CN113235715A - 给排水管道下穿铁路桥的施工结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种给排水管道下穿铁路桥的施工结构，包括套管，套管内设置有给排水管，给排水管与套管之间填充有砂浆层；套管内腔的底部设置有支撑轨道，套管的内壁设置有导向柱，给排水管的外壁设置有多个支撑架，支撑架的外圆周面与套管的内壁滑动配合，且支撑架的底部设置有与支撑轨道相配合的滚轮，支撑架的边缘设置有多个导向槽，每个导向槽与一导向柱滑动配合；每个支撑架上设置有用于供浇注管穿过的定位孔。还提供了给排水管道下穿铁路桥的施工方法。本发明的支撑架将套管与给排水管之间的空间分隔成为多个浇注段，浇注砂浆时可以分段浇注，确保每个浇注段内充满砂浆，保证防漏水的性能。

Description

给排水管道下穿铁路桥的施工结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及排水管道施工技术领域，尤其是一种给排水管道下穿铁路桥的施工结构及其施工方法。

背景技术

铁路桥下要杜绝降水和管道漏水对基础的影响，根据《公路与市政工程下穿高速铁路技术规程》(TB 10182-2017)第10.0.6的规定，管线在高速铁路影响区内可采用外加保护套管的方式下穿，套管与管线之间应充砂注浆填实，以防止爆管漏水时水流影响铁路桥基础的强度。

由于套管和给排水管道是水平设置的，在向套管和给排水管道之间注浆时，砂浆流动性较佳，难以填满外管顶部的空间，导致砂浆填充不充实，可能出现缝隙，防水效果较差，给排水管漏水时，水容易流动到套管之外，影响铁路桥的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种给排水管道下穿铁路桥的施工结构及其施工方法，可保证砂浆填满套管和给排水管道之间的空间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：给排水管道下穿铁路桥的施工结构，包括管道沟，所述管道沟内设置有套管，所述套管内设置有给排水管，所述给排水管与套管之间填充有砂浆层，所述套管与管道沟内壁之间填充有混凝土；

所述套管内腔的底部设置有支撑轨道，套管的内壁设置有多根轴向贯穿套管的导向柱，所述给排水管的外壁设置有多个圆环形的支撑架，其中两个支撑架位于给排水管的两端，所述支撑架的外圆周面与套管的内壁滑动配合，且支撑架的底部设置有与支撑轨道相配合的滚轮，支撑架的边缘设置有多个导向槽，每个导向槽与一导向柱滑动配合；每个支撑架上设置有用于供浇注管穿过的定位孔，位于给排水管两端的支撑架上的定位孔内设置有密封板。

进一步地，所述支撑架的下端设置有缺口，缺口内设置有两安装板，所述安装板与支撑轨道的外侧壁滑动配合，所述滚轮安装在安装板之间，且两安装板的一端设置有挡板，所述挡板与支撑轨道间隙配合。

进一步地，所述支撑架由半圆环形的上架体和半圆环形的下架体可拆卸连接而成。

进一步地，所述支撑轨道的一端连接有导向导轨，所述导向导轨安装于支撑座，且导向导轨的两侧设置有弧形的支撑板，所述支撑板的内径与支撑架的外径相同。

进一步地，所述支撑座的下方设置有多个液压支撑杆。

进一步地，所述套管的外部包覆有高强度土工布，所述高强度土工布的底部连接有泄水管。

进一步地，所述管道沟内设置有多根锚杆，所述锚杆的下端打入土壤中，上端埋入混凝土。

进一步地，所述管道沟边缘到铁路桥的桥墩的距离大于3m。

上述给排水管道下穿铁路桥的施工结构的施工方法，包括

A、在铁路桥下方的边坡上开挖管道沟；

B、将支撑轨道和导向柱固定在套管内壁，将套管固定在管道沟内，确保支撑轨道位于套管内腔的底部；

C、在给排水管的外壁固定多个圆环形的支撑架，其中两个支撑架位于给排水管的两端，同时将浇注管穿过各个支撑架上的定位孔；

D、将给排水管一端的支撑架上的导向槽对准导向柱，拉动给排水管，使得导向槽与导向柱相配合，同时支撑架底部的滚轮进入支撑轨道；

E、拉动给排水管移动，直到给排水管贯穿套管，此时，多个支撑架将套管与给排水管之间的空间分隔成为多个浇注段；

F、将浇注管的一端连接到砂浆浇注设备，另一端牵引至第一个浇注段内，利用密封板封闭第一个浇注段端部的支撑架上的定位孔；

G、利用浇注管开始注浆，注浆的同时拉动浇注管和支撑轨道移动，浇注管和支撑轨道的移动速度满足：当浇注管和支撑轨道的端部离开第一个浇注段时，第一个浇注段内注满砂浆；

H、根据步骤G的方式依次对所有的浇注段进行注浆，最后一个浇注段注浆完成后，利用密封板封闭最后一个浇注段端部的支撑架上的定位孔；

I、待砂浆达到设计强度后，向管道沟内浇注混凝土。

进一步地，步骤B之后，在支撑轨道的一端连接导向导轨，并利用带支撑板的支撑座支撑导向导轨，步骤C之后，将给排水管吊至支撑板和导向导轨上，使得支撑架的滚轮与导向导轨相配合，同时支撑架与支撑板相配合，然后进行步骤D。

本发明的有益效果是：通过设置支撑轨道和多个均匀分布的支撑架，对给排水管进行支撑，穿管时，滚轮与支撑轨道之间的摩擦力较小，穿管比较省力，同时，利用多个导向柱进行导向以及辅助定位，可保证给排水管穿管时的稳定性，提高给排水管与套管的同轴度。支撑架不仅具有支撑给排水管道的作用，由于支撑架呈圆环形，还将套管与给排水管之间的空间分隔成为多个浇注段，浇注砂浆时可以分段浇注，确保每个浇注段内充满砂浆，保证防漏水的性能。

附图说明

图1是本发明下穿铁路桥的示意图；

图2是套管的断面示意图；

图3是套管的主视剖视示意图；

图4是图3中M-M的剖视示意图；

图5是支撑架的示意图；

附图标记：1—管道沟；2—套管；3—给排水管；4—砂浆层；5—混凝土；6—支撑轨道；7—支撑架；8—滚轮；9—导向柱；10—浇注管；11—定位孔；13—安装板；14—挡板；15—导向导轨；16—支撑座；17—支撑板；18—液压支撑杆；19—高强度土工布；20—泄水管；21—锚杆；100—铁路桥。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图5所示，本发明的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，包括管道沟1，所述管道沟1内设置有套管2，所述套管2内设置有给排水管3，所述给排水管3与套管2之间填充有砂浆层4，所述套管2与管道沟1内壁之间填充有混凝土5。

管道沟1位于铁路桥100下方的边坡的表面，具有水平的沟底，管道沟1上侧边缘到沟底的斜坡长度大于下侧边缘到沟底的斜坡的长度，从而保证有足够的面积填充混凝土5，提高边坡的稳定性，防止滑坡。此外，所述管道沟1边缘到铁路桥100的桥墩的距离大于3m，距离桥墩足够远，防止开挖管道沟1时影响桥墩基础的强度。

为了便于将给排水管3穿入套管2，所述套管2内腔的底部设置有支撑轨道6，套管2的内壁设置有多根轴向贯穿套管2的导向柱9，所述给排水管3的外壁设置有多个圆环形的支撑架7，其中两个支撑架7位于给排水管3的两端，所述支撑架7的外圆周面与套管2的内壁滑动配合，且支撑架7的底部设置有与支撑轨道6相配合的滚轮8，支撑架7的边缘设置有多个导向槽，每个导向槽与一导向柱9滑动配合；每个支撑架7上设置有用于供浇注管10穿过的定位孔11，位于给排水管3两端的支撑架7上的定位孔11内设置有密封板。

支撑轨道6起到主要的支撑作用，同时具有一定的导向作用，导向柱9主要起到导向的作用，同时具有一定的定位作用，导向柱9的断面可以是矩形，数量可以是4根、3根等等。导向柱9与支撑轨道6相配合，可以确保穿管时支撑架7在套管2内平稳地移动。支撑轨道6和导向柱9可通过焊接的方式固定在套管2的内壁。

支撑架7具有多个作用，一是对给排水管3进行支撑，使得穿管时给排水管3保持稳定；二是对给排水管3进行定位，使得给排水管3与套管2同轴；三是支撑架7作为隔板，可将套管2与给排水管3之间的空间分隔成为多个浇注段，以便于浇注时进行分段浇注。支撑架7的内孔与给排水管3紧密配合，可通过焊接等方式将支撑架7的内孔焊接到给排水管3的外壁，保证连接的牢固。支撑架7的外径略小于套管2的内径，确保支撑架7能够与套管2的内壁滑动配合，同时保证一定的密封性，以防止浇注砂浆时，上一个浇注段内的砂浆通过支撑架7与套管2之间的间隙进入下一下浇注段。定位孔11用于支撑浇注管10，位于支撑架7的顶部，浇注管10与定位孔11滑动配合，且配合间隙较小以提高密封性。在穿管之前，将浇注管10装入各个支撑架7的定位孔11，浇注管10随着给排水管3的穿管进入套管2，穿管完成后即可利用浇注管10分段注浆。

为了提高滚轮8与支撑轨道6配合处的密封性，防止砂浆从该配合处流动，支撑架7的下端设置有缺口，缺口内设置有两安装板13，所述安装板13与支撑轨道6的外侧壁滑动配合，所述滚轮8安装在安装板13之间，且两安装板13的一端设置有挡板14，所述挡板14与支撑轨道6间隙配合。两安装板13呈门型分布，安装板13与挡板14围成一安装腔，滚轮8安装在安装腔内，挡板14将支撑架7两侧的空间隔开，防止注浆时支撑架7一侧的砂浆通过滚轮8与支撑轨道6的配合间隙流动至另一侧。

上述给排水管道下穿铁路桥的施工结构的施工方法，包括

A、在铁路桥100下方的边坡上开挖管道沟1。

管道沟1的深度不宜过大，采用浅埋的方式设置套管2。可采用人工及风镐开挖，总长约20m，所述管道沟1边缘到铁路桥100的桥墩的距离大于3m，挖好后将沟底整平。

B、将支撑轨道6和导向柱9固定在套管2内壁，将套管2固定在管道沟1内，确保支撑轨道6位于套管2内腔的底部。

支撑轨道6和导向柱9可通过点焊的方式固定在套管2内壁。

为了便于安装套管2以及提高套管2的稳定性，可以在沟底铺设钢架，钢架上设置工字钢轨道，轨道采用工字钢制造，轨道底部利用道木找平，为提高轨道的稳定性，每隔一段距离贴着轨道的侧面向下打入锚杆21，锚杆21入土深度不小于2m，作为纵向及横向支撑，防止轨道滑动。利用轨道的支撑和导向，将套管2从管道沟1的一端装入管道沟1。

套管2外包覆一层高强度土工布19，并在管道沟的沟底设置泄水管20，安装套管2时，将泄水管20的上端口伸入高强度土工布19，使得泄水管20的底部与泄水管20的上端口相连，即使出现漏水，可利用泄水管20将水排放至排水沟等设施，防止铁路桥的基础受到影响。

C、在给排水管3的外壁固定多个圆环形的支撑架7，其中两个支撑架7位于给排水管3的两端，同时将浇注管10穿过各个支撑架7上的定位孔11。

支撑架7可以是一个整体的圆环形板，优选的，所述支撑架7由半圆环形的上架体和半圆环形的下架体可拆卸连接而成，可以先将给排水管3放在各个下架体上，再安装各个上架体，操作更加方便，上架体和下架体可通过螺栓连接，以便于安装。安装后，可以将支撑架7的内孔与给排水管3的外壁焊接，以提高连接强度。

D、将给排水管3一端的支撑架7上的导向槽对准导向柱9，拉动给排水管3，使得导向槽与导向柱9相配合，同时支撑架7底部的滚轮8进入支撑轨道6。

在刚开始拉动给排水管3时，给排水管3的大部分位于套管2之外，需要对套管2之外的给排水管3进行稳定地支撑，才能够保证给排水管3平稳地穿管，目前，常用的方式都是搭设各种结构的支撑架体，支撑架体可以对给排水管3进行支撑，但是难以对给排水管3的位置进行准确地定位，无法快速调节给排水管3的位置使得给排水管3的中心线与套管2的中心线重合，导致施工效率较低，增加穿管的难度，为解决这一问题，本发明的所述支撑轨道6的一端连接有导向导轨15，所述导向导轨15安装于支撑座16，且导向导轨15的两侧设置有弧形的支撑板17，所述支撑板17的内径与支撑架7的外径相同。

导向导轨15与支撑轨道6为相同的轨道，同时由于支撑板17的内径与支撑架7的外径相同，支撑板17与导向导轨15之间的位置关系相同于支撑轨道6与套管2之间的位置关系，那么当导向导轨15与支撑轨道6连接后，导向导轨15、支撑轨道6、支撑板17和套管2即成为一个整体，此时，只需要将支撑架7与支撑板17相配合，同时支撑架7的滚轮8与导向导轨15相配合，那么给排水管3进入套管2时，滚轮8就能够与支撑轨道6配合，同时支撑架7能够与套管2相配合。施工时，利用起吊设备等可以快速将给排水管3的位置调整到位，从而提高施工效率。此外，穿管时导向导轨15和支撑板17支撑给排水管3，可保证给排水管3移动时的平稳。

具体地，步骤B之后，在支撑轨道6的一端连接导向导轨15，并利用带支撑板17的支撑座16支撑导向导轨15，支撑座16可以是常规的架体，步骤C之后，将给排水管3吊至支撑板17和导向导轨15上，使得支撑架7的滚轮8与导向导轨15相配合，同时支撑架7与支撑板17相配合，然后进行步骤D。

由于铁路桥下方的地面大多为斜坡，且坡面具有起伏，因此，所述支撑座16的下方设置有多个液压支撑杆18。液压支撑杆18用于支撑支撑座16，采用类似与千斤顶的结构，其长度可调，以适应各种坡度以及起伏的地面。

E、拉动给排水管3移动，直到给排水管3贯穿套管2，此时，多个支撑架7将套管2与给排水管3之间的空间分隔成为多个浇注段。给排水管3贯穿套管2的同时，浇注管10也贯穿套管2，使得浇注管10能够从套管2的一端开始，依次对各个浇注段进行浇注。

F、将浇注管10的一端连接到砂浆浇注设备，另一端牵引至第一个浇注段内，利用密封板封闭第一个浇注段端部的支撑架7上的定位孔11。

浇注管10可采用塑料管，也可以是金属管，砂浆浇注设备用于提供砂浆并驱动砂浆流入浇注管10，砂浆沿着浇注管10即可流动至浇注段。从套管2的一端到另一端，依次具有第一个浇注段、第二个浇注段、第三个浇注段……第一个浇注段即位于套管2端部的浇注段。

密封板可与定位孔11焊接，同时可将该支撑架7的外圆焊接在套管2上，保证连接强度以及密封性。

G、利用浇注管10开始注浆，注浆的同时拉动浇注管10移动，浇注管10的移动速度满足：当浇注管10的端部离开第一个浇注段时，第一个浇注段内注满砂浆。

砂浆从浇注管10的出口进入第一个浇注段，砂浆逐渐填满第一个浇注段，当第一个浇注段内注满砂浆时，浇注管10的出料口刚好运动至支撑架7的定位孔11处，当浇注管10的出料口离开该定位孔11进入下一个浇注段内时，由于此时浇注管10的出料口到该定位孔11的距离较小，砂浆从出料口喷出时会喷向定位孔11，将定位孔11填满，同时砂浆的冲击力起到一定的阻挡作用，从而可减少第一个浇注段内的砂浆通过定位孔11进入下一个浇注段，保证砂浆能够填满第一个浇注段的空间。

H、根据步骤G的方式依次对所有的浇注段进行注浆，最后一个浇注段注浆完成后，利用密封板封闭最后一个浇注段端部的支撑架7上的定位孔11。

采用分段浇注，可提高每个浇注段内的砂浆充实程度，进而提高整个套管2内的砂浆充实程度，减少孔隙的数量，提高防水效果。

I、待砂浆达到设计强度后，向管道沟1内浇注混凝土5。混凝土5覆盖套管2和锚杆21的上端。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：包括管道沟(1)，所述管道沟(1)内设置有套管(2)，所述套管(2)内设置有给排水管(3)，所述给排水管(3)与套管(2)之间填充有砂浆层(4)，所述套管(2)与管道沟(1)内壁之间填充有混凝土(5)；其特征在于：

所述套管(2)内腔的底部设置有支撑轨道(6)，套管(2)的内壁设置有多根轴向贯穿套管(2)的导向柱(9)，所述给排水管(3)的外壁设置有多个圆环形的支撑架(7)，其中两个支撑架(7)位于给排水管(3)的两端，所述支撑架(7)的外圆周面与套管(2)的内壁滑动配合，且支撑架(7)的底部设置有与支撑轨道(6)相配合的滚轮(8)，支撑架(7)的边缘设置有多个导向槽，每个导向槽与一导向柱(9)滑动配合；每个支撑架(7)上设置有用于供浇注管(10)穿过的定位孔(11)，位于给排水管(3)两端的支撑架(7)上的定位孔(11)内设置有密封板。

2.如权利要求1所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述支撑架(7)的下端设置有缺口，缺口内设置有两安装板(13)，所述安装板(13)与支撑轨道(6)的外侧壁滑动配合，所述滚轮(8)安装在安装板(13)之间，且两安装板(13)的一端设置有挡板(14)，所述挡板(14)与支撑轨道(6)间隙配合。

3.如权利要求1所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述支撑架(7)由半圆环形的上架体和半圆环形的下架体可拆卸连接而成。

4.如权利要求3所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述支撑轨道(6)的一端连接有导向导轨(15)，所述导向导轨(15)安装于支撑座(16)，且导向导轨(15)的两侧设置有弧形的支撑板(17)，所述支撑板(17)的内径与支撑架(7)的外径相同。

5.如权利要求4所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述支撑座(16)的下方设置有多个液压支撑杆(18)。

6.如权利要求1所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述套管(2)的外部包覆有高强度土工布(19)，所述高强度土工布(19)的底部连接有泄水管(20)。

7.如权利要求1所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述管道沟(1)内设置有多根锚杆(21)，所述锚杆(21)的下端打入土壤中，上端埋入混凝土(5)。

8.如权利要求1所述的给排水管道下穿铁路桥的施工结构，其特征在于：所述管道沟(1)边缘到铁路桥(100)的桥墩的距离大于3m。

9.如权利要求1所述给排水管道下穿铁路桥的施工结构的施工方法，其特征在于：包括

A、在铁路桥(100)下方的边坡上开挖管道沟(1)；

B、将支撑轨道(6)和导向柱(9)固定在套管(2)内壁，将套管(2)固定在管道沟(1)内，确保支撑轨道(6)位于套管(2)内腔的底部；

C、在给排水管(3)的外壁固定多个圆环形的支撑架(7)，其中两个支撑架(7)位于给排水管(3)的两端，同时将浇注管(10)穿过各个支撑架(7)上的定位孔(11)；

D、将给排水管(3)一端的支撑架(7)上的导向槽对准导向柱(9)，拉动给排水管(3)，使得导向槽与导向柱(9)相配合，同时支撑架(7)底部的滚轮(8)进入支撑轨道(6)；

E、拉动给排水管(3)移动，直到给排水管(3)贯穿套管(2)，此时，多个支撑架(7)将套管(2)与给排水管(3)之间的空间分隔成为多个浇注段；

F、将浇注管(10)的一端连接到砂浆浇注设备，另一端牵引至第一个浇注段内，利用密封板封闭第一个浇注段端部的支撑架(7)上的定位孔(11)；

G、利用浇注管(10)开始注浆，注浆的同时拉动浇注管(10)移动，浇注管(10)的移动速度满足：当浇注管(10)的端部离开第一个浇注段时，第一个浇注段内注满砂浆；

H、根据步骤G的方式依次对所有的浇注段进行注浆，最后一个浇注段注浆完成后，利用密封板封闭最后一个浇注段端部的支撑架(7)上的定位孔(11)；

I、待砂浆达到设计强度后，向管道沟(1)内浇注混凝土(5)。

10.如权利要求9所述的给排水管道下穿铁路桥的施工方法，其特征在于：步骤B之后，在支撑轨道(6)的一端连接导向导轨(15)，并利用带支撑板(17)的支撑座(16)支撑导向导轨(15)，步骤C之后，将给排水管(3)吊至支撑板(17)和导向导轨(15)上，使得支撑架(7)的滚轮(8)与导向导轨(15)相配合，同时支撑架(7)与支撑板(17)相配合，然后进行步骤D。

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