CN217621305U - 一种用于工厂法沉管预制的结构基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于工厂法沉管预制的结构基础，包括钢结构厂房，所述钢结构厂房内布置有地面功能区，地面功能区外部设置有用于半潜驳停泊和沉管管节上驳的钢筋混凝土栈桥，钢筋混凝土栈桥的另一侧设置有用于沉管管节和半潜驳分离的下潜港池；所述地面功能区和钢筋混凝土栈桥共同铺设有与沉管管节预制位置相对应的轨道梁，各轨道梁均低于地平面布置；所述轨道梁上设置有轨道槽，轨道槽内铺设有轨道装置并在轨道装置上设置有移动台车；所述地面功能区和轨道梁的底侧均布置有灌注桩基础，地面功能区分为浇筑区和非浇筑区。本实用新型旨在提供一种适合工厂化沉管预制，减少周边环境影响和复杂支撑方式的工厂结构基础。

Description

一种用于工厂法沉管预制的结构基础

技术领域

本实用新型涉及沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于工厂法沉管预制的结构基础。

背景技术

传统工厂法沉管预制流水线包括分为底板、侧墙、顶板的三个钢筋绑扎区、混凝土浇筑区、模板修整区和舾装区。在沉管管节进行预制时，采用单段内模、分段预制每个沉管节段，再将多个沉管节段成型整根沉管管节，钢筋笼、管节等移动采用千斤顶顶推系统前进，工序复杂、操作困难且耗时长、安全风险高。传统沉管预制工厂只适合沿海的跨海湾隧道，或不受航道水深限制，不受过桥高度限制的跨江隧道，占地面积大，需要大型深浅坞结构，对周边环境影响较大。且沉管舾装和出运在深浅坞内，需要多次排灌水，操作复杂。

工厂化沉管预制采用全断面混凝土浇筑，仅在少数沉管隧道中应用，由于采用全断面一次性浇筑的混凝土能够对外侧模板产生足够的作用力，因此一般采用混凝土反力墙、止水拉杆和门式模板支撑等用作对外侧模板结构的支撑方式。但是存在以下缺点：混凝土反力墙占地面积大、施工时间长、混凝土墙与外侧模板之间空隙小无法布置行走通道和施工空间、模板调节能力差；止水拉杆支模方式容易造成后期渗漏水影响工程质量。因此，现亟需一种适合工厂化沉管预制，减少周边环境影响和复杂支撑方式的工厂结构基础。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种适合工厂化沉管预制，减少周边环境影响和复杂支撑方式的工厂结构基础。

为达到上述目的，本实用新型是通过下述技术方案予以实现的：

一种用于工厂法沉管预制的结构基础，包括钢结构厂房，所述钢结构厂房内布置有地面功能区，地面功能区外部设置有用于半潜驳停泊和沉管管节上驳的钢筋混凝土栈桥，钢筋混凝土栈桥的另一侧设置有用于沉管管节和半潜驳分离的下潜港池；所述地面功能区和钢筋混凝土栈桥共同铺设有与沉管管节预制位置相对应的轨道梁，各轨道梁均低于地平面布置；所述轨道梁上设置有轨道槽，轨道槽内铺设有轨道装置并在轨道装置上设置有移动台车，轨道槽的顶面通过设置钢构件与地平面齐平；所述地面功能区和轨道梁的底侧均布置有灌注桩基础，地面功能区分为浇筑区和非浇筑区，其中浇筑区在沉管管节的侧模上部设置有门架和布料机，浇筑区在沉管管节两侧的侧模处均设置有侧模支撑架以及用于让门架、布料机、侧模和侧模支撑架移动的行走机构；所述灌注桩基础包括第一灌注桩基础和第二灌注桩基础，所述第一灌注桩基础支撑在轨道梁底端，所述第二灌注桩基础支撑在浇筑区的底端。

进一步的，所述地面功能区和钢筋混凝土栈桥共同设置有第一钢轨，第一钢轨用于设置多台门式起重机。

进一步的，所述轨道装置包括由下到上铺设的轨道胶泥、钢垫板和胶垫板，胶垫板上设置有第二钢轨，第二钢轨的侧部设置有压板总成，钢垫板上设置有穿过钢垫板、轨道胶泥与轨道梁相连接的锚固螺栓。

进一步的，所述浇筑区的地平面由下到上依次铺设有路基土、混凝土垫层和浇筑区底板，所述非浇筑区的地平面由下到上依次铺设有路基土、混凝土垫层和非浇筑区底板。

进一步的，所述浇筑区底板对应侧模支撑架设置有反力槽，反力槽内预埋有反力座预埋件，所述侧模支撑架的底部竖直的设置有与反力座预埋件相连接的抗上浮拉杆，所述侧模的底部水平的设置有与反力座预埋件相连接的传力件。

进一步的，所述第一灌注桩基础长度为1m，所述第二灌注桩基础长度为0.8m。

进一步的，所述行走机构包括铺设在浇筑区的第三钢轨和第四钢轨，第三钢轨用于支撑并移动侧模和侧模支撑架，第四钢轨用于支撑并移动门架和布料机。

进一步的，所述轨道梁至少铺设有四条，轨道梁在沉管管节的两侧各铺设有一条，轨道梁在沉管管节的中部铺设有两条，所述钢构件包括第一钢构件和第二钢构件，位于沉管管节两侧的轨道槽顶面铺设有第一钢构件，位于沉管管节中部的两个轨道槽相连通且在轨道槽内对称设置有分隔移动台车的混凝土支墩，混凝土支墩的顶端用于设置补足混凝土支墩与地面功能区高差的第二钢构件，第二钢构件的顶面与轨道槽顶面共同铺设有第一钢构件。

进一步的，所述第一钢构件由第一钢板和角钢固定连接构成，第一钢板为50mm厚的钢板，角钢分别固定在第一钢板两端；所述第二钢构件由第二钢板、H型钢、槽钢和双拼工字钢固定连接构成，双拼工字钢分居H型钢的底端两侧设置在混凝土支墩顶端，槽钢分别设置在H型钢的两侧，第二钢板设置在H型钢的顶面。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过钢筋混凝土栈桥、半潜驳进行沉管管节混凝土舾装和下水工作，还可以用半潜驳寄存管节，占地面积少，不影响周边环境，不影响堤防安全，使沉管管节舾装作业和浮运安装作业更加灵活，影响整个沉管管节的预制效率的各种因素大大减少，解决了城市隧道建设无预制场地的难题。贯穿各预制区域之的轨道梁和轨道槽，在其上方设置用于拖运钢筋笼及沉管管节的移动台车，使各预制区域之间的运输工序简化，操作简单，施工时间减少。

2、通过在地面功能区内设置侧模和侧模支撑架，并预留反力槽和行走机构，在反力槽内预埋反力座预埋件，在侧模下部设置与反力座预埋件连接的传力件，还设置门架支撑侧模中上部，防止侧模因混凝土浇筑时受到侧向力发生变形或倒塌，以及侧模因混凝土浇筑带来的浮力及上部侧向作用力而发生位移。反力槽、行走机构及门架等，使得侧模、侧模支撑架和工厂的浇筑区有效结合，能对侧模形成有效支撑，解决了传统工厂法沉管预制侧模反力墙支撑等占地面积大、模板调节能力差、支撑方式困难等，传统拉杆后期渗水处理困难等问题。

附图说明

图1为本实用新型的布置结构示意图；

图2为本实用新型中地面功能区的基础纵断面结构示意图；

图3为本实用新型中轨道梁的基础纵断面结构示意图；

图4为本实用新型中浇筑区的断面结构示意图；

图5为本实用新型中非浇筑区的断面结构示意图；

图6为本实用新型中侧模支撑结构的示意图；

图7为本实用新型中轨道装置的结构示意图；

图8为本实用新型中下潜港池的结构示意图；

图9为本实用新型中第一钢构件的结构示意图；

图10为本实用新型中第二钢构件的结构示意图。

附图标记：

1-地面功能区，2-轨道梁，3-轨道装置，4-反力槽，5-行走机构，6-布料机，7-传力件，8-门架，9-混凝土支墩，10-抗上浮拉杆，11-路基土，12-混凝土垫层，13-浇筑区底板，14-非浇筑区底板，15-钢结构厂房，16-第一钢构件，17-第二钢构件，18-第一钢轨，19-第一灌注桩基础，20-第二灌注桩基础，21-侧模支撑架，22-轨道槽，23-第一预制区，24-第二预制区，25-第三预制区，26-第四预制区，27-移动台车，31-锚固螺栓，32-轨道胶泥，33-钢垫板，34-胶垫板，35-压板总成，36-第二钢轨，51-第三钢轨，52-第四钢轨，60-钢筋混凝土栈桥，70-下潜港池，80-侧模，90-沉管管节，100-半潜驳，110-施工作业空间，161-角钢，162-第一钢板，171-双拼工字钢，172-槽钢，173-H型钢，174-第二钢板。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图10所示，一种用于工厂法沉管预制的结构基础，包括钢结构厂房15，所述钢结构厂房15内布置有地面功能区1，地面功能区1外部设置有用于半潜驳100停泊和沉管管节90上驳的钢筋混凝土栈桥60，钢筋混凝土栈桥60的另一侧设置有用于沉管管节90和半潜驳100分离的下潜港池70；所述地面功能区1和钢筋混凝土栈桥60共同铺设有与沉管管节90预制位置相对应的轨道梁2，各轨道梁2均低于地平面布置；所述轨道梁2上设置有轨道槽22，轨道槽22内铺设有轨道装置3并在轨道装置3上设置有移动台车27，轨道槽22的顶面通过设置钢构件与地平面齐平；所述地面功能区1和轨道梁2的底侧均布置有灌注桩基础，地面功能区1分为浇筑区和非浇筑区，其中浇筑区在沉管管节90的侧模80上部设置有门架8和布料机6，浇筑区在沉管管节90两侧的侧模80处均设置有侧模支撑架21以及用于让门架8、布料机6、侧模80和侧模支撑架21移动的行走机构5；所述灌注桩基础包括第一灌注桩基础19和第二灌注桩基础20，所述第一灌注桩基础19支撑在轨道梁2底端，所述第二灌注桩基础20支撑在浇筑区的底端。

其中，所述地面功能区1和钢筋混凝土栈桥60共同设置有第一钢轨18，第一钢轨18用于设置多台门式起重机，门式起重机用于起吊沉管管节90预制所需的设备和材料，在工厂布置施工阶段也可用于吊装轨道、侧模、侧模支撑架等设施。

其中，所述轨道装置3包括由下到上铺设的轨道胶泥32、钢垫板33和胶垫板34，胶垫板34上设置有第二钢轨36，第二钢轨36的侧部设置有压板总成35，钢垫板33上设置有穿过钢垫板33、轨道胶泥32与轨道梁2相连接的锚固螺栓31，轨道装置3用于运载移动台车27，第二钢轨36沿轨道梁2长度方向设置，轨道装置3的宽度为移动台车27的轮距。

其中，所述浇筑区的地平面由下到上依次铺设有路基土11、混凝土垫层12和浇筑区底板13，所述非浇筑区的地平面由下到上依次铺设有路基土11、混凝土垫层12和非浇筑区底板14。所述浇筑区底板13对应侧模支撑架21设置有反力槽4，反力槽4内预埋有反力座预埋件，所述侧模支撑架21的底部竖直的设置有与反力座预埋件相连接的抗上浮拉杆10，所述侧模80的底部水平的设置有与反力座预埋件相连接的传力件7。抗上浮拉杆10与反力座预埋件连接能保证侧模80和侧模支撑架21在竖直方向保持稳固，传力件7与反力座预埋件连接能保证侧模80和侧模支撑架21在水平方向保持稳固，防止侧模80因混凝土浇筑时受到侧向力发生变形或倒塌，以及侧模80因混凝土浇筑带来的浮力及上部侧向作用力而发生位移。

其中，所述第一灌注桩基础19支撑在轨道梁2底端，第一灌注桩基础19长度为1m，所述第二灌注桩基础20支撑在浇筑区底板13的底端，第二灌注桩基础20长度为0.8m。移动台车27推动沉管管节90移动时轨道梁2承担主要载重，故第一灌注桩基础19需设置较长利于承担主要载重。

其中，所述行走机构5包括铺设在浇筑区的第三钢轨51和第四钢轨52，第三钢轨51用于支撑并移动侧模80和侧模支撑架21，第四钢轨52用于支撑并移动门架8和布料机6，侧模80的底部和门架8的底部通过设置行走轮在钢轨上进行移动。

其中，所述轨道梁2至少铺设有四条，轨道梁2在沉管管节90的两侧各铺设有一条，轨道梁2在沉管管节90的中部铺设有两条，所述钢构件包括第一钢构件16和第二钢构件17，位于沉管管节90两侧的轨道槽22顶面铺设有第一钢构件16，位于沉管管节90中部的两个轨道槽22相连通且在轨道槽22内对称设置有分隔移动台车27的混凝土支墩9，混凝土支墩9的顶端用于设置补足混凝土支墩9与地面功能区1高差的第二钢构件17，第二钢构件17的顶面与轨道槽22顶面共同铺设有第一钢构件16。所述第一钢构件16由第一钢板162和角钢161固定连接构成，第一钢板162为50mm厚的钢板，角钢161分别固定在第一钢板162两端；所述第二钢构件17由第二钢板174、H型钢173、槽钢172和双拼工字钢171固定连接构成，双拼工字钢171分居H型钢173的底端两侧设置在混凝土支墩9顶端，槽钢172分别设置在H型钢173的两侧，第二钢板174设置在H型钢173的顶面。轨道梁2的作用是通过灌注桩基础和混凝土结构提供坚实平整的轨道基础面，第一钢构件16、第二钢构件17用来覆盖轨道槽22作为沉管管节90预制的底模和施工的运输通道，并保持与地面功能区1的地平面齐平。

本实用新型的工厂施工方法包括如下步骤：

(1)沉管预制工厂施工前，根据拟建场地标高分层回填压实路基土11至地面功能区1的混凝土垫层12底标高，路基土11回填范围纵向为场地全长，横向为沉管管节90轮廓线外各15m以上，回填碾压密实度不得小于95％。路基土11施工完成后施做轨道梁2下方的1m长第一灌注桩基础19和浇筑区其他区域下方的0.8m长第二灌注桩基础20。

(2)分段分层开挖轨道梁2部分土方至轨道梁2底部，施做轨道梁2钢筋混凝土，预埋锚固螺栓31在轨道梁2中。

(3)从下到上施做地面功能区1的混凝土垫层12、浇筑区底板13和非浇筑区底板14，在浇筑区底板13中设置反力槽4以及布置第三钢轨51和第四钢轨52的安装槽，在浇筑区底板13和非浇筑区底板14上共同铺设第一钢轨18。

(4)施做浇筑区内轨道槽22的混凝土支墩9以及轨道梁2上方的轨道装置3，同步施做钢结构厂房15，再安装轨道槽22顶面的第一钢构件16和第二钢构件17，在安装槽内设置第三钢轨51和第四钢轨52，在浇筑区底板13上布设钢结构厂房15、侧模80、侧模支撑架21、门架8和布料机6，使沉管预制工厂具备设备施工调试、通行和其他如模板安装等的作业条件。

(5)分层放坡开挖水中下潜港池70，下潜港池70开挖淤泥及淤泥质土采用1：5坡率开挖，强风化岩以上岩层采用1：1坡率开挖，施做钢筋混凝土栈桥60并在栈桥停泊半潜驳100，下潜港池70的开挖尺寸为在半潜驳100尺寸基础上至少外扩10m，下潜港池70的开挖底标高＝最低通航水位标高+涨潮高度-沉管管节高度-半潜驳型深-船底富余水深，其中船底富余水深≥1m，将地面功能区1、钢筋混凝土栈桥60和半潜驳100连成的区域依次分为第一预制区23、第二预制区24、第三预制区25和第四预制区26，第一预制区23为钢筋绑扎区，第二预制区24为管节浇筑区，第三预制区25为一次舾装A区，第四预制区26为一次舾装B区，各预制区的长度均为单节沉管管节90的长度，第一预制区23、第二预制区24和第三预制区25之间设置有宽度大于15m的施工作业空间110。其中第一预制区23和第二预制区24均位于地面功能区1，便于沉管管节90在工厂内进行钢筋绑扎和浇筑，第三预制区25位于地面功能区1与钢筋混凝土栈桥60的连接区域，第四预制区26位于半潜驳100，便于沉管管节90在一次舾装后由地面功能区1与钢筋混凝土栈桥60的轨道梁2移动至半潜驳100，便于沉管管节90舾装完成后出运。

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 (9)

1.一种用于工厂法沉管预制的结构基础，包括钢结构厂房(15)，其特征在于：所述钢结构厂房(15)内布置有地面功能区(1)，地面功能区(1)外部设置有用于半潜驳(100)停泊和沉管管节(90)上驳的钢筋混凝土栈桥(60)，钢筋混凝土栈桥(60)的另一侧设置有用于沉管管节(90)和半潜驳(100)分离的下潜港池(70)；所述地面功能区(1)和钢筋混凝土栈桥(60)共同铺设有与沉管管节(90)预制位置相对应的轨道梁(2)，各轨道梁(2)均低于地平面布置；所述轨道梁(2)上设置有轨道槽(22)，轨道槽(22)内铺设有轨道装置(3)并在轨道装置(3)上设置有移动台车(27)，轨道槽(22)的顶面通过设置钢构件与地平面齐平；所述地面功能区(1)和轨道梁(2)的底侧均布置有灌注桩基础，地面功能区(1)分为浇筑区和非浇筑区，其中浇筑区在沉管管节(90)的侧模(80)上部设置有门架(8)和布料机(6)，浇筑区在沉管管节(90)两侧的侧模(80)处均设置有侧模支撑架(21)以及用于让门架(8)、布料机(6)、侧模(80)和侧模支撑架(21)移动的行走机构(5)；所述灌注桩基础包括第一灌注桩基础(19)和第二灌注桩基础(20)，所述第一灌注桩基础(19)支撑在轨道梁(2)底端，所述第二灌注桩基础(20)支撑在浇筑区的底端。

2.根据权利要求1所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述地面功能区(1)和钢筋混凝土栈桥(60)共同设置有第一钢轨(18)，第一钢轨(18)用于设置多台门式起重机。

3.根据权利要求1所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述轨道装置(3)包括由下到上铺设的轨道胶泥(32)、钢垫板(33)和胶垫板(34)，胶垫板(34)上设置有第二钢轨(36)，第二钢轨(36)的侧部设置有压板总成(35)，钢垫板(33)上设置有穿过钢垫板(33)、轨道胶泥(32)与轨道梁(2)相连接的锚固螺栓(31)。

4.根据权利要求1所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述浇筑区的地平面由下到上依次铺设有路基土(11)、混凝土垫层(12)和浇筑区底板(13)，所述非浇筑区的地平面由下到上依次铺设有路基土(11)、混凝土垫层(12)和非浇筑区底板(14)。

5.根据权利要求4所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述浇筑区底板(13)对应侧模支撑架(21)设置有反力槽(4)，反力槽(4)内预埋有反力座预埋件，所述侧模支撑架(21)的底部竖直的设置有与反力座预埋件相连接的抗上浮拉杆(10)，所述侧模(80)的底部水平的设置有与反力座预埋件相连接的传力件(7)。

6.根据权利要求1所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述第一灌注桩基础(19)长度为1m，所述第二灌注桩基础(20)长度为0.8m。

7.根据权利要求1所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述行走机构(5)包括铺设在浇筑区的第三钢轨(51)和第四钢轨(52)，第三钢轨(51)用于支撑并移动侧模(80)和侧模支撑架(21)，第四钢轨(52)用于支撑并移动门架(8)和布料机(6)。

8.根据权利要求1所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述轨道梁(2)至少铺设有四条，轨道梁(2)在沉管管节(90)的两侧各铺设有一条，轨道梁(2)在沉管管节(90)的中部铺设有两条，所述钢构件包括第一钢构件(16)和第二钢构件(17)，位于沉管管节(90)两侧的轨道槽(22)顶面铺设有第一钢构件(16)，位于沉管管节(90)中部的两个轨道槽(22)相连通且在轨道槽(22)内对称设置有分隔移动台车(27)的混凝土支墩(9)，混凝土支墩(9)的顶端用于设置补足混凝土支墩(9)与地面功能区(1)高差的第二钢构件(17)，第二钢构件(17)的顶面与轨道槽(22)顶面共同铺设有第一钢构件(16)。

9.根据权利要求8所述的一种用于工厂法沉管预制的结构基础，其特征在于：所述第一钢构件(16)由第一钢板(162)和角钢(161)固定连接构成，第一钢板(162)为50mm厚的钢板，角钢(161)分别固定在第一钢板(162)两端；所述第二钢构件(17)由第二钢板(174)、H型钢(173)、槽钢(172)和双拼工字钢(171)固定连接构成，双拼工字钢(171)分居H型钢(173)的底端两侧设置在混凝土支墩(9)顶端，槽钢(172)分别设置在H型钢(173)的两侧，第二钢板(174)设置在H型钢(173)的顶面。

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