一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，该支护装置用于顶管工作井基坑开挖过程中进行基坑防护，所述支护装置包括沿着基坑深度方向由上至下依次设置的钢板桩结构和钢筋混凝土围护墙，所述钢板桩结构包括沿着基坑四周设置的钢板桩本体和钢围檩，所述钢围檩沿着钢板桩本体内表面由上至下依次设置有三道，每道钢板桩本体的四角均设置有角撑，所述钢筋混凝土围护墙上沿着顶管管道行进方向上开设有圆形洞口，所述圆形洞口的直径大于顶管外径。本发明专利技术还公开了一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置的施工方法，实现了施工便捷、重复使用、节约环保的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置及施工方法
本专利技术属于市政管道基坑围护领域，具体涉及一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置及施工方法。
技术介绍
非开挖施工技术在地下管道工程建设中以施工对环境影响小、施工速度快等优势已逐渐得到认可和普及。顶管施工是现代城市地下管道工程非开挖施工的主要一种施工方法，在工作井围护结构内通过人工顶管或机械顶管方式敷设地下管道。顶管工作井作为顶管施工作业临时围护结构，须达到安全、稳定、可靠效果，以保证顶管施工作业及周边环境安全。市政管道顶管工作井尺寸宽度一般在5.0m~8.0m之间，长度一般在6.0m~9.0m之间，施工规模比建筑或地铁工程基坑支护要小一些，但施工工艺相对比较复杂。按照工程建设“安全适用、技术经济合理”的设计及施工原则，目前市政地下管道埋深在10.0m以内的顶管施工工作井围护结构常采用钢筋混凝土倒挂壁逆作基坑支护型式，在安全性方面得到有效的验证。采用钢筋混凝土倒挂壁逆作护壁基坑支护型式，存在以下弊端：1、钢筋混凝土倒挂壁逆作基坑支护施工由上向下逐层进行土方开挖、钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑、拆模养护等工序施工。在正常土体环境下每层施工不大于2.0m，按照上述工序，每一层施工时间在5天左右，一座10.0m深的顶管工作井施工完成至少需25天左右，如遇砂层地质，每层施工深度不大于1.0m，施工周期更长，安全风险更大。2、顶管工作井钢筋混凝土围护结构作为临时性支护，在顶管施工结束后须对路面以下至少3.0m~4.0m范围内的钢筋混凝土破除，否则会影响城市地下其它管线的敷设。破除该部分钢筋混凝土费工费时，对周边环境影响较大，且产生一定的建筑垃圾。
技术实现思路
本专利技术针对上述存在的技术问题，根据市政管道顶管工作井钢筋混凝土支护结构受力特点：上半部分主要承受基坑周边侧土压力，下半部分（管顶2.0m以下）主要承受侧土压力和顶管顶力，提供了一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置及施工方法，以达到保证安全、施工便捷、重复使用、节约环保的效果。本专利技术采用的技术方案是：一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，该支护装置用于顶管工作井基坑开挖过程中进行基坑防护，所述支护装置包括沿着基坑深度方向由上至下依次设置的钢板桩结构和钢筋混凝土围护墙，所述钢板桩结构包括沿着基坑四周设置的钢板桩本体和钢围檩，所述钢围檩沿着钢板桩本体内表面由上至下依次设置有三道，分别为第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体的四角均设置有角撑，所述钢筋混凝土围护墙上沿着顶管管道行进方向上开设有圆形洞口，所述圆形洞口的直径大于顶管外径。优选的，所述第一道钢围檩本体距离地面1.2m，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体之间间距为3m。优选的，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体均为由两根第一直角梁和两根第二直角梁形成的方框结构，所述第一直角梁的端部设置有第一固定槽，所述第一直角梁的端部还设置有第一缺口，所述第二直角梁端部的上表面和下表面均设置有第二缺口，所述第二缺口处设置有第二固定槽，所述第一固定槽和第二固定槽内设置有连接件，所述第一直角梁和第二直角梁通过连接件固定连接。优选的，所述连接件包括腹板和上翼板、下翼板、U型卡合块和U型固定杆，所述上翼板包括沿着腹板上端部向相反方向延伸的第一翼板单元和第二翼板单元，所述下翼板包括沿着腹板下端部向相反方向延伸的第三翼板单元和第四翼板单元，所述第三翼板单元和第四翼板单元上均设置有两个第一安装孔，所述第一直角梁和第二直角梁上均设置有与第一安装孔相配合的第二安装孔，所述U型卡合块设置于第一安装孔和第二安装孔内，所述U型卡合块的两个垂直部上分别设置有相对称的两个固定孔，所述U型固定杆设置于两个固定孔内。优选的，所述固定孔为六边形孔，所述U型固定杆的上下水平部为六边形杆。优选的，所述第一直角梁和第二直角梁的内侧壁上均设置有两组对称的钢角靴，所述钢角靴与第一直角梁和第二直角梁的内侧壁之间的夹角均为45º，所述钢角靴上设置有第一螺栓孔，所述角撑的端部设置有安装钢角靴的安装槽，所述角撑的端部还设置有与第一螺栓孔相配合的第二螺栓孔，所述第一螺栓孔和第二螺栓孔内设置有六角螺栓。优选的，所述钢板桩本体与钢筋混凝土围护墙之间的衔接段设置有0.8-1.2m的搭接部，所述搭接部采用防水卷材沿钢板桩本体四周铺设将钢筋混凝土和钢板桩本体进行隔离。优选的，所述钢板桩本体顶部距离地面为30cm。一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置的施工方法，该施工方法包括以下步骤：步骤S1：根据施工图纸设计进行顶管工作井定位及基坑支护边线放样，对施工范围影响范围内的地下管网、地上杆线进行调查并采取迁改保护措施；步骤S2：按施工要求选钢板桩插打设备、钢板桩及钢围檩材料，并对进场设备、材料进行检验，对特种作业人员进行核查；步骤S3：上述设备及材料准备就位后，按照基坑支护边线采用静压法依次插打钢板桩，并随时检查钢板桩的锁扣连接情况，钢板桩插打至桩顶距离地面30cm时停止插打；步骤S4：采用挖掘机进行基坑内土方开挖至距离地面以下1.2m位置后，按照基坑内钢板桩围护结构尺寸，设置第一道置钢围檩并及时支设角撑，钢围檩和角撑必须和钢板桩进行可靠连接，防止掉落；步骤S5：通过地面挖掘机取土、小型电动挖掘机基坑内取土、人工配合方式进行基坑土方开挖，在挖至第一道钢围檩以下3.0m、6.0m时分别设置第二道钢围檩和第三道钢围檩，并支设角撑；步骤S6：在基坑挖至设计顶管标高以上2.0m位置后，开始按照钢筋混凝土逆作法顺序进行土方开挖、钢筋绑扎、模板支架搭设、混凝土浇筑施工工序，形成封闭的钢筋混凝土围护墙，在钢筋混凝土围护墙上开设有圆形洞口，所述圆形洞口内径比顶管管道外径大至少4cm，洞口处采用与混凝土结构连接的钢筋网片进行临时防堵，形成一个安全、稳定、封闭的框架支护工作；步骤S7：在钢板桩与钢筋混凝土围护墙衔接段设置有0.8-1.2m的搭接部，确保钢板桩下部与钢筋混凝土围护墙上部受力转换均匀分散，在下部钢筋混凝土围护墙施工时，须将两者搭接部位之间采用挡板或预留土层进行隔离；步骤S8：到达设计标高后及时施做顶管工作井井底混凝土，并按要求设置顶管轨道、后背墙、坑内集水井、上下工作井地道工作；步骤S9：工作井顶管施工完成后，及时砌筑检查井，在闭水试验完成后，及时进行按回填土质量要求分层回填夯实，在回填钢围檩、角撑位置后由下至上依次对其进行拆除，运送至基坑底面集中堆放、清理；步骤S10：待基坑回填至原状地面后，采用静压打桩设备依次拔出钢板桩，之后及时对钢板桩拔除后所遗留的孔洞采用压浆设备，按1:1水泥砂浆进行压浆填充密实。优选的，在上述步骤S6中，根据地质地层土质情况，控制基坑土体每板开挖深度不大于2.0m，松散、含水量较大土层每板土体不大于1.0米。与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，该支护装置用于顶管工作井基坑开挖过程中进行基坑防护，其特征在于，所述支护装置包括沿着基坑深度方向由上至下依次设置的钢板桩结构和钢筋混凝土围护墙，所述钢板桩结构包括沿着基坑四周设置的钢板桩本体和钢围檩，所述钢围檩沿着钢板桩本体内表面由上至下依次设置有三道，分别为第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体的四角均设置有角撑，所述钢筋混凝土围护墙上沿着顶管管道行进方向上开设有圆形洞口，所述圆形洞口的直径大于顶管外径。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，该支护装置用于顶管工作井基坑开挖过程中进行基坑防护，其特征在于，所述支护装置包括沿着基坑深度方向由上至下依次设置的钢板桩结构和钢筋混凝土围护墙，所述钢板桩结构包括沿着基坑四周设置的钢板桩本体和钢围檩，所述钢围檩沿着钢板桩本体内表面由上至下依次设置有三道，分别为第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体的四角均设置有角撑，所述钢筋混凝土围护墙上沿着顶管管道行进方向上开设有圆形洞口，所述圆形洞口的直径大于顶管外径。


2.根据权利要求1所述的一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，其特征在于，所述第一道钢围檩本体距离地面1.2m，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体之间间距为3m。


3.根据权利要求1所述的一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，其特征在于，所述第一道钢围檩本体、第二道钢围檩本体和第三道钢围檩本体均为由两根第一直角梁和两根第二直角梁形成的方框结构，所述第一直角梁的端部设置有第一固定槽，所述第一直角梁的端部还设置有第一缺口，所述第二直角梁端部的上表面和下表面均设置有第二缺口，所述第二缺口处设置有第二固定槽，所述第一固定槽和第二固定槽内设置有连接件，所述第一直角梁和第二直角梁通过连接件固定连接。


4.根据权利要求3所述的一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，其特征在于，所述连接件包括腹板和上翼板、下翼板、U型卡合块和U型固定杆，所述上翼板包括沿着腹板上端部向相反方向延伸的第一翼板单元和第二翼板单元，所述下翼板包括沿着腹板下端部向相反方向延伸的第三翼板单元和第四翼板单元，所述第三翼板单元和第四翼板单元上均设置有两个第一安装孔，所述第一直角梁和第二直角梁上均设置有与第一安装孔相配合的第二安装孔，所述U型卡合块设置于第一安装孔和第二安装孔内，所述U型卡合块的两个垂直部上分别设置有相对称的两个固定孔，所述U型固定杆设置于两个固定孔内。


5.根据权利要求4所述的一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，其特征在于，所述固定孔为六边形孔，所述U型固定杆的上下水平部为六边形杆。


6.根据权利要求3所述的一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，其特征在于，所述第一直角梁和第二直角梁的内侧壁上均设置有两组对称的钢角靴，所述钢角靴与第一直角梁和第二直角梁的内侧壁之间的夹角均为45°，所述钢角靴上设置有第一螺栓孔，所述角撑的端部设置有安装钢角靴的安装槽，所述角撑的端部还设置有与第一螺栓孔相配合的第二螺栓孔，所述第一螺栓孔和第二螺栓孔内设置有六角螺栓。


7.根据权利要求1所述的一种用于市政管道工程顶管工作井支护装置，其特征在于，所述钢板桩本体与钢筋混凝土围护墙之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保元，马松涛，张巍，
申请(专利权)人：西安市市政建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61