CN212224427U - 用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构。所述护壁结构包括现浇混凝土井圈和多节相互连接的护壁管节，顶部的护壁管节与现浇混凝土井圈连为一体，每节护壁管节是由多片弧形波纹管片通过其左右侧的竖向管片拼接片拼装而成，每片弧形波纹管片是由4～6mm的厚波纹钢板卷制而成，其高度为0.5～1m，相邻两个护壁管节之间通过弧形波纹管片上下端边缘的弧形管节拼接片拼接，弧形管节拼接片和竖向管片拼接片均朝向管内水平延伸，并在弧形管节拼接片和竖向管片拼接片上均开设有螺栓孔。本实用新型结构简单、拆装方便，既保证了刚度又便于洞内人工运输与组装，极大提高了洞内成孔效率，并可达到重复利用的目的。

Description

用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构

技术领域

本实用新型涉及地铁隧道人工挖孔工程领域，具体是一种用于地铁PBA 工法中钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，该护壁结构适用于暗挖车站钢管柱成孔作业。

背景技术

随着地铁施工技术的不断进步,地下工程界不断创新并提出了许多新的施工方法，其中PBA工法就是很有代表性的一种。该方法在传统浅埋暗挖分部法的基础上融入了盖挖法的特点，显得更加灵活多变，适用范围较广，该工法中钢管柱是整个车站主要竖向承载和传力结构，其直径一般较大，在进行钢管柱的桩孔施工时采用人工开挖，一般每节开挖高度控制在1.0m以内，当遇有局部流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时为0.3～0.5m，孔内出碴采用手动卷扬机提升吊桶运出，采用倒挂式现浇护壁，厚度不小100mm，也有一些孔径较大的护壁会采用喷射混凝土，加快施工进度。但是由于混凝土护壁养护时间较长，导致施工速度慢，平均进尺1节/天；而且由于是采用人工挖掘方式完成，混凝土现浇护壁不能及时有效地形成支护系统，在挖掘过程中孔壁易垮塌，存在很大的安全隐患，且地下水丰富的地段，需大量抽排地下水，易引发周边道路及管线沉降。

所以，传统人工成孔护壁施工方法在确保安全的前提下进度缓慢(尤其是当土质条件较差时)，在确保进度的前提下又会出现很多安全隐患，且成孔的几何尺寸受支模水平的影响较大。为了避免现浇混凝土护壁存在的问题，也有人设计出预制钢制护筒或预制混凝土护壁件，能够运输到现场进行安装，为了保证预制件的强度，一般会采用较厚的钢板或者是较厚的预制件，从而增加了预制件的重量，造成运输以及组装不便的情况。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，该护壁结构重量轻、强度高，其运输方便、组装快速，在保障安全的前提下提高了进度，极大的减少了地面沉降，降低了成本。

本实用新型提供的一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，其特征在于：所述护壁结构包括现浇混凝土井圈和多节相互连接的护壁管节，每节护壁管节是由多片弧形波纹管片拼装而成，每片弧形波纹管片是由4～ 6mm的厚波纹钢板卷制而成，其高度为0.5～1m，在弧形波纹管片的上、下边缘分别设有向管内水平延伸的弧形管节拼接片，弧形管节拼接片的弧度与弧形波纹管片的弧度相匹配，在弧形波纹管片的左、右侧边缘分别设有向管内水平延伸的竖向管片拼接片，且在弧形管节拼接片和竖向管片拼接片上均开设有螺栓孔；多片弧形波纹管片通过竖向管片拼接片拼接后形成与钢管柱人工成孔的内径相同的护壁管节，且相邻两个护壁管节之间通过弧形管节拼接片拼接为一个整体，最顶部的护壁管节与现浇混凝土井圈连为一体。

本实用新型较优的技术方案：每节护壁管节是由三片形状大小相同的弧形波纹管片拼装而成。

本实用新型较优的技术方案：所述弧形管节拼接片和竖向管片拼接片的宽度相等，均为2～5cm；设置在弧形管节拼接片上的螺栓孔环向间距25～ 35cm，设置在竖向管片拼接片上的螺栓孔竖向间距为15～25cm，且竖向管片拼接片两端的螺栓孔距离上下边缘的间距不大于10cm。

本实用新型较优的技术方案：形成弧形波纹管片的波纹钢板是将5mm 厚的薄钢板板面压制波纹后形成的波纹板，每块弧形波纹管片的重量为 35～45kg。

本实用新型较优的技术方案：所述现浇混凝土井圈的外径大于护壁管节外径35～45cm，并预留有护壁管节的连接件。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型具有可拆卸、重复利用的功能，施工效率高，工程成本低，成孔质量更可靠及施工更环保的特点，能够快速形成支护体系，提高 PBA工法钢管柱人工成孔效率，在地质情况复杂，车站主体穿过富水粉细砂层的情况下，也能确保施工安全，避免了出现护壁垮塌的安全隐患，能够确保安全高效生产，对提高工作效率及安全施工意义重大。

(2)本实用新型的预制管节采用5mm厚钢波纹板制成，形成预制挖孔桩支护结构，既可以增加管节的刚度和管轴压力的抵抗强度，又具有管节薄，重量轻，便于运输，组装快速等优点，保证了高强度低重量，能够实现在有限空间内，快速安装并且能承受一定土压力的目的。

(3)本实用新型管节拼装采用内侧螺栓连接，其连接方便，能够快速拆装，提高了施工效率，该护壁结构日成孔长度2m,是原传统倒挂式现浇护壁人工挖孔桩成孔效率的2倍；在钢管柱安装好之后，可以拆除，能够重复利用，降低了施工成本，更加经济环保。

(4)本实用新型还可以减少底面沉降，经过试验测量发现，该护壁结构的施工相比原传统倒挂式现浇护壁人工挖孔桩施工方法产生的沉降5mm, 极大的减少了地面沉降。

(5)本实用新型的成孔质量更好，高强度低密度的预制关节以及支护分段及可靠连接，确保孔变形较小，确保了成孔尺寸，支护效果更佳。

本实用新型结构简单、拆装方便，既保证了刚度又便于洞内人工运输与组装，极大提高了洞内成孔效率，并可达到重复利用的目的，经济性更优，更环保。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型单节护壁管节的结构示意图；

图3是单片弧形波纹管片的结构示意图。

图中：1—现浇混凝土井圈，2—护壁管节，3—弧形波纹管片，4—弧形管节拼接片，5—竖向管片拼接片，6—螺栓孔，7—连接螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1和图3为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

实施例中提供的一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，如图1所示，包括现浇混凝土井圈1和多节相互连接的护壁管节2，所述现浇混凝土井圈1的外径大于护壁管节2外径40cm，并预留有护壁管节2的连接件，最顶部的护壁管节2与现浇混凝土井圈1连为一体。如图2和图3 所示，每节护壁管节2是由三片形状大小相同的弧形波纹管片3拼装而成。每片弧形波纹管片3是由5mm的厚波纹钢板卷制而成，纹钢板是将5mm 厚的薄钢板板面压制波纹后形成的波纹板，每片弧形波纹管片3的高度为 0.5m，重量约40kg，在弧形波纹管片3的上、下边缘分别设有向管内水平延伸的弧形管节拼接片4，弧形管节拼接片4的弧度与弧形波纹管片3的弧度相匹配，在弧形波纹管片3的左、右侧边缘分别设有向管内水平延伸的竖向管片拼接片5，且在弧形管节拼接片4和竖向管片拼接片5上均开设有螺栓孔6；弧形管节拼接片4和竖向管片拼接片5的宽度相等，均为2～5cm；设置在弧形管节拼接片4上的螺栓孔6环向间距30cm，设置在竖向管片拼接片5上的螺栓孔6竖向间距为20cm，且竖向管片拼接片5两端的螺栓孔 6距离上下边缘的间距为10cm。多片弧形波纹管片3通过竖向管片拼接片5 拼接后形成与钢管柱人工成孔的内径相同的护壁管节2，且相邻两个护壁管节2之间通过弧形管节拼接片4拼接为一个整体。

下面结合具体实例对本实用新型的施工过程进一步说明，实施例为某个地铁车站项目，该车站长323.6米，有效站台中心里程K43+643.478，标准段宽度为22.3米，有效站台长186米，站台宽13米，拱顶覆土厚度约为9m，底板埋深约25.3m。主体结构为地下两层直墙三连拱结构，车站采用PBA 六导洞降水施工，逆筑法施工。上层为站厅层，下层为站台层，由侧墙、梁、板、柱等构件组成。在板和梁、板和墙交界处设置受力斜托，以改善板的受力条件。小导洞内施工底纵梁、边桩、钢管柱、桩顶冠梁、顶纵梁、回填混凝土等。钢管柱直径为800mm，钢管柱采用人工开挖，开挖内径为1.8m，钢管柱在挖孔桩内进行安装定位，钢管柱与上、下层导洞内挖孔的孔壁空隙塞严，在孔桩上、下部50cm范围内孔桩护壁与钢管柱间空隙灌注C20混凝土，中间部分填充砂子，防止在浇注混凝土时钢管柱产生位移。

该施工项目由于成孔直径较大，采用人工挖孔，为了增加成孔效率，采用本实用新型的护壁结构施工。该护壁结构包括现浇混凝土井圈1和多节相互连接的护壁管节2，每节护壁管节2是由三片形状大小相同的弧形波纹管片3拼装而成。每片弧形波纹管片3是由5mm的厚波纹钢板根据孔径需要卷制成管节，纹钢板是将5mm厚的薄钢板板面压制波纹后形成的波纹板，每片弧形波纹管片3的高度为0.5m，重量约40kg。该护壁管节形成的支护结构可以增加管节的刚度和管轴压力的抵抗强度，具有管节薄，重量轻，便于运输，组装快速等优点，既保证了刚度又便于洞内人工运输与组装。在钢管柱安装完毕后，可由下至上逐节拆除装配式护壁，边拆边回填，下节回填密实后方可进行上节拆除，拆除的护壁管节可以继续使用。

该项目采用本实用新型的护壁结构，单根桩日成孔长度2m，是原传统倒挂式现浇护壁人工挖孔桩成孔效率的2倍。经测量，采用装配式人工挖孔桩施工方法，产生的地面沉降为0.5mm,相比原传统倒挂式现浇护壁人工挖孔桩施工方法产生的沉降5mm,极大的减少了地面沉降。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，其特征在于：所述护壁结构包括现浇混凝土井圈(1)和多节相互连接的护壁管节(2)，每节护壁管节(2)是由多片弧形波纹管片(3)拼装而成，每片弧形波纹管片(3)是由4～6mm的厚波纹钢板卷制而成，其高度为0.5～1m，在弧形波纹管片(3)的上、下边缘分别设有向管内水平延伸的弧形管节拼接片(4)，弧形管节拼接片(4)的弧度与弧形波纹管片(3)的弧度相匹配，在弧形波纹管片(3)的左、右侧边缘分别设有向管内水平延伸的竖向管片拼接片(5)，且在弧形管节拼接片(4)和竖向管片拼接片(5)上均开设有螺栓孔(6)；多片弧形波纹管片(3)通过竖向管片拼接片(5)拼接后形成与钢管柱人工成孔的内径相同的护壁管节(2)，且相邻两个护壁管节(2)之间通过弧形管节拼接片(4)拼接为一个整体，最顶部的护壁管节(2)与现浇混凝土井圈(1)连为一体。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，其特征在于：每节护壁管节(2)是由三片形状大小相同的弧形波纹管片(3)拼装而成。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，其特征在于：所述弧形管节拼接片(4)和竖向管片拼接片(5)的宽度相等，均为2～5cm；设置在弧形管节拼接片(4)上的螺栓孔(6)环向间距25～35cm，设置在竖向管片拼接片(5)上的螺栓孔(6)竖向间距为15～25cm，且竖向管片拼接片(5)两端的螺栓孔(6)距离上下边缘的间距不大于10cm。

4.根据权利要求1所述的一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，其特征在于：形成弧形波纹管片(3)的波纹钢板是将5mm厚的薄钢板板面压制波纹后形成的波纹板，每块弧形波纹管片(3)的重量为35～45kg。

5.根据权利要求1所述的一种用于钢管柱人工成孔的可拆卸装配式护壁结构，其特征在于：所述现浇混凝土井圈(1)的外径大于护壁管节(2)外径35～45cm，并预留有护壁管节(2)的连接件。

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