CN217153250U - 用于大型管廊顶管施工的支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于大型管廊顶管施工的支撑结构，包括支撑机构、顶进机构和预制管廊；支撑机构固定在待开挖的工作井内，顶进机构包括顶进设备和顶进设备支架，顶进设备支架固定在支撑机构上，顶进设备固定在顶进设备支架上并与预制管廊可拆卸连接。本实用新型通过支撑结构对待开挖的工作井进行支撑加固，同时利用支撑结构作为顶进机构的支撑基础，再利用顶进设备支架来对顶进设备进行安装、支撑，将工作井和顶进机构分隔开；本实用新型在对工作井进行了加固的同时能够有效降低工作井受到的作用力，从而有效提高了顶管施工的稳定性和安全性，确保顶管施工工作能够正常进行。

Description

用于大型管廊顶管施工的支撑结构

技术领域

本实用新型涉及市政工程技术领域，尤其是一种用于大型管廊顶管施工的支撑结构。

背景技术

随着经济社会的发展以及城市化进程的加快，由此引发的交通拥堵、环境污染、土地稀缺和城市内涝等问题日益突出。城市地下空间开发利用是缓解城市资源匮乏、改善环境状况及提升居民生活品质的重要途径；地下综合管廊作为市政基础设施集约敷设的重要手段，能够集中敷设电力、通信、广播电视、给排水、热力、燃气等市政管线，对缓解城市网管运维压力、降低地上管线使用过程中造成的经济损失、充分开发利用地下空间、打造现代化城市具有重要的实践意义。

而在综合管廊的建设过程中，由于开挖断面较大和开挖较深，特别是位于现状道路或者穿过现状道路段，为避免开挖对环境和交通造成影响，同时为了工程安全，常采用顶管施工；尤其是对于地处深厚淤泥或淤泥质软土区或者含砂层或圆砾层等地下水丰富地区，顶管工作井的实施效果至关重要。

顶管施工作为非开挖施工技术，是隧道或地下管道穿越铁塔、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在进行顶管施工时，先以准备好的顶压工作坑或工作井为出发点，将管廊下放卸入工作坑后，用液压千斤顶将管廊压入土层中，同时挖除并运走管廊正面的泥土。由于大型管廊的体积大、重量重，在顶管施工中对工作井的内壁和底部施加的反作用力很大，很容易造成工作井内部发生塌陷，严重影响施工质量和施工安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种强度高、稳定性良好的用于大型管廊顶管施工的支撑结构。

为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：用于大型管廊顶管施工的支撑结构，包括支撑机构、顶进机构和预制管廊；所述支撑机构固定在待开挖的工作井内，所述顶进机构包括顶进设备和顶进设备支架，顶进设备支架固定在支撑机构上，顶进设备固定在顶进设备支架上并与预制管廊可拆卸连接。

进一步的是：所述支撑机构包括沿工作井的内壁面设置的支护桩以及抵靠在支护桩上的后背墙；所述后背墙的底部折弯后朝向顶进设备的推进方向延伸，所示顶进机构位于后背墙折弯段的上方。

进一步的是：还包括固定在后背墙折弯段上的导向墩，多个导向墩分列并间隔设置在后背墙的折弯段上，所述预制管廊的底部与导向墩相接触。

进一步的是：还包括多根固定在后背墙折弯段底部的地锚梁，所述地锚梁顺着顶进设备的推进方向间隔排布，每根地锚梁的排布方向与顶进设备的推进方向相垂直；所述后背墙的折弯段与工作井的井底面之间还设有垫层。

进一步的是：所述顶进设备支架由多根横向工字钢和多根竖向工字钢相互交错固定组成；横向工字钢和竖向工字钢的连接处固定有梁托，所述顶进设备放置在梁托上并与后背墙相抵靠。

进一步的是：顶进设备支架上设有人行走廊。

进一步的是：所述人行走廊由多根倾斜固定在横向工字钢和竖向工字钢之间的斜向工字钢组成，斜向工字钢与横向工字钢以及竖向工字钢组成三角支撑结构。

进一步的是：还包括U型卡环，所述U型卡环开口朝下地套设在预制管廊上并与预制管廊可拆卸连接，所述顶进设备的输出端与U型卡环可拆卸连接。

进一步的是：所述U型卡环由卡环横向工字钢和两个卡环竖向工字钢可拆卸连接组成；两个卡环竖向工字钢分别通过螺帽可拆卸连接在卡环横向工字钢的两端。

进一步的是：所述卡环横向工字钢和两个卡环竖向工字钢上都设有多个螺栓孔，卡环横向工字钢通过螺栓与顶进设备的输出端可拆卸连接，两个卡环竖向工字钢通过螺栓分别与预制管廊的两侧面可拆卸连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过支撑结构对待开挖的工作井进行支撑加固，同时利用支撑结构作为顶进机构的支撑基础，再利用顶进设备支架来对顶进设备进行安装、支撑，将工作井和顶进机构分隔开，使顶进设备和预制管廊的重力以及在施工工作中施加的反作用力不会直接施加在工作井上；本实用新型在对工作井进行了加固的同时能够有效降低工作井受到的作用力，从而有效提高了顶管施工的稳定性和安全性，确保顶管施工工作能够正常进行。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为图1中A-A处的剖视图；

图3为本实用新型的局部俯视图；

图4为本实用新型中顶进设备支架的正视图；

图5为本实用新型中顶进设备支架的侧视图；

图6为本实用新型中U型卡环的结构爆炸图。

图中标记为：100-支撑机构、110-支护桩、120-后背墙、130-导向墩、140-地锚梁、150-垫层、200-顶进机构、210-顶进设备、220-顶进设备支架、221-横向工字钢、222-竖向工字钢、223-梁托、230-人行走廊、300-预制管廊、400-U型卡环、410-卡环横向工字钢、420-卡环竖向工字钢。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”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，而不是指示或暗示所指的装置或部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所示，本实用新型所公开的用于大型管廊顶管施工的支撑结构包括支撑机构100、顶进机构200和预制管廊300。支撑机构100用于对待开挖的工作井进行支撑、稳固，同时用于对顶进机构200进行固定和稳定；顶进机构200的顶进设备210固定在支撑机构100上，顶进设备210的输出端与预制管廊300的尾端可拆卸连接，顶进机构200用于将预制管廊300顶入工作井的开挖部位，顶进设备210可采用顶管施工中常用的液压千斤顶；本实用新型通过设置支撑机构100对工作井进行加固，同时对顶进机构200进行支撑，利用支撑机构100将工作井和顶进机构200分隔开，使顶进设备210和预制管廊300的重力以及在施工工作中施加的反作用力不会直接施加在工作井上；本实用新型在对工作井进行了加固的同时能够有效降低工作井受到的作用力，从而有效提高了顶管施工的稳定性和安全性，确保顶管施工工作能够正常进行。

如图1所示，本实用新型中所采用的支撑机构100包括支护桩110和后背墙120，其中支护桩110用于对工作井进行支撑、加固，支护桩110沿工作井的内壁面排布设置，而后背墙120则固定在工作井内部并抵靠在工作井的内壁上或支护桩110上，后背墙120用于为顶进机构200提供承力基础，同时能够减少顶进机构200在工作时对支护桩110所施加的反向推力，对工作井和支护桩110起到保护作用。由于大型管廊施工中预制管廊300和顶进设备200的总体重量很重，对工作井所加的压力加大，还需要对工作井的井底进行保护，本实用新型对后背墙120的底部进行折弯使后背墙120呈横置的L型墙体，后背墙120的底部折弯段朝向顶进设备210的顶进方向延伸，而顶进机构200则位于后背墙120折弯段的上方，顶进机构200和预制管廊300的重力施加在后背墙120的折弯段上，不会直接作用于工作井的井底。支护桩110可采用钻孔灌注的方式直接在工作井内施工，支撑机构100还可增加钢支撑、水泥土墙止水帷幕配合支护桩110一同使用。

本实用新型还在后背墙120底部折弯段上增加了多个导向墩130，多个导向墩130分列并间隔设置在后背墙120的折弯段上，预制管廊300的底部与导向墩130相接触，通过增加导向墩130来增加受力支点，能够有效减少对预制管廊300中管节和工作井底面的载荷影响。另外，还可对导向墩130的设置位置进行优化，如图2所示，使导向墩130排布在预制管廊300的两侧，则可通过导向墩130对预制管廊300进行限位，从而对预制管廊300在推进过程中起到导向作用，避免预制管廊300在推进过程中发生偏斜而安装错位，能够有效提高预制管廊300的顶进精度，保证施工质量。

进一步的，如图1至图3所示，本实用新型在后背墙120折弯段的底部增加了多根地锚梁140，地锚梁140顺着顶进设备210的推进方向间隔排布，每根地锚梁140的排布方向与顶进设备210的推进方向相垂直；后背墙120的折弯段与工作井的井底面之间还设有垫层150，垫层150铺设在工作井的底部。后背墙120的折弯段、地锚梁140和垫层150共同作用对工作井的底部进行加固、保护，能够确保工作井在顶进机构200和预制管廊300的共同重力作用下不会发生凹陷、塌陷，同时能够为顶进机构200和预制管廊300的顶进工作提供良好的稳定基础。

本实用新型中顶进机构200除开顶进设备210外，还包括对顶进设备210进行固定的顶进设备支架220，顶进设备支架220的具体结构如图4和图5所示，顶进设备支架220由多根横向工字钢221和多根竖向工字钢222相互交错固定组成；横向工字钢221和竖向工字钢222的连接处固定有梁托223，顶进设备210放置在梁托223上并与后背墙120相抵靠，梁托223作为顶进设备210在顶进设备支架220上的支撑基础。为了便于施工人员通行，本实用新型在顶进设备支架220上还设置了人行走廊230，人行走廊230由多根倾斜固定在横向工字钢221和竖向工字钢222之间的斜向工字钢组成，斜向工字钢与横向工字钢221以及竖向工字钢222组成三角支撑结构。具体实施时，斜向工字钢可设置8根，在顶进设备支架220的上下层各设置4根，且每边设置2根，在两边的2根斜向工字钢之间搭设钢管支架和木板作为人行通道，斜向工字钢和人行通道就组成了人行走廊230，施工人员可从人行走廊230上通行。顶进设备支架220由于采用工字钢作为材料，各部位之间可通过焊接的方式进行固定连接。另外，斜向工字钢还能作为顶进设备支架220的受力支撑，斜向工字钢与横向工字钢221以及竖向工字钢222组成的三角支撑结构能够为顶进设备支架220提供更好的强度和稳定性。

本实用新型中预制管廊300与顶进设备210之间的连接依靠U型卡环400来实现，如图1和图2所示，U型卡环400为开口朝下的U型结构，U型卡环400套设在预制管廊300上并与预制管廊300连接，同时顶进设备210的输出端与U型卡环400连接。U型卡环400的具体结构如图6所示，U型卡环400由卡环横向工字钢410和两个卡环竖向工字钢420可拆卸连接组成，卡环横向工字钢410和两个卡环竖向工字钢420上都设有多个螺栓孔，两个卡环竖向工字钢420分别通过螺帽连接在卡环横向工字钢410的两端；卡环横向工字钢410通过螺栓与顶进设备210的输出端可拆卸连接，两个卡环竖向工字钢420通过螺栓分别与预制管(300的两侧面可拆卸连接。通过采用U型卡环400不仅能够快速实现顶进设备210与预制管廊300之间的连接，还能通过U型卡环400对预制管廊300的各管节进行加固，U型卡环400与预制管廊300之间以及U型卡环400与顶进设备210之间都采用螺栓连接的方式进行安装，U型卡环400拆装方便，因此可循环使用，不仅节能环保还能降低生产成本。

Claims (10)

1.用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：包括支撑机构(100)、顶进机构(200)和预制管廊(300)；所述支撑机构(100)固定在待开挖的工作井内，所述顶进机构(200)包括顶进设备(210)和顶进设备支架(220)，顶进设备支架(220)固定在支撑机构(100)上，顶进设备(210)固定在顶进设备支架(220)上并与预制管廊(300)可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：所述支撑机构(100)包括沿工作井的内壁面设置的支护桩(110)以及抵靠在支护桩(110)上的后背墙(120)；所述后背墙(120)的底部折弯后朝向顶进设备(210)的推进方向延伸，所述顶进机构(200)位于后背墙(120)折弯段的上方。

3.如权利要求2所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：还包括固定在后背墙(120)折弯段上的导向墩(130)，多个导向墩(130)分列并间隔设置在后背墙(120)的折弯段上，所述预制管廊(300)的底部与导向墩(130)相接触。

4.如权利要求3所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：还包括多根固定在后背墙(120)折弯段底部的地锚梁(140)，所述地锚梁(140)顺着顶进设备(210)的推进方向间隔排布，每根地锚梁(140)的排布方向与顶进设备(210)的推进方向相垂直；所述后背墙(120)的折弯段与工作井的井底面之间还设有垫层(150)。

5.如权利要求1所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：所述顶进设备支架(220)由多根横向工字钢(221)和多根竖向工字钢(222)相互交错固定组成；横向工字钢(221)和竖向工字钢(222)的连接处固定有梁托(223)，所述顶进设备(210)放置在梁托(223)上并与后背墙(120)相抵靠。

6.如权利要求5所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：所述顶进设备支架(220)上还设有人行走廊(230)。

7.如权利要求6所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：所述人行走廊(230)由多根倾斜固定在横向工字钢(221)和竖向工字钢(222)之间的斜向工字钢组成，斜向工字钢与横向工字钢(221)以及竖向工字钢(222)组成三角支撑结构。

8.如权利要求1所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：还包括U型卡环(400)，所述U型卡环(400)开口朝下地套设在预制管廊(300)上并与预制管廊(300)可拆卸连接，所述顶进设备(210)的输出端与U型卡环(400)可拆卸连接。

9.如权利要求8所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：所述U型卡环(400)由卡环横向工字钢(410)和两个卡环竖向工字钢(420)可拆卸连接组成；两个卡环竖向工字钢(420)分别通过螺帽可拆卸连接在卡环横向工字钢(410)的两端。

10.如权利要求9所述的用于大型管廊顶管施工的支撑结构，其特征在于：所述卡环横向工字钢(410)和两个卡环竖向工字钢(420)上都设有多个螺栓孔，卡环横向工字钢(410)通过螺栓与顶进设备(210)的输出端可拆卸连接，两个卡环竖向工字钢(420)通过螺栓分别与预制管廊(300)的两侧面可拆卸连接。

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