CN220910657U - 一种燃气管道用水平管幕防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管幕施工技术领域，具体是一种燃气管道用水平管幕防护结构；包括燃气管道，燃气管道的外侧围设有土层；燃气管道的下方挖设有渠道基坑，渠道基坑内设置有若干组支撑桩，每组支撑桩均包括沿燃气管道的轴向对称分布的两个；位于前侧的若干根支撑桩的顶端、位于后侧的若干根支撑桩的顶端各共同固定有一根冠梁，两根冠梁与土层之间钻设有水平设置的管幕组，渠道基坑的左端、右端各钻设有竖向设置的管棚组；解决了目前对燃气管道进行断气开挖保护的方式存在难以保证燃气管道的安全的问题，无需断气，也无需暴露燃气管道，保证了燃气管道的正常运行，为箱涵的施工创造了更大的施工空间，保证箱涵的顺利施工。

Description

一种燃气管道用水平管幕防护结构

技术领域

本实用新型涉及管幕施工技术领域，具体是一种燃气管道用水平管幕防护结构。

背景技术

管幕法是一种独特的地下空间建设方法，适用于工程中的粘土层、沙层、淤泥层、回填层以及强风化层；对于地质情况复杂、地面沉降要求高、超浅覆盖等地下空间的建设，管幕法是优先选择的支护方案。

燃气管道用于输送天然气，燃气管道涉及千千万万人民的生产生活，因此在燃气管道下方穿设箱涵的施工过程中，需要对燃气管道进行保护，避免造成重大损失；目前在燃气管道下方穿设箱涵的施工时需要对燃气管道进行断气开挖保护；先停止燃气的输送，然后在燃气管道所在的位置采用人工薄层轻挖，使得燃气管道暴露在外面，燃气管道暴露以后应立即采取临时保护措施和加固措施，并且需要工作人员随时检查是否存在安全隐患；这种断气开挖保护的方式不仅影响燃气管道的正常运行，而且暴露在外的燃气管道容易遭到损伤，难以保证燃气管道的安全。

因此，有必要发明一种燃气管道用水平管幕防护结构来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决目前对燃气管道进行断气开挖保护的方式存在难以保证燃气管道的安全的问题，提供了一种燃气管道用水平管幕防护结构。

为保护燃气管道，在燃气管道与渠道相交处采用钢筋混凝土箱涵下穿，考虑到工程地理位置和建设环境，基于保证燃气管道施工安全可靠的原则，结合场区工程地质和水文地质的分析，对箱涵上方水平段的燃气管道采用管幕布设形式进行架空保护。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种燃气管道用水平管幕防护结构，包括燃气管道，燃气管道的外侧围设有土层；燃气管道的下方挖设有渠道基坑，渠道基坑内浇筑有沿燃气管道敷设方向设置的若干组支撑桩，每组支撑桩均包括沿燃气管道的轴向对称分布的两个；位于前侧的若干根支撑桩的顶端、位于后侧的若干根支撑桩的顶端各共同固定有一根与燃气管道同向的冠梁，两根冠梁与土层之间钻设有水平设置的管幕组，渠道基坑的左端、右端各钻设有竖向设置且位于燃气管道下方的管棚组。

进一步地，所述渠道基坑内侧左端、内侧右端均浇筑有沿前后分布的若干根防护桩，所述防护桩包括紧贴渠道基坑内侧壁的基坑防护桩和靠近燃气管道端部的管棚防护桩，所述管棚组位于管棚防护桩和基坑防护桩之间，且管棚组靠近渠道基坑的一侧固定挂设有钢板。

进一步地，所述管幕组、管棚组均包括位于中部且纵向设置的中央定位管和若干根位于中央定位管两侧的标准定位管，中央定位管的左侧壁、右侧壁均一体固定有两个与中央定位管等长且截面呈L形状的连接内扣，两个连接内扣相向设置，标准定位管的其中一侧一体固定有两个与标准定位管等长且截面呈L形状的连接外扣、另一侧一体固定有两个与连接外扣配合的连接内扣I，两个连接外扣相背设置，两个连接内扣I相向设置。

进一步地，各根中央定位管的前端、各根中央定位管的后端、各根标准定位管的前端、各根标准定位管的后端均固定有封闭板，位于前侧的各块封闭板中部均贯穿有灌浆管，各根中央定位管的后端、各根标准定位管的后端均固定有与其连通且竖向设置的排气管；各根中央定位管的内部和各根标准定位管的内部均灌注有混凝土或水泥浆或无收缩水泥砂浆。

进一步地，所述支撑桩、管棚防护桩均为人工挖孔灌注桩，且支撑桩、基坑防护桩、管棚防护桩、冠梁均是由混凝土现场浇注而成，所述土层的表面挂设有钢筋网，钢筋网上喷射有混凝土层；灌浆管的外侧壁固定有其一端与封闭板固定连接的加劲板，所述中央定位管和标准定位管的材质均为无缝钢管。

本实用新型结构设计合理可靠，在燃气管道下方穿设箱涵的施工期间实现对燃气管道进行加固保护的目的，而且无需断气，也无需暴露燃气管道，保证了燃气管道的正常运行，支撑桩和冠梁用于对管幕组以及燃气管道进行稳固支撑，同时支撑桩、冠梁、管幕组、防护桩、管棚组为箱涵的施工创造了更大的施工空间，保证箱涵的顺利施工；支撑桩和管棚防护桩均是人工挖孔灌注桩，同时管幕组是通过螺旋出土的方式进行顶进施工，对土层的扰动小，施工过程中不会导致地层沉降，保证了燃气管道的安全运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的俯视示意图。

图3是本实用新型中燃气管道和支撑桩的位置关系示意图。

图4是本实用新型中燃气管道和管幕组的位置关系示意图。

图5是本实用新型中封闭板和排气管的结构示意图。

图6是本实用新型中中央定位管和标准定位管的结构示意图。

图7是本实用新型中中央定位管的结构示意图。

图8是本实用新型中标准定位管的结构示意图。

图中：1-燃气管道，2-土层，3-渠道基坑，4-支撑桩，5-冠梁，6-管幕组，7-管棚组，8-基坑防护桩，9-中央定位管，10-标准定位管，11-连接内扣，12-连接外扣，13-连接内扣I，14-封闭板，15-灌浆管，16-排气管，17-加劲板，18-混凝土层，19-管棚防护桩。

具体实施方式

一种燃气管道用水平管幕防护结构，如附图1~附图4所示，包括燃气管道1，燃气管道1的外侧围设有土层2；燃气管道1的下方挖设有渠道基坑3，渠道基坑3内浇筑有沿燃气管道1敷设方向设置的若干组支撑桩4，每组支撑桩4均包括沿燃气管道1的轴向对称分布的两个；位于前侧的若干根支撑桩4的顶端、位于后侧的若干根支撑桩4的顶端各共同固定有一根与燃气管道1同向的冠梁5，两根冠梁5与土层2之间钻设有水平设置的管幕组6，渠道基坑3的左端、右端各钻设有竖向设置且位于燃气管道1下方的管棚组7。

本实用新型中支撑桩4、冠梁5能够为管幕组6、土层2以及燃气管道1提供稳固支撑力，能够防止燃气管道1两侧的土塌方，使得土层2能够保护燃气管道1，进而使得在燃气管道1下方穿设箱涵的施工过程中燃气管道1无需停气，也无需暴露在外，不会影响到燃气管道1的正常运行，更无需工作人员随时检查是否存在安全隐患，保障了燃气管道1的安全；水平设置的管幕组6和竖向设置的管棚组7在开挖线外形成纵向成梁、横向成拱的钢管帷幕，为开挖作业提供了可靠保护，同时钢管帷幕对周围的土层有挤密作用，未使用水循环大扩孔方法，对土层的扰动小，施工过程不会导致地层沉降，进而保证了燃气管道1的安全运行；支撑桩4、冠梁5、管幕组6、防护桩、管棚组7为箱涵的施工创造了更大的施工空间，保证了箱涵的顺利施工。

如附图1、附图2所示，所述渠道基坑3内侧左端、内侧右端均浇筑有沿前后分布的若干根防护桩，所述防护桩包括紧贴渠道基坑3内侧壁的基坑防护桩8和靠近燃气管道1端部的管棚防护桩19，所述管棚组7位于管棚防护桩19和基坑防护桩8之间，且管棚组7靠近渠道基坑3的一侧固定挂设有钢板。

管棚组7能够防止渠道基坑3两侧靠近燃气管道1的土方坍塌，保证了渠道基坑3的稳固性，管棚组7施工时无需开挖燃气管道1下方的土方，且顶进施工的方法对燃气管道1的扰动小，不会影响燃气管道1的正常运行。

管棚组7位于管棚防护桩19和基坑防护桩8之间，管棚防护桩19能够为管棚组7提供稳定防护，保证管棚组7的顺利顶进。

如附图6~附图8所示，所述管幕组6、管棚组7均包括位于中部且纵向设置的中央定位管9和若干根位于中央定位管9两侧的标准定位管10，中央定位管9的左侧壁、右侧壁均一体固定有两个与中央定位管9等长且截面呈L形状的连接内扣11，两个连接内扣11相向设置，标准定位管10的其中一侧一体固定有两个与标准定位管10等长且截面呈L形状的连接外扣12、另一侧一体固定有两个与连接外扣12配合的连接内扣I13，两个连接外扣12相背设置，两个连接内扣I13相向设置。

中央定位管9位于中部，也是第一根顶进的钢管，中央定位管9的精度决定了整个管幕组6或管棚组7的施工精度；中央定位管9通过连接内扣11与旁侧的标准定位管10上的连接外扣12固定连接，标准定位管10通过连接内扣I13与旁侧的标准定位管10上的连接外扣12固定连接，顶进时，连接内扣11和连接外扣12相互扣合的卡接设计、连接内扣I13和连接外扣12相互扣合的卡接设计不仅大大降低了顶进过程中出现的偏移量和偏移出现概率，使其再顶进的过程中，顶进轨迹更加趋于可控；顶进时结合已施工完成的标准定位管10的孔位，通过连接内扣I13和连接外扣12相互扣合的限位作用，最大程度地限制了管幕组6的偏转和偏移，降低了顶进施工的纠偏频次，有效保证了施工精度。

中央定位管9或标准定位管10顶进时采用螺旋出土套管跟进工艺进行施工；中央定位管9或标准定位管10作为套管，其内部安装有带有专门钻头的螺旋钻杆，管幕机给螺旋钻杆提供旋转动力并给套管提供顶推力；管幕机顶进时，螺旋钻杆向钻头传递钻压和扭矩切削土层，并将钻渣由管内螺旋排到套管外；边顶进、边切削、边出渣，将中央定位管9或标准定位管10逐段向前顶进，标准定位管10可以两根及以上同时顶进。

如附图5所示，各根中央定位管9的前端、各根中央定位管9的后端、各根标准定位管10的前端、各根标准定位管10的后端均固定有封闭板14，位于前侧的各块封闭板14中部均贯穿有灌浆管15，各根中央定位管9的后端、各根标准定位管10的后端均固定有与其连通且竖向设置的排气管16；各根中央定位管9的内部和各根标准定位管10的内部均灌注有混凝土或水泥浆或无收缩水泥砂浆。

在各根中央定位管9和各根标准定位管10顶进施工完成后，利用封闭板14将各根中央定位管9和各根标准定位管10封堵，封堵后，利用注浆泵、灌浆管15将混凝土或水泥浆或无收缩水泥砂浆灌注到各根中央定位管9内部和各根标准定位管10内部；排气管16用于平衡内部的气体压强，便于混凝土或水泥浆或无收缩水泥砂浆灌注的顺利进行；该结构设计提高了管幕组6的刚度，同时防止管幕组6埋设于地下腐蚀后造成底层空洞影响燃气管道1的安全运行。

所述支撑桩4、管棚防护桩19均为人工挖孔灌注桩，且支撑桩4、基坑防护桩8、管棚防护桩19、冠梁5均是由混凝土现场浇注而成，所述土层2的表面挂设有钢筋网，钢筋网上喷射有混凝土层18；灌浆管15的外侧壁固定有其一端与封闭板14固定连接的加劲板17，所述中央定位管9和标准定位管10的材质均为无缝钢管。

在燃气管道1下方进行箱涵施工时，通过以下方法对燃气管道1进行安全保护：

步骤S1：确定燃气管道1的敷设方向，并将燃气管道1的两侧场地整平，选择场地中合适的位置进行支撑桩4的施工（各根支撑桩4均为人工挖孔灌注桩），待各根支撑桩4施工完成后，开挖支撑桩4远离燃气管道1一侧的土方，使得土层2位于两根燃气管道1之间，然后进行破桩头施工，使得各根支撑桩4的顶端位于燃气管道1的下方，同时在已暴露的土层2的表面挂设钢筋网，并喷射混凝土，用于加固土层2，接着在各根支撑桩4的顶端绑设钢筋并安装模板，而后现场浇筑冠梁5。

步骤S2：待冠梁5养护完成后，开挖支撑桩4旁侧的土方，保留燃气管道1正下方的土方，形成管幕基坑，在管幕基坑内安装管幕机以及辅助设备（吊车等），管幕机用于顶进管幕组6。

步骤S3：首先利用辅助设备（吊车等）将中央定位管9吊运到管幕机上，启动管幕机并利用安装有钻头的螺旋钻杆顶进中央定位管9，在顶进的同时需要全程进行严格的光学测量偏差，若出现偏差立即进行纠偏，中央定位管9的位置精准确定，那么后续的标准定位管10的精度就有了保证；中央定位管9顶进完成后，采用“面向角导向方法”高精度、高效地进行标准定位管10的顶进，且每次能够顶进两根及以上的标准定位管10，保证了燃气管道1的安全运行，为后续的施工创造了大断面的地下空间。

步骤S4：中央定位管9以及各根标准定位管10顶进完成后，在中央定位管9的前端、中央定位管9的后端、各根标准定位管10的前端、各根标准定位管10的后端均封堵封闭板14，位于前端的封闭板14提前开设灌浆孔，并安装灌浆管15，并在中央定位管9的后端、各根标准定位管10的后端连通排气管16，然后在各个灌浆管15上连通注浆泵，启动注浆泵后，中央定位管9内部和各根标准定位管10内部逐渐被混凝土灌满，排气管16用于排出气体，保证气压平衡。

步骤S5：待中央定位管9和标准定位管10内的混凝土达到预设强度后，拆除管幕机以及辅助设备（吊车等），并开挖管幕组6正下方的土方以及继续开挖管幕基坑，开挖后各根支撑桩4均能够暴露在作业人员的视野中，并开挖足够大的空间用于箱涵施工，由此完成渠道基坑3的挖设。

步骤S6：在渠道基坑3的左端、右端均顶进管棚组7，且管棚组7位于管棚防护桩19和基坑防护桩8之间，三者共同对渠道基坑3的两侧进行稳定支护，防止两侧土方坍塌，同时能够为箱涵创造处更大的施工空间；管棚防护桩19和基坑防护桩8的灌注随支撑桩4一同进行。

步骤S7：在施工现场浇筑多组箱涵，并将其中一组箱涵顶进至管幕组6的下方一端，将另一组箱涵顶进至管幕组6的下方另一端，使得支撑管幕组6的结构由支撑桩4转变为箱涵，然后将支撑桩4连同冠梁5一同拆除，接着交替顶进箱涵，直至两组箱涵均位于燃气管道1的下方。

需要注意的是：排气管16的直径大于灌浆管15的直径，灌浆管15和排气管16上均安装有阀门。

本实用新型不仅在箱涵施工期间保证了燃气管道1的正常运行，同时还为箱涵的施工创造了更大的施工空间，克服了目前对燃气管道1进行断气开挖保护的方式存在难以保证燃气管道1的安全的问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种燃气管道用水平管幕防护结构，包括燃气管道（1），其特征在于：燃气管道（1）的外侧围设有土层（2）；燃气管道（1）的下方挖设有渠道基坑（3），渠道基坑（3）内浇筑有沿燃气管道（1）敷设方向设置的若干组支撑桩（4），每组支撑桩（4）均包括沿燃气管道（1）的轴向对称分布的两个；位于前侧的若干根支撑桩（4）的顶端、位于后侧的若干根支撑桩（4）的顶端各共同固定有一根与燃气管道（1）同向的冠梁（5），两根冠梁（5）与土层（2）之间钻设有水平设置的管幕组（6），渠道基坑（3）的左端、右端各钻设有竖向设置且位于燃气管道（1）下方的管棚组（7）。

2.根据权利要求1所述的一种燃气管道用水平管幕防护结构，其特征在于：所述渠道基坑（3）内侧左端、内侧右端均浇筑有沿前后分布的若干根防护桩，所述防护桩包括紧贴渠道基坑（3）内侧壁的基坑防护桩（8）和靠近燃气管道（1）端部的管棚防护桩（19），所述管棚组（7）位于管棚防护桩（19）和基坑防护桩（8）之间，且管棚组（7）靠近渠道基坑（3）的一侧固定挂设有钢板。

3.根据权利要求2所述的一种燃气管道用水平管幕防护结构，其特征在于：所述管幕组（6）、管棚组（7）均包括位于中部且纵向设置的中央定位管（9）和若干根位于中央定位管（9）两侧的定位管（10），中央定位管（9）的左侧壁、右侧壁均一体固定有两个与中央定位管（9）等长且截面呈L形状的连接内扣（11），两个连接内扣（11）相向设置，定位管（10）的其中一侧一体固定有两个与定位管（10）等长且截面呈L形状的连接外扣（12）、另一侧一体固定有两个与连接外扣（12）配合的连接内扣I（13），两个连接外扣（12）相背设置，两个连接内扣I（13）相向设置。

4.根据权利要求3所述的一种燃气管道用水平管幕防护结构，其特征在于：各根中央定位管（9）的前端、各根中央定位管（9）的后端、各根定位管（10）的前端、各根定位管（10）的后端均固定有封闭板（14），位于前侧的各块封闭板（14）中部均贯穿有灌浆管（15），各根中央定位管（9）的后端、各根定位管（10）的后端均固定有与其连通且竖向设置的排气管（16）；各根中央定位管（9）的内部和各根定位管（10）的内部均灌注有混凝土或水泥浆或无收缩水泥砂浆。

5.根据权利要求4所述的一种燃气管道用水平管幕防护结构，其特征在于：所述支撑桩（4）、管棚防护桩（19）均为人工挖孔灌注桩，且支撑桩（4）、基坑防护桩（8）、管棚防护桩（19）、冠梁（5）均是由混凝土现场浇注而成，所述土层（2）的表面挂设有钢筋网，钢筋网上喷射有混凝土层（18）；灌浆管（15）的外侧壁固定有其一端与封闭板（14）固定连接的加劲板（17），所述中央定位管（9）和定位管（10）的材质均为无缝钢管。