一种咬合式管幕结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种咬合式管幕结构及其施工方法，属于隧道工程领域，该咬合式管幕结构包括沿隧道轮廓环向间隔设置的顶管群和设置在两相邻顶管群之间的导向管，顶管群包括数个依次排列设置的顶管单元，其顶管单元包括间隔设置的第一单元和第二单元，其两单元可通过破除圆管两侧壁面和/或预制弧形钢板来得到，且在两顶管单元连接处设置支撑结构，增强管幕结构的整体强度，并通过在钢管结构中设置锚固件，使得钢管与混凝土形成钢

【技术实现步骤摘要】
一种咬合式管幕结构及其施工方法


[0001]本专利技术属于隧道工程领域，具体涉及一种咬合式管幕结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化的不断推进，大跨浅埋隧道日益增多，其中下穿铁路、道路、地铁车站等建构筑物的案例越来越多，对隧道施工沉降要求越来越高，针对这类复杂条件隧道的管幕结构法也日益进入工程实践。
[0003]管幕结构法隧道由于其在沿隧道轮廓先施工、并连接成环的钢管内部浇筑钢筋混凝土结构，在隧道开挖之前完成隧道支护结构的施工，并在支护结构的保护下开挖隧道范围内土体，因此可较好的解决大跨、暗挖、小施工沉降等隧道建设难题，但在实际施工中存在工作空间狭小、切割和焊接工作量大、施工环境恶劣、安全性差等问题。
[0004]因此，目前需要一种新式的管幕结构设计，其受力合理，施工简便，可以广泛应用于隧道领域。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本专利技术提供了一种咬合式管幕结构及其施工方法，其中通过将顶管群和导向管拼接组成管幕结构，且顶管群中的各顶管单元以及导向管之间相互连通，用以浇筑混凝土，钢管结构与内部混凝土组成钢
‑
混结构，形成隧道支护体系。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种咬合式管幕结构，其包括沿隧道环向间隔设置的顶管群和设置在两相邻顶管群之间的导向管，其特征在于，
[0007]所述导向管分别与相邻的两所述顶管群对应连接，所述顶管群包括多个依次并排设置的顶管单元；
[0008]所述顶管单元包括沿隧道径向间隔设置的第一单元和第二单元，且通过相邻的两单元对应连接，实现两相邻所述顶管单元的连接；
[0009]第一单元与第二单元之间设置有支撑结构，且支撑结构的两端分别与两第一单元的连接处和两第二单元的连接处连接，所述支撑结构沿纵向间隔布置，形成所述顶管群；
[0010]所述顶管群和所述导向管内部填充有混凝土。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述顶管单元中的所述第一单元和所述第二单元可通过在圆管两侧开设贯穿所述圆管两端的通槽来获得，
[0012]和/或
[0013]两单元可为预制成形的弧形板结构。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述顶管群一侧的所述顶管单元上设置有结合部，所述结合部为凸出结构；
[0015]所述导向管对应所述结合部开设有连接开口，所述连接开口贯穿所述导向管两端面，所述结合部伸入到连接开口中，所述导向管连接开口的两侧边通过两连接件分别与所
述结合部连接。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述连接件包括板件和接头，所述板件为设置在所述导向管连接开口侧边上的至少一个，且
[0017]所述板件沿纵向延伸和/或沿纵向间隔布置，所述板件与所述结合部之间留有缝隙，使得所述结合部可在所述连接开口内沿纵向运动；
[0018]所述板件对应设置有所述接头，所述接头一端与所述板件连接，另一端与所述结合部连接，用以将所述导向管与所述顶管群连接起来。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述导向管的侧壁面上开设有贯穿所述导向管两端面的通槽，并与所述顶管群远离所述结合部一侧的所述顶管单元上依通槽槽口对应连接，且
[0020]所述导向管与所述顶管单元的连接处对应设置有所述支撑结构。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述顶管单元和所述导向管的内周壁面上焊接有锚固件，用以增强钢管结构与混凝土之间的粘结性能。
[0022]本专利技术还公开了一种咬合式管幕施工方法，包括如下步骤：
[0023]S1、根据隧道以及工程需求，确定导向管和顶管群的性能要求及其布置形式；
[0024]S2、预制导向管、顶管群以及将两者组合形成钢管组合结构，其中包括如下步骤：
[0025]S21、确定所述顶管群中顶管单元的数目以及各项性能参数，各所述顶管单元依次排列设置并固定连接起来，并在所述顶管群一侧的所述顶管单元上设置有沿纵向延伸的结合部；
[0026]S22、确定所述导向管的各项性能参数，选取对应钢管结构作为所述导向管，将所述导向管的侧壁面沿纵向破除，形成贯穿所述导向管两端的连接开口，并将板件焊接在连接开口的侧边上，完成所述导向管的预制工作；
[0027]S23、确定所述导向管与所述顶管群的相对位置关系，将所述导向管与所述顶管群中远离结合部一侧的所述顶管单元连接起来，使得所述导向管和所述顶管群组合形成一体式的钢管组合结构；
[0028]S3、将所述钢管组合结构顶进预设区域，其中包括如下具体步骤：
[0029]S31、沿隧道轮廓环向间隔顶入先导管，确定导向管的设置位置；
[0030]S32～S33、在进行一次顶入施工时，将所述钢管组合结构与限位管组成一次钢管组，所述导向管和所述限位管分别将两相邻的所述先导管顶出；
[0031]S34～S35、在进行二次顶入施工时，二次钢管组中的导向管将一次施工中的限位管顶出，而二次钢管组中的限位管则将先导管顶出；
[0032]S36、依次类推，完成钢管组合结构的顶入施工；
[0033]S4、进行管体内部的构件施工；
[0034]S5、浇筑混凝土，形成钢
‑
混组合管幕结构。
[0035]作为本专利技术的进一步改进，在步骤S2中，在所述导向管以及各所述顶管单元的连接处焊接设置支撑结构，且
[0036]在所述导向管以及各所述顶管单元的内周壁面上焊接锚固件。
[0037]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3包括具体如下步骤：
[0038]S31、沿隧道轮廓环向间隔设置先导管，将所述先导管顶进指定设计位置；
[0039]S32、将两相邻所述先导管分别与一次钢管组中的所述导向管和所述限位管进行
端部固定连接，
[0040]其中，所述限位管的一侧开设有用来容置所述结合部的连接开口，所述顶管群的所述结合部也对应设置在所述限位管的连接开口内；
[0041]S33、咬合顶管机将包括所述限位管、所述导向管以及所述顶管群的一次钢管组沿所述先导管的路径推进，并随着钢管组的推进，所述先导管被逐节推出；
[0042]S34、完成一次钢管组的施工后，将所述限位管的端部与二次钢管组中的所述导向管的端部对应连接，与限位管相邻的所述先导管的端部则与二次钢管组中的限位管的端部对应连接；
[0043]S35、将二次钢管组沿先前施工的所述限位管和所述先导管的轨迹推进，所述限位管与所述先导管被逐节推出。
[0044]S36、重复上述操作，以形成环向上连续的咬合式管幕结构或者是所需的连续管幕结构。
[0045]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中管道内部的管体施工包括如下步骤：
[0046]S41、将所述顶管群4的所述结合部与所述导向管的侧边焊接起来，并进行防水密封处理；
[0047]S42、对管道内部进行检查、补焊操作，并对没有设置锚固件的管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种咬合式管幕结构，包括沿隧道环向间隔设置的顶管群和设置在两相邻顶管群之间的导向管，其特征在于，所述导向管分别与相邻的两所述顶管群对应连接，所述顶管群包括多个依次并排设置的顶管单元；所述顶管单元包括沿隧道径向间隔设置的第一单元和第二单元，且通过相邻的两单元对应连接，实现两相邻所述顶管单元的连接；第一单元与第二单元之间设置有支撑结构，且支撑结构的两端分别与两第一单元的连接处和两第二单元的连接处连接，所述支撑结构沿纵向间隔布置，形成所述顶管群；所述顶管群和所述导向管内部填充有混凝土。2.根据权利要求1所述的咬合式管幕结构，其中，所述顶管单元中的所述第一单元和所述第二单元可通过在圆管两侧开设贯穿所述圆管两端的通槽来获得，和/或两单元可为预制成形的弧形板结构。3.根据权利要求2所述的咬合式管幕结构，其中，所述顶管群一侧的所述顶管单元上设置有结合部，所述结合部为凸出结构；所述导向管对应所述结合部开设有连接开口，所述连接开口贯穿所述导向管两端面，所述结合部伸入到连接开口中，所述导向管连接开口的两侧边通过两连接件分别与所述结合部连接。4.根据权利要求3所述的咬合式管幕结构，其中，所述连接件包括板件和接头，所述板件为设置在所述导向管连接开口侧边上的至少一个，且所述板件沿纵向延伸和/或沿纵向间隔布置，所述板件与所述结合部之间留有缝隙，使得所述结合部可在所述连接开口内沿纵向运动；所述板件对应设置有所述接头，所述接头一端与所述板件连接，另一端与所述结合部连接，用以将所述导向管与所述顶管群连接起来。5.根据权利要求3所述的咬合式管幕结构，其中，所述导向管的侧壁面上开设有贯穿所述导向管两端面的通槽，并与所述顶管群远离所述结合部一侧的所述顶管单元上依通槽槽口对应连接，且所述导向管与所述顶管单元的连接处对应设置有所述支撑结构。6.根据权利要求1～5中任一项所述的咬合式管幕结构，其中，所述顶管单元和所述导向管的内周壁面上焊接有锚固件，用以增强钢管结构与混凝土之间的粘结性能。7.一种咬合式管幕施工方法，用于如权利要求1～6中任一项所述的咬合式管幕结构的施工，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据隧道以及工程需求，确定导向管和顶管群的性能要求及其布置形式；S2、预制导向管、顶管群以及将两者组合形成钢管组合结构，其中包括如下步骤：S21、确定所述顶管群中顶管单元的数目以及各项性能参数，各所述顶管单元依次排列设置并固定连接起来，并在所述顶管群一侧的所述顶管单元上设置有沿纵向延伸的结合部；S22、确定所述导向管的各项性能参数，选取对...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂建国，肖明清，邓朝辉，卢雨田，薛光桥，白如雪，王琛，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：