CN116517580A - 一种异型钢套管、管片块、隧道及冻结管施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盾构隧道土建工程技术领域，具体涉及一种异型钢套管，包括：钢套管主体，所述钢套筒主体的下端面沿径向向内设置有固定卡榫，所述钢套筒主体的下端面沿径向向外设置有封堵连接环板；橡胶定位套筒，所述橡胶定位套筒由底面及设置在底面中部向上凸出的柱体组成，所述底面外缘设置有连接槽；所述固定卡榫能够与所述连接槽卡接，以使所述橡胶定位套筒能够固定于所述钢套管主体的下端面上，还公开了一种管片、隧道及冻结管施工方法。本发明预埋异形钢套管的管片，既可以在施工时，避免冻结管打设偏差误伤管片钢筋，又可以实现施工后冻结管孔的可靠封堵，保证地铁运行安全。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道和顶管隧道土建工程技术领域，具体涉及一种异型钢套管、管片块、隧道及冻结管施工方法。
背景技术
城市地铁区间联络通道位于富水软弱地层中时，隧道开挖前通常采用冻结的方式对联络通道周围土体进行临时加固处理，以保证隧道开挖的安全性。
现有的技术，是在钢管片及钢管片两侧的混凝土管片上直接打设冻结管，联络通道施工完成后，切除孔口多余的冻结管并在管片内壁表面补一块钢板，钢板与混凝土管片采用膨胀螺栓连接。现有技术方法存在两个安全隐患：一是打设冻结管的时候，缺乏限位约束，容易损坏管片钢筋，降低管片结构安全储备；二是施工完成后封孔钢板与混凝土管片通过膨胀螺栓连接，螺栓长期在潮湿的隧道环境下，易锈蚀失效，可能导致外贴钢板脱落，影响地铁运行安全。
发明内容
为了解决上述冻结管施工方式存在的问题，本发明设计了一种异型钢套管、管片块、隧道及冻结管施工方法，本发明预埋异形钢套管的管片，既可以在施工时，避免冻结管打设偏差误伤管片钢筋，又可以实现施工后冻结管孔的可靠封堵，具体技术方案如下：
本发明公开了一种异型钢套管，包括：
钢套管主体，所述钢套管主体呈两侧侧壁形状不对称且由上端面至下端面两侧侧壁尺寸逐渐减小的桶形，其中一侧侧壁沿轴向方向的切线为直线线段，另一侧侧壁沿轴向方向切线为半喇叭形线段，所述钢套筒主体的下端面沿径向向内设置有固定卡榫，所述钢套筒主体的下端面沿径向向外设置有封堵连接环板；
橡胶定位套筒，所述橡胶定位套筒由底面及设置在底面中部向上凸出的柱体组成，所述底面外缘设置有连接槽；
所述固定卡榫能够与所述连接槽卡接，以使所述橡胶定位套筒能够固定于所述钢套管主体的下端面上。
进一步的，所述钢套管柱体外壁设置有锚固环。
本发明还公开了一种用于冻结管施工的管片块，所述管片块内至少预埋有一个如上所述的异形钢套管，所述异型钢套管预埋在管片块内部并靠近管片块内壁设置，所述异型钢套管的下端面朝向管片块内壁，所述橡胶定位套筒的底面略高于管片块内壁。
本发明还公开了一种用于冻结管施工的隧道，所述隧道包括隧道A和隧道B，所述隧道A通过联络通道连接所述隧道B，在所述隧道A和所述隧道B靠近所述联络通道的一侧设置有若干如上所述的用于冻结管施工的管片块，所述管片块通过异型钢套管与冻结管相互连接，所述异型钢套管用于定位插入所述管片块的冻结管。
进一步的，所述管片块之间通过穿过手孔的螺栓连接。
进一步的，所述异形钢套管的埋设中心线位于所述管片块的两根主筋之间。
进一步的，所述异形钢套管沿所述管片块内侧环向布置。
本发明还公开了一种冻结管的施工方法，所述施工方法用于如上所述的用于冻结管施工的隧道的施工，包括以下具体步骤：
预制管片块，通过橡胶定位套筒对异形钢套管进行定位，预埋异形钢套管；
联络通道施工前，冻结管根据设计角度打设施工；
联络通道施工完成后，对冻结管孔口进行封堵，切除管片块内壁侧多余的冻结管，对冻结管内及异形钢套管形成的空间填充水泥砂浆。
进一步的，所述异形钢套管间距视冻结管布设位置而定。
进一步的，对冻结管孔口进行封堵时，在管片块内壁侧采用封孔钢板进行封堵，封孔钢板边缘与异形钢套管底部的固定卡榫焊接固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过预埋的异形钢套管，实现了冻结管的导向和限位功能，避免施工误差过大导致打设冻结管损坏管片钢筋，封孔钢板与固定卡榫焊接固定，避免了因空气潮湿导致的封孔钢板脱落的问题，本发明预埋异形钢套管的管片，既可以在施工时，避免冻结管打设偏差误伤管片钢筋，又可以实现施工后冻结管孔的可靠封堵，保证地铁运行安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明异形钢套管的三维结构示意图。
图2为本发明异形钢套管的结构示意图。
图3为本发明预埋异形钢套管的管片块。
图4为本发明冻结管的布置剖面图。
图5为本发明隧道结构透视图。
图6为本发明冻结管的钻孔施工。
图7为本发明冻结管的封孔。
图8为本发明冻结管封孔大样图。
图中：1、管片块；2、联络通道；3、封堵连接环板；4、冻结管；5、手孔；6、螺栓；7、锚固环；8、柱体；9、固定卡榫；10、埋设中心线；11、第一管片块；12、第二管片块；13、第三管片块；14、第四管片块；15、第五管片块；16、第六管片块；17、封孔钢板；18、底面；19、连接槽；20、隧道A；21、隧道B。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围之内。
本发明提供的一种实施例如下:
参见图1至图2，本发明公开了一种异型钢套管，包括：
钢套管主体，所述钢套管主体呈两侧侧壁形状不对称且由上端面至下端面两侧侧壁尺寸逐渐减小的桶形，其中一侧侧壁沿轴向方向的切线为直线线段，另一侧侧壁沿轴向方向切线为半喇叭形线段，可提供冻结管4不同角度的导向定位与钻孔施工；同时，半喇叭状相比全喇叭状，既能满足冻结管4打设角度的灵活调整，亦能减小喇叭口处的套管尺寸，使套管能在盾构隧道钢筋的间隙中布置，而不至于影响盾构隧道钢筋的排布。所述钢套筒主体的下端面沿径向向内设置有固定卡榫9，所述钢套筒主体的下端面沿径向向外设置有封堵连接环板3，其作用为将异形钢套筒与管片块1连接固定；所述钢套管柱体外壁设置有锚固环7，用于锚固在钢筋混凝土管片中，避免异形钢套管松动。
橡胶定位套筒，所述橡胶定位套筒由底面18及设置在底面中部向上凸出的柱体8组成，所述底面18外缘设置有连接槽19，所述固定卡榫9能够与所述连接槽19卡接，以使所述橡胶定位套筒能够固定于所述钢套管主体的下端面上。
参见图3，本发明还公开了一种用于冻结管施工的管片块，所述管片块1内至少预埋有一个如上所述的异形钢套管，所述异型钢套管预埋在管片块1内部并靠近管片块1内壁设置，所述异型钢套管的下端面朝向管片块1内壁，所述橡胶定位套筒的底面18略高于管片块1内壁。
参见图4至图5，本发明还公开了一种用于冻结管施工的隧道，所述隧道包括隧道A20和隧道B21，所述隧道A20通过联络通道2连接所述隧道B21，在所述隧道A20和所述隧道B21靠近所述联络通道2的一侧设置有若干如上所述的用于冻结管施工的管片块，所述管片块1通过异型钢套管与冻结管4相互连接，所述异形钢套管沿所述管片块1内侧环向布置，所述异型钢套管用于定位插入所述管片块1的冻结管4，冻结管4与异型钢套管一一对应。所述管片块1之间通过穿过手孔5的螺栓6连接。所述异形钢套管的埋设中心线10位于所述管片块1的两根主筋之间，避开了管片钢筋位置。
作为本发明的一种优选实施例，所述隧道A20和所述隧道B21均由6块管片块组成，具体包括第一管片块11、第二管片块12、第三管片块13、第四管片块14、第五管片块15和第六管片块16，第二管片块12、第三管片块13和第四管片块14靠近所述联络通道2的一侧设置有若干异形钢套管此时对联络通道2周围土体进行临时加固的效果较好。当然，其中第一管片块11、第二管片块12和第六管片块16各一块，其余的第三管片块13、第四管片块14和第五管片块15可以为多块，因此可以出现7块、8块、甚至9块组成的盾构隧道结构。
参见图6至图8，本发明还公开了一种冻结管的施工方法，所述施工方法用于如上所述的用于冻结管施工的隧道的施工，包括以下具体步骤：
预制管片块1，通过橡胶定位套筒对异形钢套管进行定位，预埋异形钢套管，所述异形钢套管间距视冻结管4布设位置而定；
联络通道2施工前，冻结管4根据设计角度打设施工，此时异形钢套管内壁可以起到导向和限位的功能，避免施工误差过大导致打设冻结管4损坏管片钢筋；
联络通道2施工完成后，对冻结管4孔口进行封堵，切除管片块1内壁侧多余的冻结管4，提供封孔钢板17布置的空间，对冻结管4内及异形钢套管形成的空间填充水泥砂浆。在管片块1内壁侧采用封孔钢板17进行封堵，封孔钢板17边缘与异形钢套管底部的固定卡榫9焊接固定，避免了现有技术中由膨胀螺栓固定的封堵钢板因空气潮湿导致锈蚀，从而引起的封孔钢板17脱落的问题，保证地铁运行安全。
上述方法预埋异形钢套管的管片，既可以在施工时，避免冻结管4打设偏差误伤管片钢筋，又可以实现施工后冻结管4孔的可靠封堵。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变，因此，举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种异型钢套管，其特征在于，包括：
钢套管主体，所述钢套管主体呈两侧侧壁形状不对称且由上端面至下端面两侧侧壁尺寸逐渐减小的桶形，其中一侧侧壁沿轴向方向的切线为直线线段，另一侧侧壁沿轴向方向切线为半喇叭形线段，所述钢套筒主体的下端面沿径向向内设置有固定卡榫(9)，所述钢套筒主体的下端面沿径向向外设置有封堵连接环板(3)；
橡胶定位套筒，所述橡胶定位套筒由底面(18)及设置在底面中部向上凸出的柱体(8)组成，所述底面(18)外缘设置有连接槽(19)；
所述固定卡榫(9)能够与所述连接槽(19)卡接，以使所述橡胶定位套筒能够固定于所述钢套管主体的下端面上。
2.根据权利要求1所述的一种异型钢套管，其特征在于，所述钢套管柱体外壁设置有锚固环(7)。
3.一种用于冻结管施工的管片块，其特征在于，所述管片块(1)内至少预埋有一个如权利要求1-2任一项所述的异形钢套管，所述异型钢套管预埋在管片块(1)内部并靠近管片块(1)内壁设置，所述异型钢套管的下端面朝向管片块(1)内壁，所述橡胶定位套筒的底面(18)略高于管片块(1)内壁。
4.一种用于冻结管施工的隧道，其特征在于，所述隧道包括隧道A(20)和隧道B(21)，所述隧道A(20)通过联络通道(2)连接所述隧道B(21)，在所述隧道A(20)和所述隧道B(21)靠近所述联络通道(2)的一侧设置有若干如权利要求3所述的用于冻结管施工的管片块，所述管片块(1)通过异型钢套管与冻结管(4)相互连接，所述异型钢套管用于定位插入所述管片块(1)的冻结管(4)。
5.根据权利要求4所述的用于冻结管施工的隧道，其特征在于，所述管片块(1)之间通过穿过手孔(5)的螺栓(6)连接。
6.根据权利要求4所述的用于冻结管施工的隧道，其特征在于，所述异形钢套管的埋设中心线(10)位于所述管片块(1)的两根主筋之间。
7.根据权利要求4所述的一种预埋异型钢套管的管片，其特征在于，所述异形钢套管沿所述管片块(1)内侧环向布置。
8.一种冻结管的施工方法，其特征在于，所述施工方法用于如权利要求4所述的用于冻结管施工的隧道的施工，包括以下具体步骤：
预制管片块(1)，通过橡胶定位套筒对异形钢套管进行定位，预埋异形钢套管；
联络通道(2)施工前，冻结管(4)根据设计角度打设施工；
联络通道(2)施工完成后，对冻结管(4)孔口进行封堵，切除管片块(1)内壁侧多余的冻结管(4)，对冻结管(4)内及异形钢套管形成的空间填充水泥砂浆。
9.根据权利要求8所述的一种冻结管的施工方法，其特征在于，所述异形钢套管间距视冻结管(4)布设位置而定。
10.根据权利要求8所述的一种冻结管的施工方法，其特征在于，对冻结管(4)孔口进行封堵时，在管片块(1)内壁侧采用封孔钢板(17)进行封堵，封孔钢板(17)边缘与异形钢套管底部的固定卡榫(9)焊接固定。
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