一种地下综合管廊施工设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种地下综合管廊施工设备及施工方法。所述施工设备包括基坑围护结构、轨道连接器、行走钢轨和门式起重装置；所述基坑围护结构包括多根由U型钢板桩和H型钢支柱组合的复合桩并排咬合而成，所述轨道连接器包括底座和对称安装在底座上的两组轨道定位调节构件，轨道连接器底部与组合桩的H型钢支柱腹板连接，并在轨道连接器上安装钢轨；门式起重装置包括固定支腿、跨径调节支腿、连接两支腿的桥架和行走机构，门式起重装置通过行走机构与行走钢轨滑动连接。本发明专利技术将基坑支护与吊运设备结合到一体，相互之间充分利用，既增强了支护系统整体性，又减少了钢轨布设的占地面积，降低了环境污染，且工程施工完成后所有的设备可回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种地下综合管廊施工设备及方法
本专利技术涉及地下综合管廊施工领域，具体是一种地下综合管廊施工设备及方法，该设备主要用于管廊基坑的施工、预制管廊的吊装，能够达到地下综合管廊绿色施工的目的。
技术介绍
城市综合管廊是一种具有现代化、科学化、集约化等特征的的城市基础设(谭忠盛，陈雪莹，王秀英，等.城市地下综合管廊建设管理模式及关键技术[J].隧道建设，2016，36(10)：1177.)。是指在城市地下建设集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，有利于解决地下直埋管线所带来的反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题。城市综合管廊作为市政基础设施，常常在城区修建，而城区对生态环保、城市交通、景观效果要求较高，这使得综合管廊建设难度增加，因此“绿色建造”概念应当贯穿整个管廊建设(吴朴，孙挺翼，刘丰军.浅谈城市综合管廊的“绿色建造”理念[J].公路交通科技(应用技术版)，2017(5)：201.)。由于地下综合管廊、管道一般埋深较浅，而矩形断面有更高的空间利用率，因此一般采用矩形断面，其施工常采用明挖的方法，基坑开挖后需要施工基坑围护桩，然后采用现场现浇和工厂预制两种施工方法进行管廊的施工。由于现浇施工需要较大的施工空间，而且土方开挖量也较大，混凝土达到设计强度方可拆除，施工周期长、成本高、施工程序繁杂，现场养护条件差导致工程质量无法保证，而且在施工过程中需要大量的混凝土，环保性较差，预制管廊施工更加环保，但是由于预制管廊吨位巨大，吊装运输设备要求较高，现有的管廊施工设备无法满足预制管廊施工条件，导致预制管廊施工存在很大困难。目前管廊基坑围护桩主要包括SMW工法桩、U型钢板桩等，其中SMW工法桩通过搅拌后的水泥土起止水作用，但是其施工过程需要消耗大量水泥，而且水泥在运输和搅拌过程中会产生大量粉尘、废弃泥浆和置换土，形成环境污染，并不符合现在城市综合管廊基础设施工的生态环保要求。U型钢板桩虽然具有良好的止水作用，但是其抗弯能力弱，无法可靠的支撑基坑的侧向土压力，而且现有的U型钢板桩都是正反交错拼接，其占地面积较大，这样便会导致钢板桩的两侧不在同一平面，其内表面和外表面均为凹凸状，对于后期需要连接工字钢或其它部件时，不时很方便，而且如果上面架设重型设备，其承重力也比较差。对于管廊基坑的施工过程中，在基坑的土体运输、预制管廊的吊运安装、管线的吊运安装都是需要使用重型设备进行吊运，而一般管廊基坑外侧地面场地都比较狭窄，常规的汽车吊或履带吊都需要站立在基坑外侧地面上来进行吊运，对于狭窄的基坑这些普通的吊运设备都是无法正常使用，所以一般会采用在基坑围护结构上方架设门式吊运设备，而现有的U型钢板桩承重能力并不能达到要求。除此之外，由于管廊基坑一般延伸比较长，所以普通固定式的龙门吊并不适合，现有行走式龙门吊有轨道式和普通行走式，其普通行走式的龙门架对于底面不太平整的建筑工地并不适合，轨道式的龙门架，需要先铺设轨道，再架设龙门架；现有基坑围护结构在轨道铺设时，特别是钢板桩在进行轨道铺设时，并不是很方便，再加上轨道的轨距是固定的，不同轨道的拆装更换也很麻烦。而且，现有的龙门吊的宽度都是固定的，而管廊基坑由于地形或者周边建筑物的影响，其基坑的宽度会出现变化，不同宽度基坑需要架设不同宽度龙门吊，铺设不同宽度的轨道，龙门吊的架设工程以及轨道的拆装都比较复杂，从而导致施工成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术针对现有管廊施工存在的缺点，结合地下综合管廊工程施工特点，充分考虑支护结构稳定性，结合“绿色建造”理念提出了一种地下综合管廊施工设备及方法，该施工设备将基坑支护与管廊的吊运结合到一起，既可以增强支护系统整体性，同时又可以减少钢轨布设的占地面积，具有可回收、施工迅速、支护效果好、起重设备适应性强的特点。为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种地下综合管廊施工设备，其特征在于：所述施工设备包括基坑围护结构、轨道连接器、行走钢轨和门式起重装置；所述基坑围护结构是由多根组合桩并排连接而成，每个组合桩包括U型钢板桩和H型钢支柱，所述U型钢板桩的开口两端设有形状互补、开口相反且可相互插接的第一锁口、第二锁口，所述H型钢支柱焊接在U型钢板桩封口面，其上端高出U型钢板桩的上端面，并在H型钢支柱高出U型钢板桩部位的腹板上设有多个螺栓连接孔，H型钢支柱的下端面与U型钢板桩的下端面平齐；多根组合桩的开口朝向同一侧，每个组合桩端口的第一锁口与相邻组合桩另一端口的第二锁口相互咬合；所述轨道连接器包括底座和对称安装在底座上的两组轨道定位调节构件，所述底座的底部设有带螺孔的连接座，在底座上部设有滑槽，并在底座上设有多个定位调节孔；每组轨道定位调节构件包括通过微调螺栓连接的轨道定位滑块和活动轨道卡扣，两组轨道定位调节构件的轨道定位滑块和活动轨道卡扣均嵌设在滑槽内，且两组轨道定位调节构件的活动轨道卡扣卡接面相对设置，并在两活动轨道卡扣之间形成轨道安装空间；在轨道定位滑块嵌入滑槽的部分设有定位螺孔，并通过定位调节螺栓穿过定位调节孔和定位螺孔将轨道定位滑块与连接底座定位连接；所述轨道连接器通过底部的连接座与组合桩的H型钢支柱腹板上部的螺栓连接孔连接，所述行走钢轨安装在两活动轨道卡扣之间形成轨道安装空间内，并通过两活动轨道卡扣卡紧；所述门式起重装置包括固定支腿、跨径调节支腿、连接两支腿的桥架和对称设置在固定支腿与跨径调节支腿的底部的行走机构，所述行走机构与对应的支腿之间通过活动连接轴连接；门式起重装置通过行走机构与行走钢轨滑动连接，并可沿着行走钢轨移动；所述桥架包括安装在固定支腿顶端的固定段、安装在跨径调节支腿顶端的调节段和置于固定段、调节段之间的一个或两个或两个以上的拼接段，所述固定段、拼接段和调节段之间通过铆接或螺栓连接形成桥架整体；所述调节段与跨径调节支腿通过调节机构连接，跨径调节支腿在调节机构的作用沿着调节段水平移动。本专利技术进一步的技术方案：在在桥架上安装有起重小车，所述起重小车安装在桥架中部，并在桥架的边缘设有围护拦；在固定支腿上安装攀爬架和控制部驾驶舱，所述行走机构为采用电力驱动的行走小车；在控制部驾驶舱内设有控制箱、控制面板和操作台，通过控制部驾驶舱控制起重小车和行走机构。本专利技术较优的技术方案：所述U型钢板桩开口的其中一端向外水平弯折后向上垂直弯折再向内水平弯折形成外开口的U型第一锁口，另一端向外水平弯折后向下垂直弯折后再向内水平弯折形成内开口的U型第二锁口；且两个U型钢板桩插接后，其敞口端面与封闭面均在同一平面上；所述型钢支柱焊接在U型钢板桩封口面的竖向中分线上。本专利技术较优的技术方案：所述轨道连接器底座上的滑槽截面成凸型，所述活动轨道卡扣为7字型卡扣，所述活动轨道卡扣和轨道定位滑块平行轨道方向的宽度均与滑槽上部凸出部分的凹槽宽度相匹配；在轨道定位滑块底部设有与滑槽下部凹槽相匹配定位翼板，所述定位螺孔开设在定位翼板上，在活动轨道卡扣底部设有与滑槽下部凹槽相匹配相匹配的滑动翼板，所述定位调节孔对称等距分散在滑槽的槽口，并与定位螺孔垂直方向相对应。本专利技术较优的技术方案：所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下综合管廊施工设备，其特征在于：所述施工设备包括基坑围护结构、轨道连接器(2)、行走钢轨(12)和门式起重装置；/n所述基坑围护结构是由多根组合桩(1)并排连接而成，每个组合桩(1)包括U型钢板桩(100)和H型钢支柱(101)，所述U型钢板桩(100)的开口两端设有形状互补、开口相反且可相互插接的第一锁口(102)、第二锁口(103)，所述H型钢支柱(101)焊接在U型钢板桩(100)封口面，其上端高出U型钢板桩(100)的上端面，并在H型钢支柱(101)高出U型钢板桩(100)部位的腹板上设有多个螺栓连接孔(104)，H型钢支柱(101)的下端面与U型钢板桩(100)的下端面平齐；多根组合桩(1)的开口朝向同一侧，每个组合桩(1)端口的第一锁口(102)与相邻组合桩另一端口的第二锁口(102)相互咬合；/n所述轨道连接器(2)包括底座(200)和对称安装在底座(200)上的两组轨道定位调节构件，所述底座(200)的底部设有带螺孔的连接座(203)，在底座(200)上部设有滑槽(204)，并在底座(200)上设有多个定位调节孔(205)；每组轨道定位调节构件包括通过微调螺栓连接的轨道定位滑块(201)和活动轨道卡扣(202)，两组轨道定位调节构件的轨道定位滑块(201)和活动轨道卡扣(202)均嵌设在滑槽(204)内，且两组轨道定位调节构件的活动轨道卡扣(202)卡接面相对设置，并在两活动轨道卡扣(202)之间形成轨道安装空间(206)；在轨道定位滑块(201)嵌入滑槽(204)的部分设有定位螺孔(2010)，并通过定位调节螺栓(207)穿过定位调节孔(205)和定位螺孔(2010)将轨道定位滑块(201)与连接底座(200)定位连接；所述轨道连接器(2)通过底部的连接座(203)与组合桩的H型钢支柱(101)腹板上部的螺栓连接孔(104)连接，所述行走钢轨(12)安装在两活动轨道卡扣(202)之间形成轨道安装空间(206)内，并通过两活动轨道卡扣(202)卡紧；/n所述门式起重装置包括固定支腿(3)、跨径调节支腿(4)、连接两支腿的桥架(5)和对称设置在固定支腿(3)与跨径调节支腿(4)的底部的行走机构(8)，所述行走机构(8)与对应的支腿之间通过活动连接轴(9)连接；门式起重装置通过行走机构(8)与行走钢轨(12)滑动连接，并可沿着行走钢轨(12)移动；所述桥架(5)包括安装在固定支腿(3)顶端的固定段(500)、安装在跨径调节支腿(4)顶端的调节段(501)和置于固定段(500)、调节段(501)之间的一个或两个或两个以上的拼接段(502)，所述固定段(500)、拼接段(502)和调节段(501)之间通过铆接或螺栓连接形成桥架整体；所述调节段(501)与跨径调节支腿(4)通过调节机构(6)连接，跨径调节支腿(4)在调节机构(6)的作用沿着调节段(501)水平移动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种地下综合管廊施工设备，其特征在于：所述施工设备包括基坑围护结构、轨道连接器(2)、行走钢轨(12)和门式起重装置；
所述基坑围护结构是由多根组合桩(1)并排连接而成，每个组合桩(1)包括U型钢板桩(100)和H型钢支柱(101)，所述U型钢板桩(100)的开口两端设有形状互补、开口相反且可相互插接的第一锁口(102)、第二锁口(103)，所述H型钢支柱(101)焊接在U型钢板桩(100)封口面，其上端高出U型钢板桩(100)的上端面，并在H型钢支柱(101)高出U型钢板桩(100)部位的腹板上设有多个螺栓连接孔(104)，H型钢支柱(101)的下端面与U型钢板桩(100)的下端面平齐；多根组合桩(1)的开口朝向同一侧，每个组合桩(1)端口的第一锁口(102)与相邻组合桩另一端口的第二锁口(102)相互咬合；
所述轨道连接器(2)包括底座(200)和对称安装在底座(200)上的两组轨道定位调节构件，所述底座(200)的底部设有带螺孔的连接座(203)，在底座(200)上部设有滑槽(204)，并在底座(200)上设有多个定位调节孔(205)；每组轨道定位调节构件包括通过微调螺栓连接的轨道定位滑块(201)和活动轨道卡扣(202)，两组轨道定位调节构件的轨道定位滑块(201)和活动轨道卡扣(202)均嵌设在滑槽(204)内，且两组轨道定位调节构件的活动轨道卡扣(202)卡接面相对设置，并在两活动轨道卡扣(202)之间形成轨道安装空间(206)；在轨道定位滑块(201)嵌入滑槽(204)的部分设有定位螺孔(2010)，并通过定位调节螺栓(207)穿过定位调节孔(205)和定位螺孔(2010)将轨道定位滑块(201)与连接底座(200)定位连接；所述轨道连接器(2)通过底部的连接座(203)与组合桩的H型钢支柱(101)腹板上部的螺栓连接孔(104)连接，所述行走钢轨(12)安装在两活动轨道卡扣(202)之间形成轨道安装空间(206)内，并通过两活动轨道卡扣(202)卡紧；
所述门式起重装置包括固定支腿(3)、跨径调节支腿(4)、连接两支腿的桥架(5)和对称设置在固定支腿(3)与跨径调节支腿(4)的底部的行走机构(8)，所述行走机构(8)与对应的支腿之间通过活动连接轴(9)连接；门式起重装置通过行走机构(8)与行走钢轨(12)滑动连接，并可沿着行走钢轨(12)移动；所述桥架(5)包括安装在固定支腿(3)顶端的固定段(500)、安装在跨径调节支腿(4)顶端的调节段(501)和置于固定段(500)、调节段(501)之间的一个或两个或两个以上的拼接段(502)，所述固定段(500)、拼接段(502)和调节段(501)之间通过铆接或螺栓连接形成桥架整体；所述调节段(501)与跨径调节支腿(4)通过调节机构(6)连接，跨径调节支腿(4)在调节机构(6)的作用沿着调节段(501)水平移动。


2.根据权利要求1所述的一种地下综合管廊施工设备，其特征在于：在在桥架(5)上安装有起重小车(10)，所述起重小车(10)安装在桥架(5)中部，并在桥架(5)的边缘设有围护拦(13)；在固定支腿(3)上安装攀爬架(7)和控制部驾驶舱(11)，所述行走机构(8)为采用电力驱动的行走小车；在控制部驾驶舱(11)内设有控制箱、控制面板和操作台，通过控制部驾驶舱(11)控制起重小车(10)和行走机构(8)。


3.根据权利要求1或2所述的一种地下综合管廊施工设备，其特征在于：所述U型钢板桩(100)开口的其中一端向外水平弯折后向上垂直弯折再向内水平弯折形成外开口的U型第一锁口(102)，另一端向外水平弯折后向下垂直弯折后再向内水平弯折形成内开口的U型第二锁口(103)；且两个U型钢板桩(100)插接后，其敞口端面与封闭面均在同一平面上；所述型钢支柱(101)焊接在U型钢板桩(100)封口面的竖向中分线上。


4.根据权利要求1或2所述的一种地下综合管廊施工设备，其特征在于：所述轨道连接器底座(200)上的滑槽(204)截面成凸型，所述活动轨道卡扣(202)为7字型卡扣，所述活动轨道卡扣(202)和轨道定位滑块(201)平行轨道方向的宽度均与滑槽(204)上部凸出部分的凹槽宽度相匹配；在轨道定位滑块(201)底部设有与滑槽(204)下部凹槽相匹配定位翼板(2011)，所述定位螺孔(2010)开设在定位翼板(2011)上，在活动轨道卡扣(202)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，肖玉成，李春磊，谢亮，丁洪元，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42