CN111173033A - 一种预制管廊结构及其顶管法施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制管廊结构及其顶管法施工方法，属于市政工程领域。本发明的预制管廊结构包括预制管节，预制管节两端连接着承插口，该承插口包括分别设置在预制管节长度方向两端的插口和承口；预制管节内侧的顶部和底部沿长度方向分别设置有预埋钢板，上下预埋钢板之间间隔设置有多个型钢立柱，型钢立柱的两端分别垂直连接在上下侧的预埋钢板上；预制管节的内壁以及型钢立柱上沿高度方向分别间隔设置有多个托臂。本发明克服现有技术中管廊施工对城市道路交通影响大的不足，提供的预制管节便于通过顶管法进行施工，提高工业化程度，缩短施工作业周期。

Description

一种预制管廊结构及其顶管法施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程技术领域，更具体地说，涉及一种预制管廊结构及其顶管法施工方法。

背景技术

城市综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。国内城市地下综合管廊施工大多采用明挖法施工，采用开挖方式修建城市地下综合管廊，不仅影响城市道路交通和城镇居民生活，还要面临拆迁的压力，且施工受气候影响因素大，作业工程量大、施工时间长。相比于传统开挖施工法，顶管技术是一种非开挖掘进式管道铺设施工技术，对路面破坏小、施工场地小、噪音小，也无需拆迁和管网迁改，施工受气候因素影响较小、施工周期短，在市政工程中得到广泛应用。目前管廊工程采用顶管法施工案例应用仍然较少，结构更为多样化、更便于施工应用的预制管廊结构也成为行业内不断追求的目标。

经检索，中国专利申请号：201610405504.0，发明创造名称为：高强度城市地下综合管廊，该申请案公开了一种高强度城市地下综合管廊，包括由外侧和/或内侧有凸起的波形板构成的顶板、底板和两侧板拼装形成箱型管节，该箱型管节沿轴向拼装形成综合管廊；其中，该箱型管节的棱边处设有纵梁，沿箱型管节轴向在顶板和/或底板的两端设有横梁、侧板的两端设有立柱，该横梁和立柱首尾相接形成框型骨架；其中，顶板为拱状，其起拱的纹路方向与管廊延伸方向一致。该申请案沿管廊延伸方向的相邻顶板之间并排设有横梁，除管廊两端横梁外，顶板在横梁上的水平分力左右相抵消，整体结构承载能力更强。

又如中国专利申请号：201811059835.9，发明创造名称为：一种综合管廊过街顶管的一体化预制管节及其施工方法，该申请案公开了一种综合管廊过街顶管的一体化预制管节及其施工方法，该一体化预制管节包括预制钢筋混凝土管身、吊装孔、插口钢环、接口钢环和预埋环向钢板，预制钢筋混凝土管身的外侧面上开设有对称布置的两个吊装孔，左右两端分别安装有插口钢环和接口钢环，内壁沿长度方向上均匀设置有预埋环向钢板，预埋环向钢板通过锚固钢筋与预制钢筋混凝土管身上的主筋固定连接在一起。该申请案将预埋环向钢板在预制管节浇筑前，通过锚固钢筋固定于主筋上，浇筑后与预制钢筋混凝土管身一体化成型，顶管隧道连接完成后，将管线支架与预制钢筋混凝土管身内壁上设置的预埋环向钢板焊接，便于管线支架安装的同时，保证了过街顶管内壁的完整性。

以上申请案均涉及对管廊结构的新型设计和应用，但其实践中仍有进一步优化的空间，行业内对此的不断研究深化也从未停止。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中管廊施工对城市道路交通影响大、工作量较高的不足，拟提供一种预制管廊结构及其顶管法施工方法，本发明的预制管廊结构便于通过顶管法进行施工，可以减小施工对道路交通和城镇居民生活的影响，降低房屋拆迁和管线迁改工作量，提高工业化程度，缩短施工作业周期。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种预制管廊结构，包括预制管节，预制管节两端连接着承插口，该承插口包括分别设置在预制管节长度方向两端的插口和承口；预制管节内侧的顶部和底部沿长度方向分别设置有预埋钢板，上下预埋钢板之间间隔设置有多个型钢立柱，型钢立柱的两端分别垂直连接在上下侧的预埋钢板上；预制管节的内壁以及型钢立柱上沿高度方向分别间隔设置有多个托臂。

更进一步地，预制管节内侧的顶部和底部沿长度方向分别均匀间隔设置有多个预埋钢板，上下对应的两个预埋钢板之间均连接有型钢立柱，预埋钢板表面与预制管节的内壁表面平齐。

更进一步地，型钢立柱的长宽均不大于与其端部连接的预埋钢板的长宽尺寸，且相邻型钢立柱之间的间距等于相邻预埋钢板之间的间距。

更进一步地，预制管节的内壁左右两侧中部分别设置有预埋槽，预埋槽沿内壁的高度方向延伸分布，预埋槽内连接设置有托臂。

更进一步地，预制管节设置为环形或矩形管节，预埋槽对应设置为与管节形状适应的弧形槽或矩形槽。

更进一步地，预制管节上插口所在的端部四周设置有注浆孔组件，该注浆孔组件包括沿预制管节厚度方向延伸的注浆管，注浆管的中部设置有止水钢环，注浆管延伸朝向预制管节外侧的端部设置有止回阀，注浆管朝向预制管节内侧的端部通过管堵封闭。

更进一步地，预制管节内壁下部左右两侧对称设置有接地埋件，接地埋件表面与预制管节内表面平齐。

更进一步地，预制管节内侧底部还设置有填充混凝土。

更进一步地，预制管节的外壁两侧对称设置有吊装孔，两侧的吊装孔位于预制管节的水平中心轴线上，吊装孔开口端表面与预制管节的外壁表面平齐。

本发明的一种预制管廊结构的顶管法施工方法，施工步骤为：

S1、预制管节制作：按照设计定位依次安装承插口、预埋钢板、预埋槽、接地埋件、吊装孔、注浆孔组件，然后进行预制管节混凝土浇筑、养护；

S2、预制管节安装：采用吊机将预制管节吊装至始发井，采用顶管机将预制管节依次顶进施工；

S3、注浆施工：预制管节顶进施工中通过注浆孔组件注入减阻触变泥浆，以减少顶管顶力，顶管安装就位后通过注浆孔组件对管外壁空隙进行压力注浆，并置换出减阻触变泥浆；

S4、型钢立柱安装：将型钢立柱焊接在对应的预埋钢板上；

S5、填充混凝土施工：按照设计标高进行填充混凝土施工；

S6、托臂安装：按照设计位置和标高进行托臂安装。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种预制管廊结构，预制管节内侧的顶部和底部沿长度方向分别设置有预埋钢板，上下预埋钢板之间间隔设置有多个型钢立柱，能够将管节内部区域分割为多个区间，便于根据实际使用需求调整内部托臂设计和支撑空间，便于实践应用。

(2)本发明的一种预制管廊结构，预制管节的内壁左右两侧中部分别设置有预埋槽，方便托臂精准安装。

(3)本发明的一种预制管廊结构，预制管节上插口所在的端部四周设置有注浆孔组件，管节顶进时可通过注浆管向管节外喷注减阻触变泥浆以减小顶进阻力，管节安装就位后可通过注浆管对管外空隙进行压力注浆以置换出减阻触变泥浆。

(4)本发明的一种预制管廊结构的顶管法施工方法，通过顶管法进行施工，可以减小施工对道路交通和城镇居民生活的影响，降低房屋拆迁和管线迁改工作量，提高工业化程度，缩短施工作业周期。

附图说明

图1为本发明中环形预制管廊结构的横断面结构示意图；

图2为本发明中矩形预制管廊结构的横断面结构示意图；

图3为本发明中预制管廊结构的纵断面结构示意图；

图4为本发明中承插口及注浆孔组件的放大结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、预制管节；101、预埋钢板；102、型钢立柱；103、托臂；104、预埋槽；105、吊装孔；106、接地埋件；107、填充混凝土；

110、承插口；111、插口；112、承口；120、注浆孔组件；121、注浆管；122、止水钢环；123、止回阀；124、管堵。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示为本实施例的一种预制管廊结构，包括预制管节100，预制管节100两端连接着承插口110，具体地，该承插口110包括分别设置在预制管节100长度方向两端的插口111和承口112，插口111和承口112宜采用钢套环，且承口112内径略大于插口111外径，便于实现不同预制管节100之间的连接安装。本实施例中预制管节100为预制钢筋混凝土管节；承插口110钢套环背面焊接有锚固钢筋与预制管节100连接。

本实施例中预制管节100内侧的顶部和底部沿长度方向分别设置有预埋钢板101，上下预埋钢板101之间间隔设置有多个型钢立柱102，型钢立柱102的两端分别垂直连接在上下侧的预埋钢板101上；预制管节100的内壁以及型钢立柱102上沿高度方向分别间隔设置有多个托臂103。其中预埋钢板101背面焊接有锚固钢筋与预制管节100连接，型钢立柱102宜采用H型钢或工字钢。

如图3所示，本实施例中预制管节100内侧的顶部和底部沿长度方向分别均匀间隔设置有多个预埋钢板101，上下对应的两个预埋钢板101之间均连接有型钢立柱102，且预埋钢板101朝向预制管节100内侧的表面与预制管节100的内壁表面平齐。型钢立柱102的长宽均不大于与其端部连接的预埋钢板101的长宽尺寸，且相邻型钢立柱102之间的间距等于相邻预埋钢板101之间的间距，此处间距指相邻件的中心之间间距，即型钢立柱102的两端部均连接在预埋钢板101的中部。本实施例在预制管节100内设置多组预埋钢板101和型钢立柱102，能够将管节内部区域分割为多个区间，便于根据实际使用需求调整内部托臂103设计和支撑空间。

本实施例中预制管节100的内壁左右两侧中部分别设置有预埋槽104，预埋槽104沿内壁的高度方向延伸分布，预埋槽104内连接设置有托臂103。如图1所示，本实施例中的预制管节100为环形管节，预埋槽104对应设置为与该环形相适应的弧形槽，预埋槽104朝向预制管节100内侧的表面与预制管节100的内壁表面平齐。预埋槽104背面焊接有锚杆与预制管节100连接。本实施例中在预制管节100内设置预埋槽道，便于实现托臂103的精准安装。托臂103宜采用T形，安装在预埋槽104内的托臂103，其T形端与预埋槽104朝向预制管节100内侧的表面平齐，安装在型钢立柱102上的托臂103，其T形端与型钢立柱102表面平齐，且托臂103均水平安装，宜采用T栓分别与预埋槽104和型钢立柱102连接。

本实施例中预制管节100内侧底部还设置有填充混凝土107，便于操作人员安装作业和通行。预制管节100内壁下部左右两侧对称设置有接地埋件106，接地埋件106内表面与预制管节100内表面平齐。接地埋件106背面宜焊接有锚固钢筋与预制管节100接地钢筋连接。

本实施例中预制管节100的外壁两侧对称设置有吊装孔105，两侧的吊装孔105位于预制管节100的水平中心轴线上，吊装孔105开口端表面与预制管节100的外壁表面平齐。吊装孔105宜采用无缝钢管或方管制作，一端焊接钢板封闭，一端开口用于吊装，吊装孔105设置在预制管节100水平中心轴线两侧，以便吊装时保证预埋钢板101位于正上方和正下方。

本实施例的一种预制管廊结构，便于通过顶管法施工，可以减小管廊施工对城市道路交通和城镇居民生活的影响，降低房屋拆迁和管线迁改工作量，提高工业化程度，缩短施工作业周期。

实施例2

本实施例的一种预制管廊结构，基本同实施例1，更进一步地，本实施例中预制管节100上插口111所在的端部四周设置有注浆孔组件120，如图1所示，每节预制管节100上宜设置四组注浆孔组件120。如图4所示，该注浆孔组件120包括沿预制管节100厚度方向延伸的注浆管121，注浆管121由无缝钢管制作而成，注浆管121的中部焊接设置有止水钢环122，注浆管121延伸朝向预制管节100外侧的端部设置有止回阀123，注浆管121朝向预制管节100内侧的端部通过管堵124封闭。本实施例在预制管节100接头处设置注浆孔组件120，预制管节100顶进施工时可通过注浆管121向管节外喷注减阻触变泥浆以减小顶进阻力，管节安装就位后可通过注浆管121对管外孔隙进行压力注浆以置换出减阻触变泥浆。

本实施例的预制管廊结构具体施工步骤为：

S1、预制管节100制作：按照设计定位依次安装承插口110、预埋钢板101、预埋槽104、接地埋件106、吊装孔105、注浆孔组件120，然后进行预制管节100混凝土浇筑、养护；

S2、预制管节100安装：采用吊机将预制管节100吊装至始发井，采用顶管机将预制管节100依次顶进施工；

S3、注浆施工：预制管节100顶进施工中可通过注浆孔组件120注入减阻触变泥浆，以减少顶管顶力，顶管安装就位后及时通过注浆孔组件120对管外壁空隙进行压力注浆，并置换出减阻触变泥浆；

S4、型钢立柱102安装：将型钢立柱102焊接在对应的预埋钢板101上；

S5、填充混凝土107施工：按照设计标高进行填充混凝土107施工；

S6、托臂103安装：按照设计位置和标高进行托臂103安装。

实施例3

本实施例的一种预制管廊结构，基本同实施例2，所不同的是，如图2所示，本实施例中预制管节100为矩形管节，其内部设置的预埋槽104对应为矩形槽道，沿预制管节100高度方向纵向延伸，并间隔设置多个托臂103。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种预制管廊结构，其特征在于：包括预制管节(100)，预制管节(100)两端连接着承插口(110)，该承插口(110)包括分别设置在预制管节(100)长度方向两端的插口(111)和承口(112)；预制管节(100)内侧的顶部和底部沿长度方向分别设置有预埋钢板(101)，上下预埋钢板(101)之间间隔设置有多个型钢立柱(102)，型钢立柱(102)的两端分别垂直连接在上下侧的预埋钢板(101)上；预制管节(100)的内壁以及型钢立柱(102)上沿高度方向分别间隔设置有多个托臂(103)。

2.根据权利要求1所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)内侧的顶部和底部沿长度方向分别均匀间隔设置有多个预埋钢板(101)，上下对应的两个预埋钢板(101)之间均连接有型钢立柱(102)，预埋钢板(101)表面与预制管节(100)的内壁表面平齐。

3.根据权利要求2所述的一种预制管廊结构，其特征在于：型钢立柱(102)的长宽均不大于与其端部连接的预埋钢板(101)的长宽尺寸，且相邻型钢立柱(102)之间的间距等于相邻预埋钢板(101)之间的间距。

4.根据权利要求1所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)的内壁左右两侧中部分别设置有预埋槽(104)，预埋槽(104)沿内壁的高度方向延伸分布，预埋槽(104)内连接设置有托臂(103)。

5.根据权利要求4所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)设置为环形或矩形管节，预埋槽(104)对应设置为与管节形状适应的弧形槽或矩形槽。

6.根据权利要求1所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)上插口(111)所在的端部四周设置有注浆孔组件(120)，该注浆孔组件(120)包括沿预制管节(100)厚度方向延伸的注浆管(121)，注浆管(121)的中部设置有止水钢环(122)，注浆管(121)延伸朝向预制管节(100)外侧的端部设置有止回阀(123)，注浆管(121)朝向预制管节(100)内侧的端部通过管堵(124)封闭。

7.根据权利要求1所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)内壁下部左右两侧对称设置有接地埋件(106)，接地埋件(106)表面与预制管节(100)内表面平齐。

8.根据权利要求1所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)内侧底部还设置有填充混凝土(107)。

9.根据权利要求1所述的一种预制管廊结构，其特征在于：预制管节(100)的外壁两侧对称设置有吊装孔(105)，两侧的吊装孔(105)位于预制管节(100)的水平中心轴线上，吊装孔(105)开口端表面与预制管节(100)的外壁表面平齐。

10.一种预制管廊结构的顶管法施工方法，其特征在于：施工步骤为：

S1、预制管节(100)制作：按照设计定位依次安装承插口(110)、预埋钢板(101)、预埋槽(104)、接地埋件(106)、吊装孔(105)、注浆孔组件(120)，然后进行预制管节(100)混凝土浇筑、养护；

S2、预制管节(100)安装：采用吊机将预制管节(100)吊装至始发井，采用顶管机将预制管节(100)依次顶进施工；

S3、注浆施工：预制管节(100)顶进施工中通过注浆孔组件(120)注入减阻触变泥浆，以减少顶管顶力，顶管安装就位后通过注浆孔组件(120)对管外壁空隙进行压力注浆，并置换出减阻触变泥浆；

S4、型钢立柱(102)安装：将型钢立柱(102)焊接在对应的预埋钢板(101)上；

S5、填充混凝土(107)施工：按照设计标高进行填充混凝土(107)施工；

S6、托臂(103)安装：按照设计位置和标高进行托臂(103)安装。

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