CN215483094U - 一种上下分体装配式矩形顶管管节及其连接结构 - Google Patents

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陈雪峰
朱孟君
任兆丹
郑彪
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Abstract

本实用新型属于地下工程施工技术领域,具体涉及一种上下分体装配式矩形顶管管节及其连接结构,包括上半管节和下半管节;上半管节的内壁上和下半管节的内壁上对应设有弯曲螺栓孔道,上半管节与下半管节上弯曲螺栓孔道通过弯曲螺栓连接;上半管节的下端面设有外凸棱台,下半管节的上端面设有承插凹槽,外凸棱台与承插凹槽相配合;上半管节和下半管节的拼缝处还设有遇水膨胀止水条和双组份聚硫密封膏;上半管节和下半管节的内壁转角处均设有带孔的梁板,纵向上相邻管节的梁板通过纵向连接螺栓和纵向连接螺帽连接。本实用新型采用了上下分体装配式管节结构,解决了大断面矩形顶管的运输难题,提高了施工效率,同时加强管节连接强度和防水能力。

Description

一种上下分体装配式矩形顶管管节及其连接结构
技术领域
本实用新型属于地下工程施工技术领域,具体涉及一种上下分体装配式矩形顶管管节及其连接结构,适用于地铁出入口、过街通道或综合管廊等地下隧道工程。
背景技术
近年来,随着城市化进程的推进,城市地下空间开发利用得到越来越快的发展。顶管法由于具有无需开挖面层就能够穿越道路、建筑物,并且对地表交通、环境影响小等优势,在地下空间开发利用中得到迅速推广与应用。与传统圆形顶管相比,矩形顶管由于开挖断面大、空间利用率高,被越来越多的运用于地铁出入口、人行过街通道、下穿隧道以及综合管廊工程中。
目前,矩形顶管均为整环推进,由于矩形顶管管节断面一般较大,受到了运输条件的制约,严重限制了大断面矩形顶管的发展与运用。
中国发明专利“一种装配式顶管”(CN201310327733.1)中设计了一种装配式的圆形钢筋混凝土顶管,其每环管节由至少两片环向管片拼装构成,通过在相邻管片的环向拼装面之间设置定位孔和定位销完成定位,通过预应力筋实现相邻管片之间的连接固定。该方法的施工比较繁琐,接头的防水能力不足,同时圆形管道的结构也与矩形管道有较大差异。
此外,在预制综合管廊方面,中国发明专利“一种装配式预制地下综合管廊箱涵”(CN201810356660.1),中国实用新型专利“一种预制装配式多舱综合管廊”(CN201621083138.3)、“一种预制装配式混凝土城市综合管廊结构”(CN201621298885.9)、“预制装配式上下拼装综合管廊”(CN201621281673.X)等设计了不同形式的装配式预制综合管廊,其结构形式对装配式矩形顶管有一定参考意义,然而矩形顶管的施工条件和工况要比明挖预制综合管廊复杂得多,其管节接头强度和防水能力要求更高。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足,本实用新型的目的是提供一种上下分体装配式矩形顶管管节及其连接结构,能够降低大断面矩形顶管管节的运输难度、加强管节连接强度和防水能力、提高施工效率和工程质量。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案为一种上下分体装配式矩形顶管管节,包括上半管节和下半管节;所述上半管节的内壁上和所述下半管节的内壁上对应设有弯曲延伸至拼接端面的弯曲螺栓孔道,所述上半管节与所述下半管节上相对应的弯曲螺栓孔道通过弯曲螺栓连接;所述上半管节的下端面设有外凸棱台,所述下半管节的上端面设有承插凹槽,所述外凸棱台与所述承插凹槽相配合;所述上半管节和所述下半管节的拼缝处还设有遇水膨胀止水条和双组份聚硫密封膏,且所述遇水膨胀止水条和所述双组份聚硫密封膏分别位于所述外凸棱台的外侧和内侧;所述上半管节和所述下半管节的内壁转角处均设有带孔的梁板。
进一步地,所述上半管节的下端面和所述下半管节的上端面上对应设有横向止水条凹槽,所述上半管节与所述下半管节上相对应的横向止水条凹槽内设有所述遇水膨胀止水条;所述上半管节的下端面和所述下半管节的上端面上对应设有横向嵌缝凹槽,所述上半管节与所述下半管节上相对应的横向嵌缝凹槽内填充有所述双组份聚硫密封膏。
进一步地,所述上半管节的两个侧面与所述下半管节的两个侧面的上均设有吊装孔。
进一步地,所述上半管节下端的内壁上和所述下半管节上端的内壁上分别设有与对应的所述弯曲螺栓孔道连通的弯曲螺栓手孔;所述弯曲螺栓的两端分别位于所述上半管节的弯曲螺栓手孔内和所述下半管节的弯曲螺栓手孔内,并通过弯曲螺栓螺帽锁紧。
本实用新型还提供一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,包括前管节和后管节;所述前管节和所述后管节的结构相同,均为上述的上下分体装配式矩形顶管管节;所述前管节上的所述梁板与所述后管节上对应的所述梁板通过纵向连接螺栓和纵向连接螺帽连接。
进一步地,所述前管节承口端的外壁上设有预埋钢环槽,所述预埋钢环槽内固定有承口钢套环;所述后管节插口端的外壁上设有钢环承插槽,所述钢环承插槽上设有防水设置槽,所述防水设置槽内设有防水保护钢圈和鹰嘴橡胶圈。
更进一步地,所述防水保护钢圈有两个,所述鹰嘴橡胶圈有两个,且所述防水保护钢圈与所述鹰嘴橡胶圈相间设置。
更进一步地,所述承口钢套环与所述预埋钢环槽的连接处设有遇水膨胀止水条;所述前管节承口端的外壁缺口处与所述承口钢套环内壁之间填充有双组份聚硫密封膏;所述前管节承口端的内壁缺口处与所述后管节插口端的端面之间填充有双组份聚硫密封膏。
更进一步地,所述前管节承口端的端面与所述后管节插口端的端面之间设置有弹性木垫板;所述前管节承口端的端面中部与所述后管节插口端的端面中部分别设有位置相互对应的环形槽,且所述环形槽内设有遇水膨胀止水条。
更进一步地,所述钢环承插槽上沿周向间隔设置有多个注浆孔,各所述注浆孔均连接有注浆管,且所述注浆管贯通管壁。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果:
(1)本实用新型通过将整环管节分为上下两部分,解决了矩形顶管管节重量和截面尺寸大、不便于运输的难题,同时加强管节连接强度和防水能力,提高施工效率,扩大了矩形顶管技术的运用范围;
(2)本实用新型的上半管节和下半管节通过外凸棱台和承插凹槽相互配合可形成抗剪键,增强管节横向和纵向抗剪强度,同时也便于管节拼装时的定位;且上半管节和下半管节同时通过弯曲螺栓进行连接,增强连接强度;并在环向拼接处设置遇水膨胀止水条和双组份聚硫密封膏,提高防水效果;
(3)本实用新型通过将前后管节内壁上的梁板通过纵向连接螺栓连接,加强管节纵向连接强度,防止顶进施工结束撤掉顶进力后管节向两侧工作井滑移,接头处脱开,同时可防止前后管节在外力作用下发生错位;同时可以通过调节纵向连接螺栓上纵向连接螺帽的松紧程度来控制管节的偏角,可用于管节纠偏和曲线顶进;
(4)本实用新型在纵向拼接处设置两道鹰嘴橡胶圈和两道遇水膨胀止水条能够起到较好的止水效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的上下分体装配式矩形顶管管节的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的上半管节和下半管节的接头处的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的去掉承口钢套环的上半管节的仰视图;
图4为本实用新型实施例提供的上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构的示意图;
图5为本实用新型实施例提供的前管节和后管节的梁板连接的示意图;
图6为本实用新型实施例提供的管节内壁转角处设置的梁板的结构示意图;
图中:1、上半管节;2、下半管节;3、注浆孔;4、承口钢套环;5、吊装孔;6、梁板;7、横向止水条凹槽;8、遇水膨胀止水条;9、外凸棱台;10、弯曲螺栓手孔;11、弯曲螺栓螺帽;12、弯曲螺栓;13、弯曲螺栓孔道;14、横向嵌缝凹槽;15、双组份聚硫密封膏;16、承插凹槽;17、防水设置槽;18、钢环承插槽;19、预埋钢环槽;20、防水保护钢圈;21、鹰嘴橡胶圈;22、弹性木垫板;23、注浆管;24、止水钢环;25、外方管堵;26、细石混凝土;27、前管节;28、后管节;29、纵向连接螺栓;30、纵向连接螺帽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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它实施例,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“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,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装置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。
如图1-图3所示,本实施例提供一种上下分体装配式矩形顶管管节,包括上半管节1和下半管节2;上半管节1的内壁上和下半管节2的内壁上对应设有弯曲延伸至拼接端面的弯曲螺栓孔道13,上半管节1与下半管节2上相对应的弯曲螺栓孔道13通过弯曲螺栓12连接;上半管节1的下端面设有外凸棱台9,下半管节2的上端面设有承插凹槽16,外凸棱台9与承插凹槽16相配合;上半管节1和下半管节2的拼缝处还设有遇水膨胀止水条8和双组份聚硫密封膏15,且遇水膨胀止水条8和双组份聚硫密封膏15分别位于外凸棱台9的外侧和内侧;上半管节1和下半管节2的内壁转角处均设有带孔的梁板6。本实施例的矩形顶管管节采用了上下分体装配式管节结构,解决了大断面矩形顶管的运输难题,提高了施工效率,扩展了矩形顶管的应用范围;且上半管节1和下半管节2通过外凸棱台9与承插凹槽16相配合可形成抗剪键,增强管节横向和纵向抗剪强度,同时也便于管节拼装时的定位;且上半管节1和下半管节2同时通过弯曲螺栓12进行连接,增强连接强度,结构简单,拼装便捷;并在环向拼接处设置遇水膨胀止水条8和双组份聚硫密封膏15,提高防水效果。
如图2所示,本实施例中,上半管节1的下端面和下半管节2的上端面上对应设有横向止水条凹槽7,上半管节1与下半管节2上相对应的横向止水条凹槽7内设有遇水膨胀止水条8;上半管节1的下端面和下半管节2的上端面上对应设有横向嵌缝凹槽14,上半管节1与下半管节2上相对应的横向嵌缝凹槽14内填充有双组份聚硫密封膏15。其中,弯曲螺栓孔道13弯曲延伸至拼接端面的位置可以位于外凸棱台9与承插凹槽16处,使得弯曲螺栓12穿过外凸棱台9与承插凹槽16,遇水膨胀止水条8和双组份聚硫密封膏15分别位于弯曲螺栓12的外侧和内侧,且双组份聚硫密封膏15可以位于拼缝处靠近内壁的位置。
进一步地,上半管节1的两个侧面与下半管节2的两个侧面的上均设有吊装孔5。如图1所示,吊装孔5可以设置在上半管节1的两个侧面靠近转角处以及下半管节2的两个侧面靠近转角处,使得吊装管节的时候,上半管节1呈倒U型,下半管节2呈正U型。
进一步地,上半管节1下端的内壁上和下半管节2上端的内壁上分别设有与对应的弯曲螺栓孔道13连通的弯曲螺栓手孔10;弯曲螺栓12的两端分别位于上半管节1的弯曲螺栓手孔10内和下半管节2的弯曲螺栓手孔10内,并通过弯曲螺栓螺帽11锁紧。如图1和图2所示,本实施例在管节预制时,在管节内预留有弯曲的弯曲螺栓孔道13,且弯曲螺栓孔道13的一端延伸至管节内壁面,另一端延伸至管节的拼接面,并在管节内壁面的孔道预制处预留V形的弯曲螺栓手孔10,以便于锚固弯曲螺栓孔道13,同时V形的弯曲螺栓手孔10尺寸较小,安装方便,且较小地影响管节承载能力。
本实施例还提供一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,包括前管节27和后管节28;前管节27和后管节28的结构相同,均为上述的上下分体装配式矩形顶管管节;前管节27上的梁板6与后管节28上对应的梁板6通过纵向连接螺栓29和纵向连接螺帽30连接。如图5-6所示,本实施例采用纵向连接螺栓29穿过前管节27和后管节28上相对应的梁板6上的孔后用纵向连接螺帽30锁紧,实现前后管节的连接,不仅可以防止顶进施工结束撤掉顶进力后管节向两侧工作井滑移,接头处脱开,同时还可防止前后管节在外力作用下发生错位;此外,还可以通过调节扣在梁板6上的纵向连接螺帽30的松紧程度来控制管节的偏角,可用于管节纠偏和曲线顶进。
进一步地,前管节27承口端的外壁上设有预埋钢环槽19,预埋钢环槽19内固定有承口钢套环4,上半管节1和下半管节2的承口钢套环4的接缝处使用焊接进行连接、密封;后管节28插口端的外壁上设有钢环承插槽18,钢环承插槽18上设有防水设置槽17,防水设置槽17内设有防水保护钢圈20和鹰嘴橡胶圈21。本实施例中前、后管节的结构相同,其中一端为承口端,另一端为插口端;在预制管节时,在每个管节相应位置预制预埋钢环槽19、钢环承插槽18和防水设置槽17,并固定承口钢套环4;通过在防水设置槽17内设置防水保护钢圈20和鹰嘴橡胶圈21,提高防水性能。
更进一步地,防水保护钢圈20有两个,鹰嘴橡胶圈21有两个,且防水保护钢圈20与鹰嘴橡胶圈21相间设置。如图4所示,本实施例在防水设置槽17内设置两道防水保护钢圈20和两道鹰嘴橡胶圈21,且相间布置,能够起到较好的止水效果;其中,鹰嘴橡胶圈21的底部水平贴合嵌入防水设置槽17内,其顶端朝向前管节27的承口端,唇口朝向后管节28的承口端,顶进过程中前管节27上的承口钢套环4的伸出部位插入后管节28的钢环承插槽18,鹰嘴橡胶圈21的倾斜上部被承口钢套环4压下,由于鹰嘴橡胶圈21具有良好弹性,与承口钢套环4接触的上部棱边受压可与承口钢套环4接触愈紧,加强接头处的防水密封性能。
更进一步地,承口钢套环4与预埋钢环槽19的连接处设有遇水膨胀止水条8;前管节27承口端的外壁缺口处与承口钢套环4内壁之间填充有双组份聚硫密封膏15;前管节27承口端的内壁缺口处与后管节28插口端的端面之间填充有双组份聚硫密封膏15,进一步提高防水性能。
本实施例中,前管节27承口端的端面与后管节28插口端的端面之间设置有弹性木垫板22,使得前后管节的端面接触良好,增强施工过程中的缓冲性能;前管节27承口端的端面中部与后管节28插口端的端面中部分别设有位置相互对应的环形槽,且环形槽内设有遇水膨胀止水条8,提高前后管节端面连接处防水效果。
更进一步地,钢环承插槽18上沿周向间隔设置有多个注浆孔3,各注浆孔3均连接有注浆管23,且注浆管23贯通管壁,且由预埋于管节管壁中的止水钢环24进行轴向固定,不经过其他防水措施而独立存在于管节内部,避免注浆压力对防水措施的干扰,提高防水效能。在注浆完成后,注浆管23靠近管节内壁的端部采用外方管堵25封堵,并采用细石混凝土26抹平。
本实施例还提供上述一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构的施工方法,包括如下步骤:
1)将预制好的上半管节1和下半管节2运送至施工现场;
2)在吊装管节前,将遇水膨胀止水条8粘贴在下半管节2的横向止水条凹槽处;
3)在工作井内进行管节拼装,先吊装下半管节2,使插口端位于顶进前方;
4)吊装上半管节1,使上半管节1的外凸棱台9插入下半管节2的承插凹槽16;
5)将弯曲螺栓12穿过弯曲螺栓孔道13,并用弯曲螺栓螺帽11进行连接固定,并对上、下管节承口钢套环4接缝处进行焊接处理;
6)将两个防水保护钢圈20和两个鹰嘴橡胶圈21安装在装配好的管节插口端防水设置槽17处,在管节插口端和承口端管壁上的环形槽内粘贴遇水膨胀止水条8,将弹性木垫板22粘贴在管节的承口端上;
7)顶进施工,鹰嘴橡胶圈21与承口钢套环4紧密配合,插口端和承口端遇水膨胀止水条8与弹性木垫板22紧密贴合,钢环承插槽18与承口钢套环4相插接;
8)顶进施工完成后,使用双组份聚硫密封膏15对纵向接头内壁进行嵌缝处理,使用纵向连接螺栓29和纵向连接螺帽30对前管节27和后管节28内壁转角处的梁板6进行连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上下分体装配式矩形顶管管节,其特征在于:包括上半管节和下半管节;所述上半管节的内壁上和所述下半管节的内壁上对应设有弯曲延伸至拼接端面的弯曲螺栓孔道,所述上半管节与所述下半管节上相对应的弯曲螺栓孔道通过弯曲螺栓连接;所述上半管节的下端面设有外凸棱台,所述下半管节的上端面设有承插凹槽,所述外凸棱台与所述承插凹槽相配合;所述上半管节和所述下半管节的拼缝处还设有遇水膨胀止水条和双组份聚硫密封膏,且所述遇水膨胀止水条和所述双组份聚硫密封膏分别位于所述外凸棱台的外侧和内侧;所述上半管节和所述下半管节的内壁转角处均设有带孔的梁板。
2.如权利要求1所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节,其特征在于:所述上半管节的下端面和所述下半管节的上端面上对应设有横向止水条凹槽,所述上半管节与所述下半管节上相对应的横向止水条凹槽内设有所述遇水膨胀止水条;所述上半管节的下端面和所述下半管节的上端面上对应设有横向嵌缝凹槽,所述上半管节与所述下半管节上相对应的横向嵌缝凹槽内填充有所述双组份聚硫密封膏。
3.如权利要求1所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节,其特征在于:所述上半管节的两个侧面与所述下半管节的两个侧面的上均设有吊装孔。
4.如权利要求1所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节,其特征在于:所述上半管节下端的内壁上和所述下半管节上端的内壁上分别设有与对应的所述弯曲螺栓孔道连通的弯曲螺栓手孔;所述弯曲螺栓的两端分别位于所述上半管节的弯曲螺栓手孔内和所述下半管节的弯曲螺栓手孔内,并通过弯曲螺栓螺帽锁紧。
5.一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,其特征在于:包括前管节和后管节;所述前管节和所述后管节的结构相同,均为如权利要求1-4任一项所述的上下分体装配式矩形顶管管节;所述前管节上的所述梁板与所述后管节上对应的所述梁板通过纵向连接螺栓和纵向连接螺帽连接。
6.如权利要求5所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,其特征在于:所述前管节承口端的外壁上设有预埋钢环槽,所述预埋钢环槽内固定有承口钢套环;所述后管节插口端的外壁上设有钢环承插槽,所述钢环承插槽上设有防水设置槽,所述防水设置槽内设有防水保护钢圈和鹰嘴橡胶圈。
7.如权利要求6所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,其特征在于:所述防水保护钢圈有两个,所述鹰嘴橡胶圈有两个,且所述防水保护钢圈与所述鹰嘴橡胶圈相间设置。
8.如权利要求6所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,其特征在于:所述承口钢套环与所述预埋钢环槽的连接处设有遇水膨胀止水条;所述前管节承口端的外壁缺口处与所述承口钢套环内壁之间填充有双组份聚硫密封膏;所述前管节承口端的内壁缺口处与所述后管节插口端的端面之间填充有双组份聚硫密封膏。
9.如权利要求6所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,其特征在于:所述前管节承口端的端面与所述后管节插口端的端面之间设置有弹性木垫板;所述前管节承口端的端面中部与所述后管节插口端的端面中部分别设有位置相互对应的环形槽,且所述环形槽内设有遇水膨胀止水条。
10.如权利要求6所述的一种上下分体装配式矩形顶管管节的连接结构,其特征在于:所述钢环承插槽上沿周向间隔设置有多个注浆孔,各所述注浆孔均连接有注浆管,且所述注浆管贯通管壁。
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