净高和净宽；沉管1两侧为行车道，中间为中管廊，行车道的底部具有枕梁3；

S21：采用全站仪测量沉管1端封门2安装端面位置的实际尺寸，确定每块端封门2竖向和横向安装轴线；如图6至8所示，复测枕梁3及顶部削角①～⑧点，以确定沉管1纵向控制点高程并与设计高程比对，图7和图8中②～③点及⑥～⑦点为端封门2止水橡胶条安装位置；

S22：将沉管1端封门2安装端面实际尺寸与设计端面尺寸对比，根据对比数据结果进行打磨或修补处理；若实际净高、净宽尺寸小于设计尺寸使用打磨机和切割机修正；若实际净高、净宽尺寸大于设计尺寸则使用腻子修补；由于端封门2为多块预制组装而成，因此需要复测每块端封门2对应的沉管1外部轮廓线，保证端封门2能顺利紧密地与沉管1连接；

S23：沉管1端封门2安装端面完成打磨和修补后，复测处理后尺寸，确认无误后进行后续安装。

S3：钢支座4安装，如图9所示，每套端封门2共需安装钢支座74件，其中顶部37件，底部37件；

顶部钢支座4通过自行加工小型机械安装，通过小型卷扬机和滑轮组人工配合完成安装，底部钢支座4通过人工搬运安装；每个钢支座4通过4个M48高强螺栓与沉管1预埋件连接，使用电动扳手完成安装；

钢支座4与沉管1预埋件通过螺栓连接，如图9所示，所述沉管1预埋件包含预埋钢板(位于沉管1底板的枕梁3或沉管1顶板上)、螺栓套筒(位于沉管1底板或顶板内)、锚固螺栓(连接于螺栓套筒靠近沉管1的内部的部分并通过锚板锚固)及锚板等构件，钢支座4包含连接沉管1预埋件的螺栓孔(用于通过高强螺栓连接于螺栓套筒靠近沉管1的外部的部分)及最终连接端封门2的螺栓孔(用于端封门2初步定位后通过螺栓连接)。

S4：止水橡胶安装，在端封门2沟槽基面上粘贴止水橡胶，通过分别涂刷强力胶水粘贴，再用橡胶锤敲击严实，并在转角处橡胶易受损的部位粘贴腻子片保护；

涂刷粘合剂之前，先将端封门2沟槽内基面上铁锈用钢丝刷打磨干净，油污用汽油或其他溶剂清洗，晾干；将橡胶条粘贴基面清理干净，根据端封门2型号将对应橡胶条套在端封门2沟槽边上；涂刷粘合剂时从角部开始，先沿短边进行涂刷；在端封门2沟槽内基面上均匀涂刷粘合剂，每次涂刷1米，涂刷2～3遍；涂刷粘合剂后将橡胶条直接粘贴在端封门2沟槽内基面上，用橡胶锤敲实；之后重复涂刷粘合剂，粘贴橡胶条、敲实，直到整个端封门2安装完成。粘贴橡胶条时，要注意在确保相邻角部与端封门2角部完全吻合之后，再用橡胶锤敲实。

端封门2在安装前将橡胶条各个角部包覆3～4层2毫米厚度腻子片，之后直接投入使用，避免腻子片干燥老化而失效。

所述止水橡胶，其形状为首尾相接的环状结构，且需满足在设计水深压力作用下沉管1面与橡胶接触面不会发生渗水。

S5：端封门2挂装，单套端封门2共有11个分块端封门2(如图2所示)，单个行车道共含5块端封门2，采用从两边向中间的总体安装顺序(如图5所示)，下方的5块端封门2分别从两侧的①号到最中间的③号顺序安装；

每块端封门2在挂装前需在设计位置焊接4块耳板6，端封门2与安装台车5通过4块耳板6及销轴连接，其结构形式和具体位置如图15和图16所示，吊点安装在端封门2顶部，端封门2为钢结构，通过双机抬吊起吊的方式起吊端封门2，抬吊过程中严禁端封门2触地防止橡胶止水带磨损，利用顶部吊点挂装至台车5上面，安装销轴使端封门2和台车5连接，端封门2挂装如图11所示；

S6：端封门2空间姿态调整，每套端封门2安装角度与对应沉管1端面倾斜角度一致；

端封门2挂装在台车5后，通过底部行走电机驱动行走轮将台车5和端封门2运送至安装设计位置，然后依靠特制台车5进行空间姿态调整，通过调节翻转油缸和丝杆调整端封门2安装角度，通过支撑伸缩油缸完成上下高程调整，通过纵移油缸12完成左右偏位调整，通过伸缩臂10丝杆完成倾角精调，完成后锁定，如图12所示。

S7：端封门2安装，如图13所示；

S71：端封门2通过空间姿态调整达到设计安装状态后，通过滑移支座8及滑移主梁9及滑移主梁9上的滑移轨道、液压系统实现端封门2台车5的纵向移动，纵向推送行程为1100mm；

S72：端封门2台车5的纵向移动过程中完成止水橡胶的挤压，最后复测安装倾角及位置是否与设计一致。

S8：端封门2固定，端封门2通过M30高强螺栓和钢支座4连接，完成固定，如图14所示；

端封门2到达沉管1初步安装位置后，使用数个高强螺栓完成钢支座4与端封门2的连接，螺栓安装先进行初拧，然后卸载端封门2，并移出台车5，最后使用电动扳手对每个螺栓需施加设计预紧力，将端封门2安装至设计位置，并完成终拧。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：施工准备，进行台车拼装，台车用于将端封门移动至安装位置，并对端封门的空间姿态进行调整至安装状态；

S2：复测安装端面及处理，采用全站仪测量沉管端封门安装端面实际尺寸并与设计端面尺寸对比，然后进行修补或打磨处理，直至实际尺寸与设计尺寸一致；

S3：钢支座安装，在沉管端封门安装端面的顶板和底板上分别固定多个钢支座，用于固定端封；

S4：止水橡胶安装，在端封门沟槽基面上粘贴止水橡胶，并在转角处的止水橡胶上粘贴腻子片；

S5：端封门挂装，每块端封门在设计位置设置耳板用于与销轴结合连接至台车上，每块端封门顶部焊接吊点用于起吊；

S6：端封门空间姿态调整，端封门挂装在台车后，移动至安装位置，然后依靠台车进行空间姿态调整，调整完成后进行锁定；

S7：端封门安装，端封门姿态调整达到设计安装状态后，台车带动端封门水平纵向移动，将端封门移动至安装端面处，同时完成止水橡胶的挤压；

S8：端封门固定，端封门达到安装端面的初步安装位置后，与钢支座初步连接，然后将端封门从台车上卸载，端封门与钢支座完成最终的固定连接。

2.如权利要求1所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21：沉管完成预制后，复测沉管端面枕梁及顶部各削角的尺寸为实际尺寸；

S22：复测实际尺寸与权利要求1中所述的设计尺寸偏差比较，若实际尺寸大于设计尺寸，则采用腻子修补；若实际尺寸小于设计尺寸，则使用打磨机或切割机打磨修正；

S23：完成修补或打磨后，进一步复测处理后的尺寸并与设计尺寸进行比较然后处理，直至满足要求。

3.如权利要求1所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，所述台车包括：

固定支腿，其设置四个且构成方形，所述固定支腿通过伸缩油缸实现竖直伸缩；

滑移支座，其设置一对，所述滑移支座固定于横向的两个固定支腿上端，一对滑移支座平行设置；

滑移主梁，其也设置一对且相互平行设置，所述滑移主梁沿纵向设置于一对滑移支座上端并设置为可沿一对滑移支座横向滑动；

伸缩臂，其为一对且相互平行倾斜设置，一对伸缩臂下端分别固定于一对滑移主梁上；

人字架，其与一对滑移主梁和一对伸缩臂构成直角三棱柱框架结构，所述人字架的一对竖直边下端分别铰接于一对滑移主梁上，所述人字架的一对斜边下端铰接于所述伸缩臂上端。

4.如权利要求3所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，所述滑移主梁底部设置有反力座，其固定连接纵移油缸的一端，所述纵移油缸的另一端固定于对应的滑移支座上；所述伸缩臂的下部固定端固定连接调节油缸一端，所述调节油缸另一端固定连接所述伸缩臂上部伸缩端。

5.如权利要求4所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，纵向的一对固定支腿之间均连接有连接梁，所述连接梁上均设置有一对电机轮，地面上沿横向设置有一对轨道，一对连接梁上的四个电机轮设置为恰好配合于一对轨道内横向移动。

6.如权利要求5所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，端封门空间姿态调整具体为：通过底部行走电机轮将台车和端封门运送至安装设计位置，通过纵移油缸完成左右偏位调整，通过底部固定伸缩油缸完成上下高程调整，通过调节油缸调整端封门安装角度，完成后锁定。

7.如权利要求1所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述止水橡胶的形状为首尾相接的环状结构。

8.如权利要求1所述的沉管预制装配式端封门安装施工方法，其特征在于，所述端封门为预制的多块且分别组合安装，所述端封门在沉管两侧的行车道各设置5块，同时在中间的中管廊设置一块，安装时在每个行车道内均采用从两侧向中间的安装顺序。

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