一种箱涵顶进装置及箱涵顶进方法 |
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| 申请号 | CN201610211923.0 | 申请日 | 2016-04-06 | 公开(公告)号 | CN105803957A | 公开(公告)日 | 2016-07-27 |
| 申请人 | 中铁大桥局集团第四工程有限公司; | 发明人 | 李勇; 张树国; 刘防震; 武必秀; 张前明; 穆小龙; 房昆; 宁斌; 苏世超; 刁寒涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了一种箱涵顶进装置，包括箱涵、三层 钢 格栅、喷射砼、四排管幕以及工字钢，四排管幕呈空心立方体排列，位于上方的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，位于左侧的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，位于右侧的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，其中一层钢格栅与空心立方体内部上方的一排管幕连接，另外两层钢格栅分别与空心立方体内部的两个侧面的两排管幕连接，每层钢格栅中均填充喷射砼，箱涵插入所述空心立方体中。本发明还提出一种箱涵顶进的方法。本发明的箱涵顶进装置不仅能解决施工中出现的困难，创造更高的效益。本发明的箱涵顶进方法可有效控制路基沉降，适用于坚硬地质条件下的箱涵顶进。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种箱涵顶进装置，其特征在于：包括箱涵、钢格栅、喷射砼、四排管幕以及工字钢，四排管幕呈空心立方体排列，位于上方的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，位于左侧的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，位于右侧的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，其中一层钢格栅与空心立方体内部上方的一排管幕连接，另外两层钢格栅分别与空心立方体内部的两个侧面的两排管幕连接，每层钢格栅中均填充喷射砼，箱涵插入所述空心立方体中。 |
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| 说明书全文 | 一种箱涵顶进装置及箱涵顶进方法技术领域[0001] 本发明涉及一种箱涵顶进装置。 背景技术[0002] 目前公知的箱涵顶进施工技术为吃土顶进，本施工方法需先在顶进的场地内设置工作坑，在坑底做滑板，在滑板上预制钢筋混凝土箱涵，箱涵前端做成突出的刃角，再在离箱涵不远处修筑后背，然后在后背和箱涵底板之间安设千斤顶，同时对需要穿过的公路进行加固，最后千斤顶借助后背的反力将箱涵顶入路基。顶进时箱涵前端刃角不断挖土，随挖随顶，直至箱涵全部顶入路基为止。 [0003] 随着城市交通的快速发展，大断面浅埋式下立交通道己日益增多，对于穿越繁忙的城市道路，由于地面交通和建筑环境的限制，常常不能采用传统的明挖法施工技术，而采用对地面和周围环境干扰较小的暗挖法施工，主要技术有浅埋暗挖法、盾构法、顶管法、管幕-箱涵法(即吃土顶进法)等。 [0004] 吃土顶进技术仅适用于软土基础，但对于强风化变质砂岩等地质条件特殊的岩土，按照吃土顶进技术会存在以下几点问题:1、在顶推力达到设计顶推力时刃角仍未插入路基，继续加大顶力后，箱涵节间、纠偏齿板边缘等出现不同程度的崩裂2、整个箱涵发生扭转抬头现象。3、在开挖的过程中，管幕和箱涵之间的土体不同程度的往下掉落从而增大路基沉降量，地面沉降不均，影响高速行车。 发明内容[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：一种箱涵顶进装置，包括箱涵、钢格栅、喷射砼、四排管幕以及工字钢，四排管幕呈空心立方体排列，位于上方的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，位于左侧的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，位于右侧的一排管幕的相邻两条管幕之间通过工字钢连接，其中一层钢格栅与空心立方体内部上方的一排管幕连接，另外两层钢格栅分别与空心立方体内部的两个侧面的两排管幕连接，每层钢格栅中均填充喷射砼，箱涵插入所述空心立方体中。 [0007] 进一步，所述箱涵的顶面与喷射砼面之间设有缓冲层，所述缓冲层中插接若干砼钢管。 [0008] 进一步，若干砼钢管两两平行排列。 [0009] 进一步，管幕之间通过工字钢连接。 [0010] 进一步，所述箱涵包括箱涵本体和刃角，所述箱涵本体和所述刃角一体成型设置。 [0011] 一种箱涵顶进方法，包括以下步骤： [0012] 步骤一，将管幕围成的立方体内部分为上部分和下部分； [0013] 步骤二，先开挖上部分，架立工字钢，将上方、左侧以及右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上方管幕、左侧管幕以及右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0014] 步骤三，开挖下部分，架立工字钢，将左侧与右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴左侧管幕以及右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0015] 步骤四，将砼钢管放置于喷射砼面与箱涵顶面之间的缓冲层内，顶进箱涵。 [0016] 进一步，箱涵顶进方法中步骤二填充完喷射砼之后架设至少一根钢支撑，步骤三填充完喷射砼之后架设至少一根钢支撑，在填充喷射砼的钢格栅表面均匀喷洒一层石蜡，步骤四为将砼钢管放置于喷射砼面与箱涵顶面之间的缓冲层内，拆除钢支撑，顶进箱涵。 [0017] 优选的，箱涵顶进方法，包括以下步骤： [0018] 步骤一，将上部分均分为两部分，将下部分均分为两部分，分别为左上部分、右上部分、左下部分、右下部分； [0019] 步骤二，先开挖左上部分，架立工字钢，将上方和左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上方管幕和左侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0020] 步骤三，开挖右上部分架立工字钢，将上方和右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上层管幕和右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0021] 步骤四，开挖左下部分，架立工字钢，将左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，紧贴左侧管幕内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0022] 步骤五，开挖右下部分，架立工字钢，将右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，抵靠右侧管幕架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0023] 步骤六，将砼钢管放置于喷射砼面与箱涵顶面之间的缓冲层内，拆除钢支撑，顶进箱涵。 [0024] 优选的，箱涵顶进方法，包括以下步骤： [0025] 步骤一，将上部分均分为两部分，将下部分均分为两部分，分别为左上部分、右上部分、左下部分、右下部分； [0026] 步骤二，开挖右上部分，架立工字钢，将上方和右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上层管幕和右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑；； [0027] 步骤三，开挖左上部分，架立工字钢，将上方和左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上方管幕和左侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0028] 步骤四，开挖左下部分，架立工字钢，将左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，紧贴左侧管幕内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0029] 步骤五，开挖右下部分，架立工字钢，将右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，抵靠右侧管幕架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0030] 步骤六，将砼钢管放置于喷射砼面与箱涵顶面之间的缓冲层内，拆除钢支撑，顶进箱涵。 [0031] 优选的，重复步骤一至步骤六。 [0032] 本发明的有益效果为：本发明的箱涵顶进装置刃角容易插入路基，箱涵开挖容易，箱涵不易变形，预留缓冲层，箱涵不会发生抬头想象，结构牢固，本发明的箱涵顶进装置不仅能解决施工中出现的困难，还能有效缩短施工工期，创造更高的效益。本发明的箱涵顶进方法可有效控制路基沉降，适用于坚硬地质条件下的箱涵顶进。其施工原理是在箱体顶进位置的外周先用顶管法设置钢管，形成封闭的钢管幕，再在这个钢管幕的围护下顶进箱体的施工技术。该工艺在始发井与接收井之间，利用小型顶管机顶进钢管到土体中，各单管间依靠锁口在钢管侧面相接形成管排，并在锁口空隙注入止水剂以达到止水要求，形成超前支护，然后再采用顶进箱体工艺进行地下构筑物施工的一种新型暗挖法施工术。本箱涵顶进装置能适用于坚硬地质条件下的箱涵顶进，能减少被穿越道路的沉降及增加箱体施工时开挖面的稳定性。附图说明 [0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0034] 图1为本发明一种箱涵顶进装置一个实施例的剖面示意图； [0035] 图2为图1所示箱涵顶进装置与涵洞结合的立体结构示意图； [0036] 图3为开挖左上部分土体的箱涵顶进的结构示意图； [0037] 图4为开挖完左上部分土体后开挖右上部分土体的箱涵顶进的结构示意图； [0038] 图5为开挖左上部分以及右上部分土体后开挖左下部分土体的箱涵顶进的结构示意图； [0039] 图6为开挖左上部分、右上部分、左下部分以及右下部分土体的箱涵顶进的结构示意图； [0040] 附图中：1-箱涵；3-钢格栅；4-喷射砼；5-管幕；6-砼钢管；7-工字钢。 具体实施方式[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0042] 如图1、2所示，一种箱涵顶进装置，包括箱涵1、钢格栅3、喷射砼4、四排管幕5以及工字钢7，四排管幕5呈空心立方体排列，每排管幕5的相邻两条管幕5之间通过工字钢7连接，其中一层钢格栅3与空心立方体内部上方的一排管幕5连接，另外两层钢格栅3分别与空心立方体内部的两个侧面的两排管幕5连接，每层钢格栅3中均填充喷射砼4，箱涵1插入所述空心立方体中。 [0043] 所述箱涵1的顶面与喷射砼面之间设有缓冲层，所述缓冲层中插接若干砼钢管6。 [0044] 若干砼钢管6两两平行排列。 [0045] 管幕5之间通过工字钢7锁口连接。间距50cm一榀。 [0046] 所述箱涵1包括箱涵本体和刃角，所述箱涵本体和所述刃角一体成型设置。 [0047] 如图3-6所示，一种箱涵顶进方法，包括以下步骤： [0048] 步骤一，将管幕围成的立方体内部分为上部分和下部分； [0049] 步骤二，先开挖上部分，架立工字钢，将上方、左侧以及右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上方管幕、左侧管幕以及右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0050] 步骤三，开挖下部分，架立工字钢，将左侧与右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴左侧管幕以及右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0051] 步骤四，将砼钢管放置于喷射砼面与箱涵顶面之间的缓冲层内，顶进箱涵。 [0052] 进一步，箱涵顶进方法中步骤二填充完喷射砼之后架设至少一根钢支撑，步骤三填充完喷射砼之后架设至少一根钢支撑，在填充喷射砼的钢格栅表面均匀喷洒一层石蜡，步骤四为将砼钢管放置于喷射砼面与箱涵顶面之间的缓冲层内，拆除钢支撑，顶进箱涵。 [0053] 本实施例中箱涵顶进方法，包括以下步骤： [0054] 步骤一，将上部分均分为两部分，将下部分均分为两部分，分别为左上部分、右上部分、左下部分、右下部分； [0055] 步骤二，如图3所示，先开挖左上部分，架立工字钢，将上方和左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上方管幕和左侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0056] 步骤三，如图4所示，开挖右上部分架立工字钢，将上方和右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上层管幕和右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0057] 步骤四，如图5所示，开挖左下部分，架立工字钢，将左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，紧贴左侧管幕内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0058] 步骤五，如图6所示，开挖右下部分，架立工字钢，将右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，抵靠右侧管幕架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼；在填充喷射砼的钢格栅表面均匀喷洒一层石蜡，减少顶进摩阻力； [0059] 步骤六，将砼钢管放置于箱涵上，拆除钢支撑，顶进箱涵。 [0060] 还可采用以下箱涵顶进方法，包括以下步骤： [0061] 步骤一，将上部分均分为两部分，将下部分均分为两部分，分别为左上部分、右上部分、左下部分、右下部分； [0062] 步骤二，开挖右上部分，架立工字钢，将上方和右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上层管幕和右侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0063] 步骤三，开挖左上部分，架立工字钢，将上方和左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，分别紧贴上方管幕和左侧管幕的内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0064] 步骤四，开挖左下部分，架立工字钢，将左侧相邻两条管幕用工字钢焊接，紧贴左侧管幕内侧架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼，再在立方体的中间部位架设钢支撑； [0065] 步骤五，开挖右下部分，架立工字钢，将右侧相邻两条管幕用工字钢焊接，抵靠右侧管幕架立钢格栅，在钢格栅中填充喷射砼； [0066] 步骤六，将砼钢管放置于箱涵上，拆除钢支撑，顶进箱涵。 [0067] 步骤七，重复步骤一至步骤六。 |
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