CN217758882U - 一种双层钢围堰沉井结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双层钢围堰沉井结构，包括四面双层钢板，四面双层钢板共同围出支护空间，双层钢板包括内层钢板、外层钢板、加固混凝土和多个桁架，多个桁架首尾相接地设置在内层钢板和外层钢板之间，相邻的两个桁架间呈锐角夹角，加固混凝土填充在内层钢板、外层钢板和桁架之间的缝隙。本实用新型通过双层钢板结构，既能做抵御流水侵蚀，又能围出支护区域，从而无需事先设置挡水围堰；而且双层钢板结构能够在岸上进行组装后再一体下沉至河床，减少施工工时；双层钢板内部设有多个斜向设置的桁架，并通过加固混凝土进行填充，具有较好的结构强度和防水性。本实用新型涉及基坑支护技术领域。

Description

一种双层钢围堰沉井结构

技术领域

本实用新型涉及基坑支护技术领域中的一种双层钢围堰沉井结构。

背景技术

过江管道的施工一般分为沉管施工和顶管施工两种方法，沉管施工一般用于铺设水底管道，具体是在岸边或船台上预制大型混凝土箱型构件或是混凝土和钢的组合箱型构件，在两端用临时隔墙进行封闭，然后将管道等构件沉放至河床上预先挖好的沟槽中连接起来，最后回填砂土并拆除隔墙以完成沉管施工。而顶管施工一般用于铺设陆地管道或浅河床管道，具体为在地表不挖掘槽沟，而是挖掘出顶管井，在顶管井中以液压为动力，沿预设方向将一节节钢管或混凝土管从A点顶至B点的施工工艺。

而当水底的沉管与陆地的顶管需要相接时，往往需要在河岸处建设接收井，通常情况下接收井采用现浇混凝土结构形式的沉井结构。为防止水流冲刷对接收井造成危害，在接收井施工前还需要先施工钢板桩围堰，然后再进行沉井结构的现浇加工。而该工序的缺点也非常明显：由于还要先制作钢板桩围堰，且沉井结构需要现场浇注，造成施工的周期长，造价成本高；采用现浇工艺，完成顶管和沉管的对接后又需要进行拆除，混凝土废料容易沉积在河道中并对河道造成污染；混凝土浇注容易出现裂缝，在持续的流水冲刷下容易造成沉井结构漏水，严重的可能会危害整个沉井结构的强度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种双层钢围堰沉井结构，能够减少施工周期，提高施工效率，且具有更好的沉井结构强度。

根据本实用新型实施例，提供一种双层钢围堰沉井结构，包括四面双层钢板，四面所述双层钢板共同围出支护空间，所述双层钢板包括内层钢板、外层钢板、加固混凝土和多个桁架，多个所述桁架首尾相接地设置在所述内层钢板和所述外层钢板之间，相邻的两个所述桁架间呈锐角夹角，所述加固混凝土填充在所述内层钢板、所述外层钢板和所述桁架之间的缝隙。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢板还包括多个加强肋，多个所述加强肋设置在所述内层钢板和所述外层钢板之间，多个所述加强肋分别与所述内层钢板和所述外层钢板焊接。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢板还包括多个加强板，多个所述加强板水平设置在所述内层钢板和所述外层钢板之间，所述加强板与所述内层钢板和所述外层钢板焊接。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢板的底部设有刃脚，所述刃脚呈楔形，用于减少所述双层钢板插入土体的阻力。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢板设有预留洞口，所述预留洞口用于使顶管的管道通过。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢围堰沉井结构还包括内支撑，所述内支撑的两端分别连接至相邻的两面所述双层钢板，所述内支撑与相邻的两面所述双层钢板共同围成一个三角形结构。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢围堰沉井结构还包括腰梁，所述腰梁设置在所述内支撑和所述双层钢板之间。

根据本实用新型实施例，进一步地，同一层的所述内支撑的数量为四个，四个所述内支撑共同组成一个菱形结构。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢围堰沉井结构还包括回填土，所述回填土堆积在所述双层钢板外侧，用于提升所述双层钢围堰沉井结构的稳定性。

根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢围堰沉井结构还包括封底混凝土，所述封底混凝土对所述支护空间和所述双层钢板所形成的一体式结构进行封底。

本实用新型实施例的有益效果至少包括：本实用新型通过双层钢板结构，既能做抵御流水侵蚀，又能围出支护区域，从而无需事先设置挡水围堰；而且双层钢板结构能够在岸上进行组装后再一体下沉至河床，减少施工工时；双层钢板内部设有多个斜向设置的桁架，并通过加固混凝土进行填充，具有较好的结构强度和防水性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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他设计方案和附图。

图1是本实用新型实施例的俯视图；

图2是本实用新型实施例的侧视图；

图3是本实用新型实施例中双层钢板的局部放大图；

图4是本实用新型实施例中双层钢板与内支撑的连接示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、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，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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种双层钢围堰沉井结构，其由四面双层钢板围成，可以在岸上进行预先组装，然后再吊至河床中进行安装。相较于传统的先施工挡水围堰再现场浇注混凝土沉井结构的方式，其施工时间短，能够降低施工成本。另一方面，接管完成后也可以将沉井结构吊起回收，降低对河流的污染，也能够重复利用，利于保护环境。

说明书附图1展示了本双层钢围堰沉井结构的俯视图，本双层钢围堰沉井结构由四面双层钢板1围成，中间为支护空间，可以在该支护空间中进行地底顶管与水底沉管的接驳。地底顶管与水底沉管分别通过双层钢板1中的预留洞口18(见图2)贯穿至支护空间中。为了提升沉井结构的稳定性和结构强度，在支护空间中还设有内支撑2，其两端分别连接至相邻的两面双层钢板1，并与这两面双层钢板1共同构成一个三角形结构，得益于三角形的稳定结构，提升沉井结构的总体结构强度。同一层的内支撑2的数量为四个，四个内支撑2相互之间构成一个菱形结构。为进一步提升强度，也可以沿沉井结构的竖直方向设置多层内支撑 2(见图2)。

说明书附图2展示了本双层钢围堰沉井结构的侧视图，展示了两层内支撑2的安装方式。其中，内支撑2与双层钢板1之间还设置有腰梁3，用于增大内支撑2与双层钢板1的接触面积，减少受压时两者的局部应力。腰梁3具体为工字钢。在双层钢板1的外侧铺设有回填土4，其包括C20袋装混凝土41和卵石42，提升双层钢板1稳定性的同时，卵石能够疏导水流通过，降低沉井结构附近的水流速度，减少水流冲刷对沉井结构的影响。在双层钢板1 的底部设有刃脚17，其呈楔形结构，用于降低双层钢板1插入土体时所遇到的阻力，方便安装施工。而在本双层钢围堰沉井结构的底部和外侧设有封底混凝土5，用于提升支护空间中的隔水性能。

图3展示了本双层钢围堰沉井结构中双层钢板1的局部放大图。双层钢板1包括内层钢板11、外层钢板12、加固混凝土13、桁架14、加强肋15和加强板16。内层钢板11设置在内侧，外层钢板12设置在外侧，在转接处外层钢板12呈弧状弯曲以实现转接。在内层钢板 11和外层钢板12之间为填充空间。桁架14的数量为多个，相邻的两个桁架14首尾相接且相互呈锐角夹角，与内层钢板11或外层钢板12共同构成三角形结构，提升双层钢板1的结构稳定性。加强肋15的数量也为多个，其具体为角钢，焊接在内层钢板11和外层钢板12上，当使用加固混凝土13对填充空间中的缝隙进行填充时，加强肋15能够增加内层钢板11或外层钢板12与加固混凝土13的接触面积，提升结构强度。加强板16水平横置在填充空间中(水平方向见图2)，用于对填充空间进行分层，也用于承载加强肋15和桁架14。

图4展示了本双层钢围堰沉井结构中双层钢板1与内支撑2的连接示意图。在双层钢板 1与内支撑2之间设置有腰梁3，为进一步提升承压能力，腰梁3具体为双拼工字钢结构，两个工字钢共同分担所受到的挤压力。而在腰梁3与内支撑2的连接中，还设有侧面翼板进行角度限位，防止因受压方向错位而导致受力不均的问题。

参照图1～图3，本实用新型实施例中的双层钢围堰沉井结构，包括四面双层钢板1，四面双层钢板1围成一个矩形，其内部为支护空间，用于进行井下接管工作。双层钢板1中的钢材采用Q235B钢。双层钢板1包括内层钢板11、外层钢板12、加固混凝土13和多个桁架14，多个桁架14首尾相接地设置在内层钢板11和外层钢板12之间，且相邻的两个桁架14 之间呈锐角夹角，相邻的两个桁架14与内层钢板11或外层钢板12共同构成三角形结构，从而提升结构物稳定性。桁架14与内层钢板11、外层钢板12焊接在一起，加固混凝土13填充在内层钢板11与外层钢板12之间的缝隙中，待凝固后即将双层钢板1内的各个部件凝结为一体。具体地，加固混凝土13的混凝土强度等级为C35，抗渗等级为P8。

进一步地，双层钢板1还包括多个加强肋15，其呈“L”形，具体为角钢，其设置在内层钢板11和外层钢板12之间，并与内层钢板11或的外层钢板12焊接在一起。在填充加固混凝土13时，加强肋15能够增大内层钢板11或外层钢板12与加固混凝土13的接触面积，从而待加固混凝土13凝结后，双层钢板1具有更强的结构强度。

进一步地，双层钢板1还包括多个加强板16，加强板16水平设置在内层钢板11和外层钢板12之间，且加强板16与内层钢板11、外层钢板12焊接，从而将内层钢板11与外层钢板12连接为一个整体。而且，加强板也起到承载加强肋15和桁架14的作用，在内层钢板11和外层钢板12之间起到分层的作用。对于跨度较大的双层钢板1，内层钢板11与外层钢板12之间还可设置竖向的隔仓板，具体为10mm钢板，起到竖向分层的作用。

进一步地，在双层钢板1的底部设有刃脚17，其呈楔形，具体为内层钢板11倾斜设置并最终与外层钢板12相交并相互焊接，或为外层钢板12倾斜设置并最终与内层钢板11相交并相互焊接。在将双层钢板1插入土体时，楔形结构的刃脚17能够减少插入时遇到的阻力，从而更便于安装。

进一步地，双层钢板1设有预留洞口18，其用于使顶管的管道通过，从而使得地底顶管和水底沉管在支护空间内相遇并进行接驳工作。应注意的是，在管道通过后应采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆等置换泥浆，以填充管外侧超挖、塌落等原因造成的空隙。

进一步地，本双层钢围堰沉井结构还包括内支撑2，内支撑2的两端分别连接至相邻的两面双层钢板1，并与这两面双层钢板1共同围成一个三角形结构，提升沉井结构的稳定性。具体地，同一层的内支撑2数量为四个，且四个内支撑2共同组成一个菱形结构，将四面双层钢板1连成一个整体。为了进一步提升沉井结构的结构强度，还可以沿竖直方向设置多层内支撑2以进行巩固。

进一步地，参考图4，在内支撑2与双层钢板1之间还设有腰梁3，腰梁3的数量可以增减以适应不同宽度的内支撑2。腰梁3的作用在于增大内支撑2与双层钢板1之间的接触面积，防止承压时因局部受力而导致压强过大。

进一步地，本双层钢围堰沉井结构还包括回填土4，其堆积在双层钢板1的外侧，用于增强沉井结构的稳定性。具体地，回填土4包括C20袋装混凝土41和卵石42。C20袋装混凝土41抵靠在双层钢板1的外侧，以防由于水流冲刷而导致双层钢板1发生位移；卵石42 进一步填充在C20袋装混凝土41的外侧，其能够疏导水流，降低沉井结构附近的水流速度，减少水流冲刷对沉井结构造成的影响。其中，卵石42也可被替换为袋装黏土，减少填充空隙，增强回填土4的整体结构强度。

进一步地，本双层钢围堰沉井结构还包括封底混凝土5，其用于对支护空间和双层钢板1 所形成的一体式结构进行封底，起到隔绝作用，降低水流渗入支护空间内的可能性。具体地，位于支护空间下方的封底混凝土5采用C20细石混凝土51，位于双层钢板1外侧的封底混凝土5采用C15细石混凝土52。

进一步地，本双层钢围堰沉井结构还包括通风设备、有毒气体监测设备和通讯设备等辅助设备，以保障施工安全。

接下来，介绍本实用新型实施例的施工方法：

S1.对河床预定位置进行水下基槽开挖或水下爆破除岩，清理出施工区域；

S2.预制双层钢板1、内支撑2和腰梁3，并在岸上将其进行组合安装获得双层钢围堰沉井结构；

S3.使用吊机将沉井双层钢围堰沉井结构悬吊至施工区域并进行沉放，沉放到位后进行临时固定；

S4.向内层钢板11和外层钢板12之间浇注加固混凝土13；

S5.待加固混凝土13凝固后，对支护空间底部进行混凝土浇注以实现水下砼封底；

S6.将沉管段拖至支护空间内，将回填土4堆积在双层钢板1外侧进行固定；

S7.对支护空间内进行抽水，清出施工环境；

S8.将顶管段顶至支护空间内，对沉管段和顶管段进行接口焊接；

S9.对支护空间进行回填，管顶最小覆土不小于3米，将管道以上的沉井结构部分拆除，接管完成。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种双层钢围堰沉井结构，其特征在于，包括：四面双层钢板(1)，四面所述双层钢板(1)共同围出支护空间，所述双层钢板(1)包括内层钢板(11)、外层钢板(12)、加固混凝土(13)和多个桁架(14)，多个所述桁架(14)首尾相接地设置在所述内层钢板(11)和所述外层钢板(12)之间，相邻的两个所述桁架(14)间呈锐角夹角，所述加固混凝土(13)填充在所述内层钢板(11)、所述外层钢板(12)和所述桁架(14)之间的缝隙。

2.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢板(1)还包括多个加强肋(15)，多个所述加强肋(15)设置在所述内层钢板(11)和所述外层钢板(12)之间，多个所述加强肋(15)分别与所述内层钢板(11)和所述外层钢板(12)焊接。

3.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢板(1)还包括多个加强板(16)，多个所述加强板(16)水平设置在所述内层钢板(11)和所述外层钢板(12)之间，所述加强板(16)与所述内层钢板(11)和所述外层钢板(12)焊接。

4.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢板(1)的底部设有刃脚(17)，所述刃脚(17)呈楔形，用于减少所述双层钢板(1)插入土体的阻力。

5.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢板(1)设有预留洞口(18)，所述预留洞口(18)用于使顶管的管道通过。

6.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢围堰沉井结构还包括内支撑(2)，所述内支撑(2)的两端分别连接至相邻的两面所述双层钢板(1)，所述内支撑(2)与相邻的两面所述双层钢板(1)共同围成一个三角形结构。

7.根据权利要求6所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢围堰沉井结构还包括腰梁(3)，所述腰梁(3)设置在所述内支撑(2)和所述双层钢板(1)之间。

8.根据权利要求6所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：同一层的所述内支撑(2)的数量为四个，四个所述内支撑(2)共同组成一个菱形结构。

9.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢围堰沉井结构还包括回填土(4)，所述回填土(4)堆积在所述双层钢板(1)外侧，用于提升所述双层钢围堰沉井结构的稳定性。

10.根据权利要求1所述的双层钢围堰沉井结构，其特征在于：所述双层钢围堰沉井结构还包括封底混凝土(5)，所述封底混凝土(5)对所述支护空间和所述双层钢板(1)所形成的一体式结构进行封底。

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