【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高压过水矩形顶管管节复合连接结构及其施工方法；属于矩形顶管工程。
技术介绍
1、随着城市规模的扩张以及城市人口的大规模发展，在城市市政工程中，由于城市交通、环保以及临时用地空间等问题，大断面矩形顶管施工作为一种非开挖管道施工技术，近年来发展迅速，已广泛用于电力管线、地下交通、过水管道等方面。顶管施工是通过借助主顶油缸和管道中继间的推力，将掘进机从工作井穿过土层一直推到接受井内吊起，与此同时，将预制好的钢筋混凝土工作管节紧随掘进机之后进行逐节埋设，管节与管节之间采用接头进行处理。
2、目前的矩形顶管接头通常采用传统的f型承插式的接头形式。这种f型接头仅在管节接缝处采用1～2道橡胶质防水措施，因此当顶管处地层出现不均匀沉降导致管节间张开过大时，极容易产生渗漏水现象，并造成许多次生病害。专利cn113202991a采用了两个刚套环和两条环形凹槽来加强顶管接头防渗漏的问题；专利cn207880195u采用一道环形连接螺栓接头对接头刚度进行加强，以加强管节接头刚度不足的问题。
3、然而这些技术手段均为加强顶管外部的防水，顶管内部仅有一道密封胶条，且顶管接头刚度普遍不足，在长期运营下，由于地层的不均匀沉降，其防水效果会逐渐下降，因此这些顶管接头型式仅适用于管线、交通等顶管设施。当顶管的设计用途为过水时，由于顶管内水压较高，于是对顶管由内至外的防渗漏水能力、抗变形能力要求极高，即使在长时间的运营后，顶管接头的变形也要极小，顶管不能发生由内到外的渗漏水情况。因此，如何解决严格抵抗顶管接头变形问题，做到高
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种高压过水矩形顶管管节复合连接结构及其施工办法，该结构采用传统f型承插口与后浇钢筋混凝土组成管节复合连接结构，该方法原理简单，操作简便，可以有效提高矩形顶管管节接头的纵向刚度，提高顶管变形抵抗能力，严格防止由内向外的渗漏水。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种高压过水矩形顶管管节复合连接结构，包括通过f型承插口连接的两个管节，在所述两个管节内壁各设有一环形凸台，所述环形凸台处于相应管节轴向的中心位置，横截面与相应管节的横截面相似，环形凸台两端面预留有后浇接头；在相邻两管节相对的两环形凸台之间后浇钢筋混凝土，构成管节复合连接结构，后浇钢筋混凝土中的钢筋与后浇接头连接；f型承插口是柔性连接，后浇钢筋混凝土是刚性连接，二者结合组成管节复合连接结构，既能保证矩形顶管施工及运维期间的管外防水，又能保证管节运维期间管内高压过水而不发生渗漏。
4、作为本专利技术的优选方案，所述环形凸台的厚度为管节总壁厚的0.3-0.5倍，所述环形凸台的长度为管节轴向长度的0.7-0.8倍。
5、作为本专利技术的优选方案，所述预留后浇接头为多根预留钢筋接头，所述预留钢筋接头的一端内置于环形凸台内、另一端外露；所述预留钢筋接头采用与管节主筋相同的钢筋，外露长度大于等于20d，d为主筋直径。
6、作为本专利技术的优选方案，所述后浇钢筋混凝土中的混凝土采用补偿收缩混凝土，强度与管节混凝土的强度相同；所述后浇钢筋混凝土中的钢筋采用与管节主筋相同的钢筋，与预留钢筋接头的搭接长度大于等于20d，d为主筋直径。
7、作为本专利技术的优选方案，在所述后浇钢筋混凝土与管节内壁的施工缝位置涂刷防水材料，所述防水材料优选高分子聚合物水泥防水浆料，所述高分子聚合物水泥防水浆料优选水泥基渗透结晶型防水涂料。
8、第二方面，本专利技术提供一种高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，包括如下步骤：
9、s1、按设计要求在工厂预制管节，在管节内壁中心位置设置两端面预留有后浇接头的环形凸台，在管节两端设置f型承插口，按施工要求在施工现场顶进管节就位；
10、s2、采用钢筋与相邻两管节环形凸台上对应的后浇接头连接，并在管节环向搭设钢筋网；
11、s3、在管节内部浇筑所述后浇钢筋混凝土的底板；
12、s4、在管节内部对应所述后浇钢筋混凝土的侧板及顶板的位置搭设模板，现场浇筑所述后浇钢筋混凝土的侧板及顶板，形成完整的后浇钢筋混凝土；
13、s5、待所述后浇钢筋混凝土到达设计强度后，拆除模板，对管节内周做防水处理。
14、作为本专利技术的优选方案，s1中，预制管节时，所述管节顶板与两个侧板的环形凸台上靠近环形凸台两端面的位置设有若干个预埋螺栓，预埋螺栓与环形凸台两端面的距离为10-30cm，优选20cm；预埋螺栓的直径为2cm-5cm，优选4cm；所述预埋螺栓一端外露于管节内周，外露长度为2-10cm，优选5cm。
15、作为本专利技术的优选方案，s1中，预制管节时，在管节顶板的底部采用卡扣悬吊安装通气管，所述通气管的进气口位于相邻两管节环形凸台之间的环形空腔内，通气管的出气口外露于管节内周；优选的，通气管的卡扣段采用硬质pvc管，通气管的下垂段采用与硬质pvc管相同管径的软质橡胶管与硬质pvc管连接；进一步优选，通气管的悬吊高度优选为后浇钢筋混凝土高度的一半，悬吊位置为后浇钢筋混凝土顶板的中部；通气管的外露长度为10-30cm，优选为20cm，通气管直径优选为2cm。
16、作为本专利技术的优选方案，s4中，采用门字型移动模板台车在管节内部为后浇钢筋混凝土侧板与顶板的浇筑搭设模板；
17、所述门字型移动模板台车包括若干车轮、两个侧模底座、两个侧模、顶模、两个活动角模、纵向稳定桁架、横向稳定桁架；所述若干车轮分别安装在两个侧模底座的底部，所述两个侧模的下端分别安装在两个侧模底座上，两个侧模的上端通过两个活动角模分别与顶模的左端、右端可活动式固定连接，两个侧模的内侧各设有一组横向稳定桁架，两组横向稳定桁架之间采用若干第一伸缩杆连接；侧模底座上还设有纵向稳定桁架对侧模进行固定；所述活动角模外壁设有与管节顶板内壁倒角相匹配的倒角；所述车轮采用能沿任意方向移动的万向车轮；所述第一伸缩杆优选液压伸缩杆；通过纵向稳定桁架和横向稳定桁架保证门字型移动模板台车的结构稳定性，通过活动角模和液压伸缩杆实现侧模的横向移动和顶模的竖向移动。
18、作为本专利技术的优选方案，所述门字型移动模板台车中，活动角模和顶模的可活动式固定连接按下述方式实现：
19、活动角模在横向设有一个滑板，滑板上表面与顶模下表面滑动接触，滑板上设有若干临时紧固螺栓，顶模上设有若干与临时紧固螺栓匹配的紧固螺孔，活动角模和顶模之间还设有第二伸缩杆，第二伸缩杆伸缩时滑板与顶模的最小接触长度为滑板与顶模的最大接触长度的0.3-0.5倍，通过调节临时紧固螺栓的紧固位置和第二伸缩杆的长度，改变活动角模和顶模的相对位置，实现活动角模和顶模的可活动式固定连接；进一步优选，所述滑板上表面设有润滑材料或者滑板式支座，所述滑板式支座优选四氟滑板式支座，所述润滑材料优选黄油、凡士林；所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高压过水矩形顶管管节复合连接结构，包括通过F型承插口连接的两个管节，其特征在于：在所述两个管节内壁各设有一环形凸台，所述环形凸台处于相应管节轴向的中心位置，横截面与相应管节的横截面相似，环形凸台两端面预留有后浇接头；在相邻两管节相对的两环形凸台之间后浇钢筋混凝土，构成管节复合连接结构，后浇钢筋混凝土中的钢筋与后浇接头连接。
2.如权利要求1所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构，其特征在于：所述环形凸台的厚度为管节总壁厚的0.3-0.5倍，所述环形凸台的长度为管节轴向长度的0.7-0.8倍。
3.如权利要求1所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构，其特征在于：所述后浇接头为多根预留钢筋接头，所述预留钢筋接头采用与管节主筋相同的钢筋，外露长度大于等于20d，d为主筋直径；所述后浇钢筋混凝土中的混凝土采用补偿收缩混凝土，强度与管节混凝土的强度相同；所述后浇钢筋混凝土中的钢筋采用与管节主筋相同的钢筋，与预留钢筋接头的搭接长度大于等于20d。
4.如权利要求1-3任一项所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：S4中，采用门字型形移动模板台车搭设模板；
6.如权利要求5所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：所述门字型移动模板台车中，活动角模和顶模的可活动式固定连接按下述方式实现：
7.如权利要求5所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：S1中，预制管节时，所述管节顶板与两个侧板的环形凸台上靠近环形凸台两端面的位置设有若干个预埋螺栓，预埋螺栓与环形凸台两端面的距离为10-30cm，预埋螺栓一端外露于管节内周，外露长度为2-10cm；所述门字型移动模板台车中，两个侧模和顶模上各设有若干与管节预埋螺栓相匹配的螺母。
8.如权利要求5所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：所述门字型移动模板台车中，两个侧模和顶模的周边粘贴有至少一道止水橡胶条，将后浇钢筋混凝土侧板及顶板的范围覆盖。
9.如权利要求5所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：
10.如权利要求5所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：在所述门字型移动模板台车移动前方设有牵引装置与门字型移动模板台车连接。
...【技术特征摘要】
1.一种高压过水矩形顶管管节复合连接结构，包括通过f型承插口连接的两个管节，其特征在于：在所述两个管节内壁各设有一环形凸台，所述环形凸台处于相应管节轴向的中心位置，横截面与相应管节的横截面相似，环形凸台两端面预留有后浇接头；在相邻两管节相对的两环形凸台之间后浇钢筋混凝土，构成管节复合连接结构，后浇钢筋混凝土中的钢筋与后浇接头连接。
2.如权利要求1所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构，其特征在于：所述环形凸台的厚度为管节总壁厚的0.3-0.5倍，所述环形凸台的长度为管节轴向长度的0.7-0.8倍。
3.如权利要求1所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构，其特征在于：所述后浇接头为多根预留钢筋接头，所述预留钢筋接头采用与管节主筋相同的钢筋，外露长度大于等于20d，d为主筋直径；所述后浇钢筋混凝土中的混凝土采用补偿收缩混凝土，强度与管节混凝土的强度相同；所述后浇钢筋混凝土中的钢筋采用与管节主筋相同的钢筋，与预留钢筋接头的搭接长度大于等于20d。
4.如权利要求1-3任一项所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的高压过水矩形顶管管节复合连接结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：成丕富，罗晓光，刘建威，姚瑶，邓力，
申请(专利权)人：长沙市规划设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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