CN116516931A - 用于曲线管道的新型悬吊保护结构及钢板桩空隙处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于曲线管道的新型悬吊保护结构及钢板桩空隙处理方法，包括：钢板桩、格构柱、底部支撑钢槽、伺服系统、可调拉杆和连接件；包括步骤：开挖沟槽，进行插桩；曲线管道下方安装底部支撑钢槽，可调拉杆上端穿过钢槽与伺服系统输出端连接；调整可调拉杆，使底部支撑钢槽均匀支撑曲线管线；将钢筋插入空隙两侧的连接件之间并用螺帽固定，在曲线管线上下方的空隙区域的钢筋上绑扎钢筋网片；进行水准网布设；浇筑顶板。本发明的有益效果是：通过钢板桩对格构柱进行支撑，格构柱连接可调拉杆实现对底部支撑钢槽的悬吊，底部支撑钢槽对曲线管道进行支撑以防止曲线管道在基坑开挖过程中产生变形和损坏。

Description

用于曲线管道的新型悬吊保护结构及钢板桩空隙处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于曲线管道的新型悬吊保护结构及钢板桩空隙处理方法，以解决现有技术中存在悬吊结构无法适用于曲线管道及钢板桩空隙处理的技术问题。

背景技术

随着城镇化快速发展,城市立体交通逐步完善，地铁施工穿越城区站点越来越多，管线问题更是复杂，若是所有管线都采取管线迁改，一方面会导致工程成本的增大，另一方面部分管线迁改过程会造成较大影响。因此，需要对无法改迁的管线进行悬吊保护,方可进入下一步施工。管线的原位悬吊保护不可避免的会对基坑围护结构的施工产生影响。钢板桩遇到无法改迁的管线会使得基坑围护结构无法封闭。

现有技术的缺点：

1)目前，国内工程建设中应用到的管线悬吊方式不一，但都依赖桁架及支撑，多适用于直线管道，施工灵活性较低，不能满足曲线管线的悬吊保护。此外，普通的悬吊保护措施不能保证管线的水平，管线还是会在施工过程中产生不均匀沉降，威胁管线的安全。

2)管线处基坑封闭的施工方法只有地连墙局部代替排桩支护，这并不适用于钢板桩，且围护结构既采用排桩又采用地连墙，施工较为繁琐。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于曲线管道的新型悬吊保护结构及钢板桩空隙处理方法。

这种用于曲线管道的新型悬吊保护结构，包括：钢板桩、格构柱、底部支撑钢槽、伺服系统、可调拉杆和连接件；

钢板桩设于基坑四周，曲线管道贯穿基坑，钢板桩在曲线管道穿过位置设有空隙，空隙两侧的钢板桩对称地设有连接件，两侧的连接件之间通过数道钢筋连接固定；格构柱设于曲线管道上方，格构柱两端连接钢板桩上端；格构柱通过伺服系统和可调拉杆悬吊有底部支撑钢槽，底部支撑钢槽从下方承托曲线管道；

空隙区域内曲线管线上下方的钢筋上绑扎有钢筋网片，钢筋网片上铺设有竹篱笆。

作为优选：格构柱顶部设有钢槽，钢槽上对称地设有伺服系统，可调拉杆一端与伺服系统连接，另一端贯穿钢槽并通过螺帽连接底部支撑钢槽。

作为优选：钢筋两端分别通过螺帽固定在两侧的连接件上。

作为优选：连接件和钢板桩通过锁扣结构连接。

作为优选：底部支撑钢槽上表面还设有橡胶垫。

这种用于曲线管道的新型悬吊保护结构的钢板桩空隙处理方法，包括以下步骤：

步骤一、沿钢板桩施工位置开挖一条沟槽，并安装用于钢板桩插桩的导架，将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，曲线管道穿过位置不施打钢板桩，形成空隙，空隙两侧的钢板桩在施打前对称设置连接件；

步骤二、选择悬吊点沿曲线管道开挖，在曲线管道下方安装底部支撑钢槽，将可调拉杆下端与底部支撑钢槽固定，架设格构柱并放置钢槽，可调拉杆上端穿过钢槽与伺服系统输出端连接；

步骤三、通过伺服系统调整可调拉杆，使底部支撑钢槽均匀支撑曲线管线；

步骤四、开挖曲线管线附近的土方，并同时将钢筋插入空隙两侧的连接件之间并用螺帽固定，在曲线管线上下方的空隙区域的钢筋上绑扎钢筋网片，再铺设竹篱笆，然后回填土方；

步骤五、在钢板桩和格构柱上埋设水准点，进行水准网布设；

步骤六、浇筑顶板，然后拆除竹篱笆、钢筋网片、钢筋和螺帽；管线保护工作完成后拆解悬吊保护结构，进行基坑回填；拔出钢板桩和连接件并回填。

作为优选，步骤五中：还通过水准仪和铟钢尺按二级水准测量曲线管道的沉降量、差异沉降和平均沉降速率，首轮观测时，取三次观测的平均数据作为测点的初始读数，当后续观测发现管线变形超过允许值时，通过伺服系统调节可调拉杆上端的高度，对曲线管道各部位的悬吊状态进行调整。

本发明的有益效果是：

1)该结构通过钢板桩对格构柱进行支撑，格构柱连接可调拉杆实现对底部支撑钢槽的悬吊，底部支撑钢槽对曲线管道进行支撑以防止曲线管道在基坑开挖过程中产生变形和损坏。

2)该钢板桩空隙处理方法通过连接件和螺栓将钢筋、钢筋网片和竹篱笆与钢板桩相连接，防止土块掉落，保证了基坑的安全。

3)曲线管道的保护结构及钢板桩空隙处理由连接件和钢筋拼装而成，各个构件连接处都分别进行固定和加强，当保护工作完成后，就能进行拆解，拆卸工作简易，可循环使用。

4)连接件与钢板桩通过锁扣连接，可以和钢板桩一起打入土中，在基坑回填后，随钢板桩一起拔出，无需其他施工工艺，施工简便，速度快。

5)通过伺服系统主动控制曲线管道的变形，当曲线管道由于自身、其他作用产生变形时，伺服系统可以施加一定的力作用到可调拉杆上，调节拉杆高度，使得曲线管道整体水平，避免产生不均匀沉降，结构的安全性高。

附图说明

图1是曲线管道的悬吊保护结构示意图；

图2是悬吊保护结构平面示意图；

图3是钢板桩空隙处理结构平面示意图；

图4是连接件及钢筋位置关系图；

图5是钢筋网片位置关系图；

图6是竹篱笆位置关系图。

附图标记说明：钢板桩1、格构柱2、底部支撑钢槽3、伺服系统4、可调拉杆5、钢槽6、螺帽7、橡胶垫8、曲线管道9、连接件10、钢筋11、螺帽12、钢筋网片13、竹篱笆14。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

作为一种实施例，如图1至图6所示，这种用于曲线管道的新型悬吊保护结构，包括：钢板桩1、格构柱2、底部支撑钢槽3、伺服系统4、可调拉杆5、连接件10；

钢板桩1设于基坑四周，曲线管道9贯穿基坑，钢板桩1在曲线管道9穿过位置设有空隙，空隙两侧的钢板桩1分别通过锁扣结构设有对称的连接件10，连接件10上设有供钢筋11穿过的孔洞，两侧的连接件10之间通过数道钢筋11连接固定；钢筋11两端分别通过螺帽12固定在连接件10上。

格构柱2设于曲线管道9上方，格构柱2两端连接钢板桩1上端；格构柱2顶部设有钢槽6，钢槽6上对称地设有伺服系统4，可调拉杆5一端与伺服系统4连接，另一端贯穿钢槽6并通过螺帽7连接底部支撑钢槽3，底部支撑钢槽3从下方承托曲线管道9；底部支撑钢槽3上表面还设有橡胶垫8，所述的橡胶垫8用于减小对曲线管道9的扰动。

空隙区域内曲线管道9上下方的钢筋11上绑扎有钢筋网片13，钢筋网片13上铺设有竹篱笆14。

实施例二

作为另一种实施例，如图实施例一种所提出的用于曲线管道的新型悬吊保护结构，其施工方法具体为：

步骤一：管线施工前做好管线调查工作，请管线产权单位到现场对管线情况进行交底，施工单位安排人员挖探坑以确定曲线管道9的具体走向、高程和埋深等。

步骤二：先进行场地平整，清除施工区域内的表层障碍物，确保机械行走及施工条件。根据提供的坐标基准点，按照待施工的钢板桩1型号和实际位置现场完成放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定线后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收。

步骤三：钢板桩1在施工时应考虑一定尺寸的外放,确保冠梁施工空间作业条件及主体结构尺寸。进场一台PC200挖机，沿钢板桩1施工位置开挖一条沟槽，沟槽宽约1m，深3m。开挖前须熟悉该位置曲线管道9布置，开挖出的土方应及时运出场外，以保证钢板桩正常施工。

步骤四：安装用于钢板桩1插桩的导架，导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成。先进行围檩桩的施工，桩间距一般为2.5～3.5m，然后施工双面导梁，导梁之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。

安装导架时应注意以下几点：采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置；导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效；导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形；导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。

步骤五：先用吊车将钢板桩1吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。在打桩过程中，为保证垂直度，用两台全站仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位移，在打桩进行方向的钢板桩1锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置，以便随时检查校正。钢板桩分几次打入，第一次由15m高打至10m，第二次打至5m，第三次打至导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1m测量一次。曲线管道9穿过位置不施打钢板桩1，形成空隙，空隙两侧的钢板桩1在施打前对称设置连接件10，连接件10随对应的钢板桩1一同施打到位。

步骤六：在进行曲线管道9附近开挖，选择合适的悬吊点，需先进行人工探挖，找出管线后将管线揭示出来，揭示出来后立刻采用标志标识。

步骤七：曲线管道9左右各1米位置，将土体开挖，在曲线管道9下方安装支撑底部支撑钢槽3，通过螺帽7将可调拉杆5下端与底部支撑钢槽3固定。钢板桩1上架设格构柱2，钢槽6横向放置在格构柱2顶部，可调拉杆5上端穿过钢槽6与伺服系统4输出端连接，配合监测系统及时处理管线的不均匀沉降。施工完成后在悬吊结构外侧安装灯带、设置警示标识；支撑上方放置警示标识牌。

步骤八：悬吊保护工作全部完成，经验收合格后方可开挖下方土方，曲线管道9附近的土方采用人工开挖。开挖时应及时将钢筋11插入连接件10的孔中，并用螺帽12固定，铺设钢筋网片13与钢筋11绑扎连接，再铺设竹篱笆14防止土块掉落，布设完成后及时回填土方确保充填密实。

步骤九：在钢板桩1及格构柱2上埋设水准点，进行水准网布设。采用精密水准仪和铟钢尺按二级水准测量管线沉降量、差异沉降、平均沉降速率，首次观测时，适当增加测回数，一般取3次的数据作为测点的初始读数。当管线变形超过允许值时，通过伺服系统4调节拉杆的高度，控制曲线管道9的变形。

步骤十：顶板浇筑后拆除竹篱笆14、钢筋网片13、钢筋11及螺帽12，以便重复使用。

步骤十一：当曲线管道9保护工作完成后，拆解悬吊保护结构。

步骤十二：基坑回填后，先用打拔桩机夹住钢板桩1头部振动1min～2min，使钢板桩1周围的土松动，产生“液化”，减少土对钢板桩1的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。连接件10随对应的钢板桩1同步拔出。拔桩后留下的空隙应及时回填土方确保充填密实。

Claims (7)

1.一种用于曲线管道的新型悬吊保护结构，其特征在于，包括：钢板桩(1)、格构柱(2)、底部支撑钢槽(3)、伺服系统(4)、可调拉杆(5)和连接件(10)；

钢板桩(1)设于基坑四周，曲线管道(9)贯穿基坑，钢板桩(1)在曲线管道(9)穿过位置设有空隙，空隙两侧的钢板桩(1)对称地设有连接件(10)，两侧的连接件(10)之间通过数道钢筋(11)连接固定；格构柱(2)设于曲线管道(9)上方，格构柱(2)两端连接钢板桩(1)上端；格构柱(2)通过伺服系统(4)和可调拉杆(5)悬吊有底部支撑钢槽(3)，底部支撑钢槽(3)从下方承托曲线管道(9)；

空隙区域内曲线管道(9)上下方的钢筋(11)上绑扎有钢筋网片(13)，钢筋网片(13)上铺设有竹篱笆(14)。

2.根据权利要求1所述的用于曲线管道的新型悬吊保护结构，其特征在于：格构柱(2)顶部设有钢槽(6)，钢槽(6)上对称地设有伺服系统(4)，可调拉杆(5)一端与伺服系统(4)连接，另一端贯穿钢槽(6)并通过螺帽(7)连接底部支撑钢槽(3)。

3.根据权利要求1所述的用于曲线管道的新型悬吊保护结构，其特征在于：钢筋(11)两端分别通过螺帽(12)固定在两侧的连接件(10)上。

4.根据权利要求1所述的用于曲线管道的新型悬吊保护结构，其特征在于：连接件(10)和钢板桩(1)通过锁扣结构连接。

5.根据权利要求2所述的用于曲线管道的新型悬吊保护结构，其特征在于：底部支撑钢槽(3)上表面还设有橡胶垫(8)。

6.如权利要求1所述的用于曲线管道的新型悬吊保护结构的钢板桩空隙处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、沿钢板桩(1)施工位置开挖一条沟槽，并安装用于钢板桩(1)插桩的导架，将钢板桩(1)吊至插桩点处进行插桩，曲线管道(9)穿过位置不施打钢板桩(1)，形成空隙，空隙两侧的钢板桩(1)在施打前对称设置连接件(10)；

步骤二、选择悬吊点沿曲线管道(9)开挖，在曲线管道(9)下方安装底部支撑钢槽(3)，将可调拉杆(5)下端与底部支撑钢槽(3)固定，架设格构柱(2)并放置钢槽(6)，可调拉杆(5)上端穿过钢槽(6)与伺服系统(4)输出端连接；

步骤三、通过伺服系统(4)调整可调拉杆(5)，使底部支撑钢槽(3)均匀支撑曲线管道(9)；

步骤四、开挖曲线管道(9)附近的土方，并同时将钢筋(11)用螺帽(12)固定于空隙两侧的连接件(10)之间，在曲线管道(9)上下方的空隙区域的钢筋(11)上绑扎钢筋网片(13)，再铺设竹篱笆(14)，然后回填土方；

步骤五、在钢板桩(1)和格构柱(2)上埋设水准点，进行水准网布设；

步骤六、浇筑顶板，然后拆除竹篱笆(14)、钢筋网片(13)、钢筋(11)和螺帽(12)；管线保护工作完成后拆解悬吊保护结构，进行基坑回填；拔出钢板桩(1)和连接件(10)并回填。

7.根据权利要求6所述的用于曲线管道的新型悬吊保护结构的钢板桩空隙处理方法，其特征在于，步骤五中：还通过水准仪和铟钢尺按二级水准测量曲线管道(9)的沉降量、差异沉降和平均沉降速率，首轮观测时，取三次观测的平均数据作为测点的初始读数，当后续观测发现管线变形超过允许值时，通过伺服系统(4)调节可调拉杆(5)上端的高度，对曲线管道(9)各部位的悬吊状态进行调整。