CN204475369U - 一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于在顶管两侧设置有旋喷桩，顶管下部设置管底旋喷扩大体，所述管底旋喷扩大体下方依次设置管底高压旋喷桩及桩底旋喷扩大体；顶管底部内壁预埋连接钢板并预留锚杆植入槽；通过管底锚杆植入槽在管底高压旋喷桩中设置有囊袋注浆锚杆，囊袋注浆锚杆的底端设置有扩体固定端，顶端穿过预留槽封堵体与封堵钢板锚固；内壁预埋连接钢板上部依次设置防水橡胶垫片、封堵钢板及防水砂浆层。本实用新型对顶管周围的浅覆土进行水泥浆注浆结合锚杆加固处理，可有效防止顶管因水位变化引起的上浮及沉降，与传统的顶管结构相比具有较好的技术经济效益。

Description

一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构

技术领域

本实用新型涉及一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，属于地基工程领域，适用于穿越江河湖海底浅覆土的顶管安装工程。

背景技术

随着顶管技术的日益成熟，顶管在城市给水排水、石油、天然气、电力等能源输送以及污染治理等方面的应用越来越多。在顶管施工中不免会碰到要穿越江、河、湖、海等复杂情形。抗浮及防沉是顶管在水下顶进施工时需要解决的技术难题之一，特别是待穿越区域水深较大，顶管上方覆土较浅的情形。顶管穿越海底浅覆土施工具有穿越路径长，覆土较浅，水位受涨落潮影响较大的特点，其施工过程中所面临的抗浮防沉技术问题更加困难。如果顶进施工过程中采取的抗浮防沉措施不当将会引起顶管上浮、下沉翘曲，轻则导致工程失败，重则危及施工人员的生命安全。

目前，关于顶管施工中防止顶管发生上浮或下沉的技术已有多种，例如顶管穿越海底浅覆土抗浮施工方法（ZL:201310579715.2），其在顶管上方及两侧打设旋喷桩，并对顶管周围土体进行水泥浆注浆加固处理，虽施工操作简便，成本较低，能有效防止沉管在后期使用过程中发生上浮，但难以解决因水位下降导致沉管下沉的问题；又如防沉降混凝土顶管（ZL:201420086976.0），其在顶管本体的两端设置连接部件，通过连接部件将相邻的两根顶管连接为一体，当局部地质发生松动时不会导致整个管道发生沉降，但其连接施工繁琐，进度慢，而且不能从根本上解决单节顶管的沉降问题。此外，在顶管安装施工中，常用到一些辅助装置用于防止顶管发生上浮或沉降，但存在结构复杂、成本较高、适用范围窄等缺陷。

综上所述，已有的沉管抗浮防沉结构虽能取得一定的施工效果，但在施工效率、抗浮防沉综合性能以及经济效益等方面尚存可改善之处。

鉴于此，目前亟需发明一种抗浮防沉效果好、技术经济效益优良的顶管结构。穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构能大幅提升沉管的抗浮、防沉性能以及沉管的耐久性能，并具有一定的经济技术效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工效率高、抗浮防沉综合性能好、经济效益优良的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于在顶管两侧设置有旋喷桩，顶管下部设置管底旋喷扩大体，所述管底旋喷扩大体下方依次设置管底高压旋喷桩及桩底旋喷扩大体；顶管底部内壁预埋连接钢板并预留锚杆植入槽；通过管底锚杆植入槽在管底高压旋喷桩中设置有囊袋注浆锚杆，囊袋注浆锚杆的底端设置有扩体固定端，顶端穿过预留槽封堵体与封堵钢板锚固；内壁预埋连接钢板上部依次设置防水橡胶垫片、封堵钢板及防水砂浆层。

所述锚杆植入槽两侧设置等深度等弧长的连接槽，连接槽端部设为台阶状，连接槽底面铺设防水橡胶垫片，防水橡胶垫片上预埋连接钢板。

所述预埋连接钢板底面垂直且均匀焊接连接钢筋，连接钢筋穿过防水橡胶垫片完全插入顶管壁内，且预埋连接钢板顶面垂直且均匀设有连接螺杆。

所述防水橡胶垫片依次设于预埋连接钢板底部及顶部，且防水橡胶垫片完全包裹预埋连接钢板及封堵钢板两端。

所述封堵钢板表面均匀设有螺杆孔及一个锚杆孔位，其中螺杆孔位置与预埋连接钢板表面的连接螺杆相对应。

所述囊袋注浆锚杆为中空钢管，底部设置囊袋，囊袋内杆体均匀设有出浆孔。

所述防水砂浆层完全裹覆连接螺杆、螺帽及封堵钢板，且防水砂浆层顶面与顶管内壁齐平。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

（1）顶管顶进前在其设计位置两侧设置旋喷桩，下部通过设置管底旋喷扩大体、管底高压旋喷桩及桩底旋喷扩大体对顶管周围土体进行加固处理，可有效防止顶管发生沉降，同时可避免顶管因底部锚杆植入槽而发生进水现象。

（2）顶管顶进后通过管底预留锚杆植入槽在管底高压旋喷桩内安装囊袋注浆锚杆，并通过高压注浆在锚杆底部形成扩体固定端，大幅提高顶管的抗浮性能。

（3）顶管底部设置植入槽封堵体，并在设置两层防水橡胶垫片后安装封堵钢板，同时浇筑封堵防水砂浆，有效提高顶管后期的防水性能。

附图说明

图1是本实用新型穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构立面图；

图2是顶管封堵结构示意图；

图中：1-浅覆土，2-侧壁高压旋喷桩，3-顶管，4-预埋连接钢板，5-连接钢筋，6-下层防水橡胶垫片，7-上层防水橡胶垫片，8-封堵钢板，9-连接螺杆，10-封堵防水砂浆，11-预留槽封堵体，12-囊袋注浆锚杆，13-锚杆螺帽，14-管底旋喷扩大体，15-管底高压旋喷桩，16-桩底旋喷扩大体，17-锚杆囊袋扩体固定端。

具体实施方式

顶管的预制参数及工艺要求，高压旋喷桩施工工艺要求，囊袋锚杆高压注浆施工技术要求等，本实施方式中不再累述，重点阐述本实用新型涉及结构的实施方式。

图1是本实用新型穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构立面图，图2是顶管封堵结构示意图。

参照图1所示的一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，顶管3顶进前，预先在其设计位置两侧采用高压旋喷桩机打设直径500mm、间距1600mm的侧壁高压旋喷桩2，再根据设计图纸，先在距顶管3底部2000mm处打设直径1000mm的桩底旋喷扩大体16，然后向上继续旋喷打设直径600mm的管底高压旋喷桩15，最后在顶管3底部、管底高压旋喷桩15顶部及侧壁高压旋喷桩2三者的围合空间内打设管底旋喷扩大体14，从而完成对浅覆土1的旋喷加固处理。

参照图2所示，顶管3为预应力钢筋混凝土管，尺寸为DN1500mm×5000mm，其底部预留尺寸为150mm×150mm的锚杆植入槽，锚杆植入槽两侧预设长1000mm、深70mm的弧形连接槽，连接槽末端设置成台阶状，底部铺设厚5mm的下层防水橡胶垫片6，下层防水橡胶垫片6上预埋15mm厚的连接钢板4，连接钢板4底面垂直、均匀焊接强度等级为HRB335的连接钢筋5，连接钢筋5深入顶管3管壁60mm，顶面垂直、均匀焊接长50mm的连接螺杆9。

顶管3顶进后通过锚杆植入槽在管底高压旋喷桩15中安装内径25mm、壁厚6mm的囊袋注浆锚杆12，注浆锚杆12的囊袋完全插入桩底旋喷扩大体16中，

通过向囊袋内高压注浆形成扩体固定端17，注浆完成后采用C35混凝土对锚杆植入槽进行封堵形成预留槽封堵体11。

预留槽封堵体11浇筑完成后，在连接钢板5上表面铺设厚5mm的上层防水橡胶垫片7，再安装封堵钢板8，封堵钢板8厚为20mm，穿过连接螺杆9及囊袋注浆锚杆12使用螺帽锚固，最后在封堵钢板8表面浇封堵防水砂浆10完成穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构的整体施工。

上述具体实施方式不以任何形式限制本实用新型的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于在顶管两侧设置有旋喷桩，顶管下部设置管底旋喷扩大体，所述管底旋喷扩大体下方依次设置管底高压旋喷桩及桩底旋喷扩大体；顶管底部内壁预埋连接钢板并预留锚杆植入槽；通过管底锚杆植入槽在管底高压旋喷桩中设置有囊袋注浆锚杆，囊袋注浆锚杆的底端设置有扩体固定端，顶端穿过预留槽封堵体与封堵钢板锚固；内壁预埋连接钢板上部依次设置防水橡胶垫片、封堵钢板及防水砂浆层。

2.根据权利要求1所述的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于所述锚杆植入槽两侧设置等深度等弧长的连接槽，连接槽端部设为台阶状，连接槽底面铺设防水橡胶垫片，防水橡胶垫片上预埋连接钢板。

3.根据权利要求1所述的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于所述预埋连接钢板底面垂直且均匀焊接连接钢筋，连接钢筋穿过防水橡胶垫片完全插入顶管壁内，且预埋连接钢板顶面垂直且均匀设有连接螺杆。

4.根据权利要求1所述的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于所述防水橡胶垫片依次设于预埋连接钢板底部及顶部，且防水橡胶垫片完全包裹预埋连接钢板及封堵钢板两端。

5.根据权利要求1所述的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于所述封堵钢板表面均匀设有螺杆孔及一个锚杆孔位，其中螺杆孔位置与预埋连接钢板表面的连接螺杆相对应。

6.根据权利要求1所述的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于所述囊袋注浆锚杆为中空钢管，底部设置囊袋，囊袋内杆体均匀设有出浆孔。

7.根据权利要求1所述的穿越浅覆土抗浮防沉顶管结构，其特征在于所述防水砂浆层完全裹覆连接螺杆、螺帽及封堵钢板，且防水砂浆层顶面与顶管内壁齐平。