CN114775639A - 一种适用于横向承载管幕结构的管节构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程施工技术领域，提供了一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，将横向承载管幕结构中上层的工作管节和顶管管节、顶管管节和顶管管节之间通过卯构件和榫构件进行连接，并在框状榫凸的膨胀混凝土浇筑孔内浇筑膨胀混凝土，利用膨胀混凝土的膨胀带动框状榫凸变形，使其和卯槽的内壁形状吻合，形成牢固的榫卯结构，从而将工作管节和顶管管节相互连接形成横向承载管幕，起到牢固的支撑结构，且具有很好的防水功能。

Description

一种适用于横向承载管幕结构的管节构件

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，具体为一种适用于横向承载管幕结构的管节构件。

背景技术

管幕法作为一种新型暗挖施工方法，以其独特的技术优点在地下空间开发中得到广泛应用。该方法是在始发井和接收井之间，利用小型顶管机将钢管顶进到土体中，各单管之间依靠锁扣在钢管侧面相连形成管排，并在锁扣空隙处注入止水材料隔断周围水土，形成超前支护体系；随后在管幕支护作用下进行土体开挖和结构施工。

根据中国专利申请号202010557882.7公开的一种适用于横向承载管幕结构的工作管节，横向承载管幕结构包括顶管管节、工作管节和横向预应力筋，工作管节位于横向承载管幕结构的转角位置，为横向预应力筋张拉平台；工作管节的截面尺寸大于顶管管节，工作管节凸出于顶管管节的部分设置为可拆除的斜腋角。该工作关节虽然可以扩大工作管节的截面尺寸，方便施工人员和施工器械在工作管节内部进行张拉操作；但是，该管节存在如下不足：1、横向承载管幕结构中的管节连接采用母子扣相连接，使得管节的装置不方便，母子扣之间的缝隙不便充实，导致安装的牢固性不佳；2、横向承载管幕结构中上层的管节与管节之间的支撑力不够，导致在土体开挖后，上层的管幕在土体的重力作用下出现下沉现象，影响横向承载管幕结构的支撑效果，对后期结构施工也产生影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，该管节构件结构简单，使用方便，有效的解决了现有技术中存在的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，包括四个工作管节和若干顶管管节所围成的横向承载管幕结构，四个工作管节位于横向承载管管幕结构的四个拐角处，相邻两个工作管节之间通过若干顶管管节依次连接；所述工作管节与顶管管节之间、相邻顶管管节之间通过卯榫连接设置，且工作管节和顶管管节之间、相邻顶管管节之间均设有管节衬垫件。

优选的，工作管节的外侧面上固定设有两个相互垂直的卯构件和榫构件，所述顶管管节的外侧面一侧设有卯构件，另一侧设有榫构件；所述卯构件的侧面上至少设有两个横截面呈等腰梯形状的卯槽，所述榫构件上至少设有两个横截面呈矩形状的框状榫凸；所述框状榫凸为变形金属板构成，且框状榫凸的中部预留有膨胀混凝土浇筑孔。

进一步的，框状榫凸与卯槽的数量相同。

进一步的，卯槽的外侧高度小于内侧高度，所述框状榫凸)的高度小于或等于卯槽的外侧高度。

进一步的，框状榫凸插入卯槽内，框状榫凸的膨胀混凝土浇筑孔内浇筑膨胀混凝土。

进一步的，卯槽内壁上设有防水橡胶垫层。

优选的，管节衬垫件包括两侧对称设置的侧翼板，两个侧翼板的上端固定连接；

所述侧翼板31上设有多个安装预留孔32，所述工作管节1和顶管管节2的管体上分别相对设有若干螺栓预留孔，且螺栓预留孔内侧设有预埋螺纹钢套筒；

所述管节衬垫件通过螺栓穿过安装预留孔和螺栓预留孔连接在预埋螺纹钢套筒上，使得管节衬垫件固定在工作管节和顶管管节之间或相邻顶管管节之间。

进一步的，侧翼板为弧形状，且侧翼板的弧度与工作管节或顶管管节的管壁弧度对应。

进一步的，两个侧翼板的下部之间设有加强筋板，所述加强筋板呈倒置的三角形状，且加强筋板和侧翼板的上部形成钻石状的支撑结构。

优选的，管节衬垫件在工作管节和顶管管节之间、相邻顶管管节之间沿着管节长度方向分段设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种适用于横向承载管幕结构的管节构件将横向承载管幕结构中上层的工作管节和顶管管节、顶管管节和顶管管节之间通过卯构件和榫构件进行连接，并在框状榫凸的膨胀混凝土浇筑孔内浇筑膨胀混凝土，利用膨胀混凝土的膨胀带动框状榫凸变形，使其和卯槽的内壁形状吻合，形成牢固的榫卯结构，从而将工作管节和顶管管节相互连接形成横向承载管幕，起到牢固的支撑结构，且具有很好的防水功能。

进一步的，通过在横向承载管幕结构的顶层上的工作管节和顶管管节之间、顶管管节和顶管管节之间设置管节衬垫件，管节衬垫件的两个侧翼板分别固定安装在相邻的两个管节的斜下部，并通过两个侧翼板之间的加强筋板，让相邻的两个管节之间保持水平状，避免土体开挖后，横向承载管幕结构的顶层的管节出现下沉的现象，影响后期结构施工。

进一步的，所述卯槽的外侧高度小于内侧高度，所述框状榫凸的高度小于或等于卯槽的外侧高度，便于在卯构件和榫构件连接时，框状榫凸能够顺利的插入卯槽内。

进一步的，当所述榫构件上的框状榫凸插入卯构件上的卯槽后，需要在框状榫凸的膨胀混凝土浇筑孔内浇筑膨胀混凝土，混凝土达到规定强度后膨胀使得框状榫凸变形，使其和卯槽的内壁形状吻合，形成牢固的榫卯结构。

进一步的，卯构件上的卯槽内壁上设有防水橡胶垫层，可以起到很好的防漏水现象。

进一步的，侧翼板为弧形状，且侧翼板的弧度与工作管节或顶管管节的管壁弧度一致，保证侧翼板能够很好的和管壁贴合。

进一步的，两个侧翼板的下部之间设有加强筋板，所述加强筋板呈倒置的三角形状，且加强筋板和侧翼板的上部形成钻石状的支撑结构，能够起到更好的支撑效果，避免横向承载管幕结构的上层出现向下塌陷的现象。

附图说明

图1为本发明中管节构件的局部结构示意图；

图2为本发明中管节构件的整体结构示意图；

图3为本发明中管节构件的局部连接正视图；

图4为图3中A的放大结构示意图；

图5为本发明中工作管节的结构示意图；

图6为本发明中顶管管节的结构示意图；

图7为本发明中卯构件的结构示意图；

图8为本发明中榫构件的结构示意图；

图9为本发明中管节衬垫件的结构示意图。

图中：1-工作管节；2-顶管管节；3-管节衬垫件；4-卯构件；5-预埋螺纹钢套筒；6-榫构件；7-螺栓；8-螺栓预留孔；9-膨胀混泥土；31-侧翼板；32-安装预留孔；33-加强筋板；41-卯槽；61-框状榫凸；62-膨胀混凝土浇筑孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明一个实施例中，提供了一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，该管节构件结构简单，使用方便，有效的解决了现有技术中存在的技术问题。

具体的，该适用于横向承载管幕结构的管节构件，包括四个工作管节1和若干顶管管节2所围成的横向承载管幕结构，四个工作管节1位于横向承载管管幕结构的四个拐角处，相邻两个工作管节1之间通过若干顶管管节2依次连接；所述工作管节1与顶管管节2之间、相邻顶管管节2之间通过卯榫连接设置，且工作管节1和顶管管节2之间、相邻顶管管节2之间均设有管节衬垫件3。

具体的，工作管节1的外侧面上固定设有两个相互垂直的卯构件4和榫构件6，所述顶管管节2的外侧面一侧设有卯构件4，另一侧设有榫构件6；所述卯构件4的侧面上至少设有两个横截面呈等腰梯形状的卯槽41，所述榫构件6上至少设有两个横截面呈矩形状的框状榫凸61；所述框状榫凸61为变形金属板构成，且框状榫凸61的中部预留有膨胀混凝土浇筑孔62。

具体的，框状榫凸61与卯槽41的数量相同。

具体的，卯槽41的外侧高度小于内侧高度，所述框状榫凸(61)的高度小于或等于卯槽41的外侧高度。

具体的，框状榫凸61插入卯槽41内，框状榫凸61的膨胀混凝土浇筑孔62内浇筑膨胀混凝土9。

具体的，卯槽41内壁上设有防水橡胶垫层。

具体的，管节衬垫件3包括两侧对称设置的侧翼板31，两个侧翼板31的上端固定连接；

所述侧翼板31上设有多个安装预留孔32，所述工作管节1和顶管管节2的管体上分别相对设有若干螺栓预留孔8，且螺栓预留孔8内侧设有预埋螺纹钢套筒(5)；

所述管节衬垫件3通过螺栓7穿过安装预留孔32和螺栓预留孔8连接在预埋螺纹钢套筒5上，使得管节衬垫件3固定在工作管节1和顶管管节2之间或相邻顶管管节2之间。

具体的，侧翼板31为弧形状，且侧翼板31的弧度与工作管节1或顶管管节2的管壁弧度对应。

具体的，两个侧翼板31的下部之间设有加强筋板33，所述加强筋板33呈倒置的三角形状，且加强筋板33和侧翼板31的上部形成钻石状的支撑结构。

具体的，管节衬垫件3在工作管节1和顶管管节2之间、相邻顶管管节2之间沿着管节长度方向分段设置。

实施例1

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，包括四个工作管节1和若干个顶管管节2组成；四个工作管节1位于横向承载管幕结构的四个拐角处；相邻两个工作关节之间通过多个顶管关节进行连接；

工作关节的外侧面上固定设有两个相互垂直的卯构件4和榫构件6，顶管管节2的外侧面两侧也固定设有卯构件4和榫构件6；卯构件4的侧面上至少设有两个横截面呈等腰梯形状的卯槽41，榫构件6上至少设有两个横截面呈矩形状的框状榫凸61；框状榫凸61为变形金属板构成，且框状榫凸61的中部预留有膨胀混凝土浇筑孔62；

管节衬垫件3在关节的长度方向设置成分段结构。

卯槽41的外侧高度小于内侧高度，框状榫凸61的高度小于或等于卯槽41的外侧高度，便于在卯构件4和榫构件6连接时，框状榫凸61能够顺利的插入卯槽41内。

当榫构件6上的框状榫凸61插入卯构件4上的卯槽41后，需要在框状榫凸61的膨胀混凝土浇筑孔62内浇筑膨胀混凝土9，混凝土达到规定强度后膨胀使得框状榫凸61变形，使其和卯槽41的内壁形状吻合，形成牢固的榫卯结构。

卯构件4上的卯槽41内壁上设有防水橡胶垫层，可以起到很好的防漏水现象。

本实施例的工作原理：该适用于横向承载管幕结构的管节构件，工作时，通过小型顶管机将工作管节1和顶管管节2按一定顺序依次顶进拟建地下建筑物的四周，同时将横向承载管幕结构中的工作管节1和顶管管节2、顶管管节2和顶管管节2之间通过卯构件4和榫构件6进行连接，将榫构件6上的框状榫凸61插入卯构件4的卯槽41内，并在框状榫凸61的膨胀混凝土浇筑孔62内浇筑膨胀混凝土9，由于框状榫凸61为变形金属板构成，在膨胀混凝土9的膨胀过程中会带动框状榫凸61变形，使其和卯槽41的内壁形状吻合，形成牢固的榫卯结构，从而将工作管节1和顶管管节2相互连接形成横向承载管幕，起到牢固的支撑结构，且卯构件4上的卯槽41内壁上设有防水橡胶垫层具有很好的防水功能。

实施例2

请参阅图1、图2、图3、图9，本实施例是在实施例一的基础上增加如下方案：横向承载管幕结构的顶层上的工作管节1和顶管管节2之间、顶管管节2和顶管管节2之间均设有管节衬垫件3。

管节衬垫件3包括两侧对称设置的侧翼板31，两个侧翼板31的上端固定连接；侧翼板31上设有多个安装预留孔32，工作管节1和顶管管节2的左下方或又下方设有螺栓预留孔8，且工作管节1和顶管管节2位于螺栓预留孔8内侧设有预埋螺纹钢套筒5；管节衬垫件3通过螺栓7穿过安装预留孔32和螺栓预留孔8连接在预埋螺纹钢套筒5上，使得管节衬垫件3固定在工作管节1和顶管管节2之间或顶管管节2和顶管管节2之间。

侧翼板31为弧形状，且侧翼板31的弧度与工作管节1或顶管管节2的管壁弧度一致，保证侧翼板31能够很好的和管壁贴合。

两个侧翼板31的下部之间设有加强筋板33，加强筋板33呈倒置的三角形状，且加强筋板33和侧翼板31的上部形成钻石状的支撑结构，能够起到更好的支撑效果，避免横向承载管幕结构的上层出现向下塌陷的现象。

本实施例的工作原理：该适用于横向承载管幕结构的管节构件，通过在横向承载管幕结构的顶层上的工作管节1和顶管管节2之间、顶管管节2和顶管管节2之间设置管节衬垫件3，使用时，将管节衬垫件3的两个侧翼板31通过螺栓7分别固定安装在相邻的两个管节的斜下部，让管节衬垫件3的两个侧翼板31托住两个的两个管节，并通过两个侧翼板31之间的加强筋板33，稳定的对两侧的管节形成支撑，让相邻的两个管节之间保持水平状，避免土体开挖后，横向承载管幕结构的顶层的管节出现下沉的现象，影响后期结构施工。

综上所述，该适用于横向承载管幕结构的管节构件，将横向承载管幕结构中上层的工作管节和顶管管节、顶管管节和顶管管节之间通过卯构件和榫构件进行连接，并在框状榫凸的膨胀混凝土浇筑孔内浇筑膨胀混凝土，利用膨胀混凝土的膨胀带动框状榫凸变形，使其和卯槽的内壁形状吻合，形成牢固的榫卯结构，从而将工作管节和顶管管节相互连接形成横向承载管幕，起到牢固的支撑结构，且具有很好的防水功能。通过在横向承载管幕结构的顶层上的工作管节和顶管管节之间、顶管管节和顶管管节之间设置管节衬垫件，管节衬垫件的两个侧翼板分别固定安装在相邻的两个管节的斜下部，并通过两个侧翼板之间的加强筋板，让相邻的两个管节之间保持水平状，避免土体开挖后，横向承载管幕结构的顶层的管节出现下沉的现象，影响后期结构施工。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，包括四个工作管节(1)和若干顶管管节(2)所围成的横向承载管幕结构，四个工作管节(1)位于横向承载管管幕结构的四个拐角处，相邻两个工作管节(1)之间通过若干顶管管节(2)依次连接；所述工作管节(1)与顶管管节(2)之间、相邻顶管管节(2)之间通过卯榫连接设置，且工作管节(1)和顶管管节(2)之间、相邻顶管管节(2)之间均设有管节衬垫件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述工作管节(1)的外侧面上固定设有两个相互垂直的卯构件(4)和榫构件(6)，所述顶管管节(2)的外侧面一侧设有卯构件(4)，另一侧设有榫构件(6)；所述卯构件(4)的侧面上至少设有两个横截面呈等腰梯形状的卯槽(41)，所述榫构件(6)上至少设有两个横截面呈矩形状的框状榫凸(61)；所述框状榫凸(61)为变形金属板构成，且框状榫凸(61)的中部预留有膨胀混凝土浇筑孔(62)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述框状榫凸(61)与卯槽(41)的数量相同。

4.根据权利要求2所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述卯槽(41)的外侧高度小于内侧高度，所述框状榫凸((61))的高度小于或等于卯槽(41)的外侧高度。

5.根据权利要求2所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述框状榫凸(61)插入卯槽(41)内，框状榫凸(61)的膨胀混凝土浇筑孔(62)内浇筑膨胀混凝土(9)。

6.根据权利要求2所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述卯槽(41)内壁上设有防水橡胶垫层。

7.根据权利要求1所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述管节衬垫件(3)包括两侧对称设置的侧翼板(31)，两个侧翼板(31)的上端固定连接；

所述侧翼板31上设有多个安装预留孔32，所述工作管节1和顶管管节2的管体上分别相对设有若干螺栓预留孔(8)，且螺栓预留孔(8)内侧设有预埋螺纹钢套筒(5)；

所述管节衬垫件(3)通过螺栓(7)穿过安装预留孔(32)和螺栓预留孔(8)连接在预埋螺纹钢套筒(5)上，使得管节衬垫件(3)固定在工作管节(1)和顶管管节(2)之间或相邻顶管管节(2)之间。

8.根据权利要求7所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述侧翼板(31)为弧形状，且侧翼板(31)的弧度与工作管节(1)或顶管管节(2)的管壁弧度对应。

9.根据权利要求7所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，两个侧翼板(31)的下部之间设有加强筋板(33)，所述加强筋板(33)呈倒置的三角形状，且加强筋板(33)和侧翼板(31)的上部形成钻石状的支撑结构。

10.根据权利要求1所述的一种适用于横向承载管幕结构的管节构件，其特征在于，所述管节衬垫件(3)在工作管节(1)和顶管管节(2)之间、相邻顶管管节(2)之间沿着管节长度方向分段设置。

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