淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及管線鋪設(shè)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形 的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專(zhuān)利CN103938703A公開(kāi)了一種頂管施工方法，包括以下步驟:步 驟一、根據(jù)設(shè)計(jì)管道中心線，在選定的施工位置放出開(kāi)挖線位置，依據(jù)開(kāi)挖線位置向下挖掘 工作井和接收井;其中，所述工作井采用方形沉井結(jié)構(gòu)，方形沉井結(jié)構(gòu)凈空尺寸為長(zhǎng)LX寬 B，凈深度為3m~9m，且所述工作井四周側(cè)墻澆注鋼筋混凝土，工作井井底鋪設(shè)混凝土封底 并澆注鋼筋混凝土底板；步驟二、工作井上設(shè)活動(dòng)式工作平臺(tái)，活動(dòng)式工作平臺(tái)上設(shè)起重 架，起重架裝電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，所述活動(dòng)式工作平臺(tái)和起重架上架設(shè)工作棚;步驟三、在工作井 底部鋪設(shè)碎石，碎石內(nèi)埋設(shè)枋木，枋木上水平安裝頂管導(dǎo)軌，并沿頂管導(dǎo)軌方向安裝頂管頂 進(jìn)設(shè)備，頂管頂進(jìn)設(shè)備設(shè)置有千斤頂，所述工作井側(cè)墻上設(shè)置用于支撐千斤頂?shù)暮蟊硥?步 驟四、將首節(jié)混凝土管道放置在頂管導(dǎo)軌上，并通過(guò)頂管頂進(jìn)設(shè)備頂進(jìn)，在位于首節(jié)混凝土 管道前端的工作井側(cè)墻上挖掘一個(gè)深30~50厘米、斷面形狀與首節(jié)混凝土管道相同的坑 道，通過(guò)頂管頂進(jìn)設(shè)備將首節(jié)混凝土管道頂進(jìn)坑道，如此重復(fù)挖掘和頂進(jìn)，將首節(jié)混凝土管 道完全頂進(jìn)坑道;步驟五、首節(jié)混凝土管道頂進(jìn)后再在頂管導(dǎo)軌上放置下一節(jié)混凝土管道， 并重復(fù)邊挖掘坑道邊頂進(jìn)管道，將所有混凝土管道頂進(jìn);步驟六、將所有混凝土管道通過(guò)混 凝土承插管結(jié)構(gòu)連接并頂緊，混凝土承插管結(jié)構(gòu)的插口和承口之間設(shè)置0型橡膠圈，頂緊后 任意相鄰兩個(gè)混凝土管道的管口內(nèi)側(cè)留10~20mm的空隙且兩管間的孔隙為10~15mm;步驟 七、混凝土管道頂緊后通過(guò)混凝土管道預(yù)留的壓漿孔進(jìn)行管道注漿。該專(zhuān)利不能解決在施 工時(shí)地面結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行控制，導(dǎo)致地面結(jié)構(gòu)變形量大的問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè) 備，在淺埋深頂管施工基本沒(méi)有縱向土體變形及深層土體水平位移的計(jì)算公式，在頂管工 程現(xiàn)場(chǎng)主要集中在對(duì)地面變形的監(jiān)測(cè)，對(duì)于在頂管施工過(guò)程中深層土體移動(dòng)、土壓力、孔隙 水壓力、地下水位變化的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)以及判斷擾動(dòng)區(qū)土體性質(zhì)變化的標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)和靜力 觸探。
[0004] 本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備， 包括設(shè)置在沉井背景墻前側(cè)的枕木，所述枕木上設(shè)有與若干組頂鎬一端連接的枕鐵，所述 頂鎬的另一端固接有頂鐵，所述頂鐵頂置在混凝土管的側(cè)壁上，所述混凝土管上設(shè)有注漿 孔。
[0005] 進(jìn)一步地，所述背景墻的厚度為50cm，外徑尺寸為5m，高度為3.5m。
[0006] 進(jìn)一步地，所述頂鎬為3套，規(guī)格為200T。
[0007] 進(jìn)一步地，所述混凝土管設(shè)置的位置為距地面1.5~3m。
[0008] 進(jìn)一步地，所述混凝土管直徑為1.4~3.6m。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)越效果在于:本實(shí)用新型能淺埋深頂管施工中減少開(kāi)挖量和 回填量，獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益，在不影響交通的情況下，完成施工任務(wù)，同時(shí)獲得社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本實(shí)用新型所述淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備剖視圖；
[0011] 圖2為圖1的平面結(jié)構(gòu)圖；
[0012] 圖3為本實(shí)用新型根據(jù)附表1在地面高程結(jié)構(gòu)變形效果對(duì)比示意圖。
[0013] 附圖標(biāo)記如下：
[0014]I-背景墻，2_枕木，3_枕鐵，4_頂搞，5_頂鐵，6_混凝土管，7_注衆(zhòng)孔，8_路面，9_接 受坑，10-工作管，11-原始地貌。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016] 實(shí)施例1
[0017]如圖1-2所示，具體說(shuō)明本實(shí)用新型提供的淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備， 包括設(shè)置在沉井內(nèi)的背景墻1前側(cè)的枕木2,所述枕木2上設(shè)有與若干組頂鎬4 一端連接的枕 鐵3,所述頂鎬4的另一端固接有頂鐵5,所述頂鐵5頂置在混凝土管6的側(cè)壁上，所述混凝土 管6上設(shè)有注漿孔7,所述混凝土管6設(shè)置的位置為距地面1.5~3m。所述背景墻1的厚度為 50cm，外徑尺寸為5m，高度為3.5m。本實(shí)施例中，所述頂鎬4優(yōu)選為3套，規(guī)格為200T。其中的 所述混凝土管6直徑為1.4~3.6m范圍，優(yōu)選3.5m。在混凝土管6就位后，施工人員對(duì)混凝土 管6中心及前端和后端的管底高程進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)合格后方可頂進(jìn);頂進(jìn)過(guò)程中必須勤頂、 勤挖及時(shí)注漿，禁止欠挖、超挖和不及時(shí)注漿等現(xiàn)象出現(xiàn);頂進(jìn)開(kāi)始時(shí)，要緩慢進(jìn)行，等到各 接觸部件連接密合后，再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn);施工過(guò)程中要經(jīng)常測(cè)量與校正，發(fā)現(xiàn)偏差后 及時(shí)進(jìn)行糾偏，且要逐步和分步驟進(jìn)行糾偏。如圖1所示，混凝土的沉井背景墻1與枕木2、枕 鐵3主要提供支持力，頂鎬4提供頂力，頂鐵5增加混凝土管6的受力面積，通過(guò)注漿孔7及時(shí) 進(jìn)行注漿，以免土體變形，導(dǎo)致路面8沉降由于機(jī)械掘進(jìn)震動(dòng)過(guò)大，可能造成路面以下結(jié)構(gòu) 變形，所以?xún)?yōu)選采用人工進(jìn)行挖掘。
[0018] 實(shí)施例2
[0019]本實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供的一種使用淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備施 工方法，包括以下步驟：
[0020] 步驟1，按照設(shè)計(jì)在原始地貌11布設(shè)開(kāi)挖線，按照所述開(kāi)挖線設(shè)定位置和設(shè)定深度 向下挖掘沉井和接收坑9;
[0021] 步驟2,利用總頂力計(jì)算公式(1)進(jìn)行設(shè)備選擇，
[0022] P = nXGXL……(1)；
[0023]式中P-總頂力（KN)，G-單位長(zhǎng)度管體自重(KN/m)，L-頂進(jìn)總長(zhǎng)度(m)，n-土質(zhì)系 數(shù)，本實(shí)施例中n選取2,選取范圍：1.5~2,進(jìn)過(guò)計(jì)算總頂力P= 25KN/mX55mX2 = 2750KN。 [0024]根據(jù)頂力計(jì)算公式，頂進(jìn)設(shè)備為3套200T頂鎬，其中一套備用，當(dāng)頂進(jìn)到后期，頂力 達(dá)到2000KN以上時(shí)，采用三套頂鎬同時(shí)頂進(jìn)。
[0025] 步驟3，對(duì)背景墻1的截面積公式(2)計(jì)算，
[0026] F>P/[0]……（2)，式中P-計(jì)算總頂力(KN); [0]_ 土的允許承載力(KN/m2);因頂 [0027]管區(qū)域地下水位高，粘土長(zhǎng)時(shí)間浸泡，土質(zhì)松散，估選亞粘土[ 0 ] = 120KN/m2;
[0028] F>P/[0] = 2750KN/120KN/m2 = 34.lm2,
[0029] 根據(jù)截面積公式(2)確定和選取鋼筋混凝土沉井背墻尺寸，符合施工要求；
[0030] 步驟4,使用枕木2上設(shè)有的頂鎬4將工作管10頂進(jìn)坑道，將所述工作管10完全頂進(jìn) 坑道后，將第一節(jié)混凝土管6與工作管10連接，通過(guò)頂鎬4將所述第一節(jié)混凝土管6完全頂進(jìn) 坑道，再將第二節(jié)混凝土管6和第一節(jié)混凝土管6連接，頂進(jìn)坑道，重復(fù)上述工序若干次，將 所有混凝土管6頂進(jìn)坑道，直到到達(dá)接收坑9位置；
[0031]步驟5,將所有混凝土管6通過(guò)混凝土承插管結(jié)構(gòu)連接頂緊，對(duì)注漿孔7進(jìn)行對(duì)注 漿。在所述根據(jù)頂力的作用點(diǎn)與沉井背景墻1被動(dòng)土壓力的合力作用點(diǎn)的相對(duì)位置重合時(shí)， 沉井背景墻的允許抗力按照公式(3)計(jì)算：
[0032]Ep=B/K(0.5yH2Kp+yHhKp+2CHKp)……（3)，
[0033]式中Ep-后背墻的允許抗力(KN)，y_后背土的重力密度(KN/m3)，取y= 27;H_后背 墻的高度(m)，h-后背墻頂端至地面高度(m)，B-后背墻寬度(m)，C-后背土的粘聚力(Kpa)， K-安全系數(shù)，取K= 1.5;Kp-被動(dòng)土壓力系數(shù)，本實(shí)施例中，根據(jù)濕陷性土質(zhì)選取Kp= 4.5，帶 入公式（3)中，Ep= 4/1.5(0.5X27X3.5X3.5X4.5+15X3.5X0.5X4.5+2X3.5X18X 4.5) = 3811KN2 2750KN，根據(jù)以上列計(jì)算背墻符合本次施工要求。其中，所述頂管過(guò)程中進(jìn) 行勤頂、勤挖且及時(shí)灌漿、控制頂管高程里程軸線并及時(shí)糾偏，所述在頂進(jìn)施工期間，進(jìn)行 連續(xù)勻速頂進(jìn)且不中斷，頂進(jìn)過(guò)程中頂進(jìn)速度與出土速度保持平衡。
[0034]本實(shí)用新型在進(jìn)行施工后，進(jìn)行施工前后公路高程進(jìn)行檢測(cè)，具體數(shù)值參見(jiàn)表1， [0035] 施工前后公路高程對(duì)照表1
1〇〇37]~如此圖3所示，本實(shí)用新型能淺埋深頂管施工中減少開(kāi)挖量和回填量，獲得很大的 經(jīng)濟(jì)效益，在不影響交通的情況下，完成施工任務(wù)，同時(shí)獲得社會(huì)效益。
[0038]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備，包括設(shè)置在沉井背景墻（1)前側(cè)的枕木(2)， 所述枕木(2)上設(shè)有與若干組頂鎬(4) 一端連接的枕鐵(3)，其特征在于，所述頂鎬(4)的另 一端固接有頂鐵(5)，所述頂鐵(5)頂置在混凝土管(6)的側(cè)壁上，所述混凝土管（6)上設(shè)有 注漿孔(7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備，其特征在于，所述背景墻 (1)的厚度為50cm，外徑尺寸為5m，高度為3.5m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備，其特征在于，所述頂鎬 (4)為3套，規(guī)格為200T。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備，其特征在于，所述混凝土 管(6)設(shè)置的位置為距地面1.5~3m。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備，其特征在于，所述混凝土 管(6)直徑為1.4~3.6m。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及管線鋪設(shè)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備。本實(shí)用新型提供的淺埋深頂管控制地面結(jié)構(gòu)變形的設(shè)備，包括設(shè)置在沉井背景墻前側(cè)的枕木，所述枕木上設(shè)有與若干組頂鎬一端連接的枕鐵，所述頂鎬的另一端固接有頂鐵，所述頂鐵頂置在混凝土管的側(cè)壁上，所述混凝土管上設(shè)有注漿孔。本實(shí)用新型能在淺埋深頂管施工中減少開(kāi)挖量和回填量，獲得一定程度的經(jīng)濟(jì)效益，在不影響正常交通的情況下，完成施工任務(wù)，還能獲得一定的社會(huì)效益。
【IPC分類(lèi)】F16L1/06, F16L1/036
【公開(kāi)號(hào)】CN205371804
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620133605
【發(fā)明人】齊敬雅, 朱家峰, 孫東陽(yáng), 陳磊, 崔仕曉
【申請(qǐng)人】中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日