一种先张法组合钢管幕及其工法的制作方法

1.本发明涉及顶管施工的技术领域，尤其涉及一种先张法组合钢管幕及其工法。


背景技术：

2.顶管技术是一项采用非开挖方式利用顶管机进行掘进及地下管道铺设的工程施工技术。随着社会经济发展，我国对大断面、异型断面的管道建设需求不断增多，这就需要制造与断面形状尺寸相同的大型顶管机。而大型的顶管机在施工时对周围土体的扰动较大，易受周边环境影响限制，设备尺寸较大，安装运输不便。
3.基于上述问题，我们设计出了一种先张法组合钢管幕及其工法来解决以上问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种先张法组合钢管幕及其工法。
5.第一方面，本发明提出了一种先张法组合钢管幕，采用了如下技术方案：
6.一种先张法组合钢管幕，包括方钢管，所述方钢管进行横向和纵向方向的拼接，所述方钢管顶进完成后形成钢管幕，所述方钢管上设置有预留孔洞，所述钢管幕断面上每一排所述方钢管的预留孔洞内穿射有钢绞线，所述钢绞线两端设置有锚具，所述钢绞线与所述锚具配合对所述方钢管固定，所述方钢管连接处形成有固定结构，所述方钢管内浇筑有混凝土。
7.本发明进一步设置为，所述方钢管的贴合面上形成有内凹的卡槽，相邻所述方钢管之间设置有钢卡件，相邻所述方钢管通过所述钢卡件插入所述卡槽内进行拼接。
8.本发明进一步设置为，所述方钢管的每一贴合面上形成有两个卡槽。
9.本发明进一步设置为，所述方钢管的端部设置有搭接接头，拼接的两所述方钢管上的搭接接头相套设，所述搭接接头通过铆钉连接。
10.本发明进一步设置为，所述固定结构为所述方钢管连接处加焊。
11.本发明进一步设置为，所述固定结构为所述方钢管连接处加焊钢板圈。
12.本发明进一步设置为，所述锚具与所述方钢管之间设置有锚垫板。
13.本发明进一步设置为，所述方钢管内设置有钢筋笼。
14.第二方面，本发明提出了一种先张法组合钢管幕工法，采用如下的技术方案：
15.一种先张法组合钢管幕工法，包括以下步骤：
16.s1、依据管道断面的形状尺寸确定组合方钢管的位置及数量；
17.s2、对方钢管进行受力分析，确定钢绞线或钢绞线与钢筋笼的规格及布置位置；
18.s3、根据钢绞线的布置在方钢管上预留孔洞；
19.s4、按照“先上部后下部，先两边再中间”的顺序顶进、拼接方钢管并形成钢管幕，直至钢管幕全部顶进施工完成；
20.s5、利用机械设备挖除钢管幕内部的土体；
21.s6、在方钢管内布置张拉钢绞线；
22.s7、对方钢管连接处加焊或加焊钢板圈；
23.s8、向方钢管内由下至上浇筑混凝土；
24.s9、养护混凝土至设计强度。
25.本发明进一步设置为，所述工法应用于施工各种大型、异性断面管道。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.本发明能够解决大断面、异型断面管道顶管施工困难的问题，并能适用于施工场地周边环境保护要求较高的情况，具有以下优势：
28.1、可通过调整组合方钢管的位置及数量，匹配各类大断面、异型断面管道的形状尺寸；
29.2、可根据施工环境具体情况灵活地分块、分段施工；
30.3、由于顶进的断面较小，顶管施工时对周边土体的扰动较小，对周边环境的影响小，施工安全可靠；
31.4、所需设备及构件尺寸较小，占地小，安装运输方便，可用于受限制的场地施工；
32.5、利用钢卡件及铆钉对方钢管进行拼接，牢固可靠，整体性好；
33.6、可向方钢管内浇筑砼使其作为永久结构；
34.7、方钢管内可根据受力计算布置钢绞线、钢筋笼；以及对方钢管连接处加焊或加焊钢板圈，进一步优化钢管幕的性能。
附图说明
35.图1为本发明中钢管组合拼接结构示意图；
36.图2为本发明中方钢管横向拼接处结构示意图；
37.图3为本发明中钢管纵向拼接处结构示意图，主要体现在钢管幕外侧连接结构；
38.图4为本发明中钢管纵向拼接处结构示意图，主要体现在钢管幕内侧连接结构；
39.图5为本发明中锚具位置大样示意图；
40.图6为本发明中锚具位置端部结构示意图。
41.图中附图标记：1、方钢管；2.1、卡槽；2.2、钢卡件；3.1、搭接接头；3.2、铆钉；3.3、铆钉；4、钢绞线；5、锚具；6、波纹管；7、预留孔洞；8、钢板圈；9、锚垫板。
具体实施方式
42.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。
43.本发明公开了一种先张法组合钢管幕。
44.如图1至图6所示，先张法组合钢管幕，包括同等尺寸的方钢管1，方钢管1进行横向和纵向方向的拼接，形成带有定位导向功能的方钢管1。
45.具体的，方钢管1的表面沿着其长度方向形成有内凹的卡槽2.1，且卡槽2.1在方钢管1侧面均成组出现，数量为两个。具体的，卡槽2.1为燕尾槽。
46.如图2所示，相邻方钢管1贴合时，方钢管1上的燕尾槽相对应，相邻方钢管1的燕尾槽内插设有钢卡件2.2，通过钢卡件2.2实现对相邻方钢管1之间的拼接，即方钢管1横向的
拼接结构。
47.在本发明中，钢卡件2.2为薄壁状条形结构，起到减重和节省成本的目的。
48.方钢管1两端的内侧壁和外侧壁加工为凹槽结构，形成相互套设的搭接接头3.1，搭接接头3.1的厚度为方钢管1厚度的一半。方钢管1通过搭接接头3.1完成定位插接后，再对方钢管1进行固定。
49.如图3所示，在对方钢管1的外侧进行固定时，通过铆钉3.2固定实现对方钢管1端部的拼接，即方钢管1外侧纵向的拼接结构。
50.如图4所示，在对方钢管1的内侧进行固定时，通过铆钉3.3固定实现对方钢管1端部的拼接，即方钢管1内侧纵向的拼接结构。
51.方钢管1在顶进的过程中，按照“先上部后下部，先两边再中间”的顺序顶进、拼接方钢管1并形成钢管幕，直至钢管幕全部顶进施工完成。在此过程中，预先进行横向拼接，顶进完成后，进行纵向拼接。
52.方钢管1上开设有预留孔洞7，钢管幕断面上每一排方钢管1的预留孔洞7内穿射有钢绞线4，钢绞线4两端安装有锚具5，锚具5与方钢管1之间安装有锚垫板9，锚垫板9固定在方钢管1上，锚具5端部固定卡设在锚垫板9上，通过张拉机对锚具5之间的钢绞线4拉直，钢绞线4与锚具5配合对方钢管1固定。
53.使用时，一般在钢绞线4上套设波纹管6，通过波纹管对钢绞线4进行保护。
54.另外，钢绞线4还可以沿着顶管顶进方向布置，以加强整体的结构稳定性。
55.在本发明中，方钢管1连接处形成有固定结构，固定结构为方钢管1连接处加焊或加焊钢圈板8。一般的，为了保证钢管幕的结构强度，在方钢管1连接处焊接钢圈板8。
56.最后，在方钢管1内浇筑有混凝土，浇筑顺序为方钢管1由下至上浇筑混凝土，从而保证方钢管1内混凝土的密实度。
57.本发明中，根据实际顶管情况，确定方钢管1的数量及位置，并对方钢管1进行受力分析，最后确定是否需要在方钢管1内加设钢筋笼。
58.本发明还公开了一种先张法组合钢管幕工法，
59.先张法组合钢管幕工法包括以下步骤：
60.s1、依据各种大型、异性断面管道断面的形状尺寸确定组合方钢管1的位置及数量。
61.s2、对方钢管1进行受力分析，确定钢绞线4或钢绞线4与钢筋笼的规格及布置位置。
62.s3、根据钢绞线4的布置在方钢管1上预留孔洞7。
63.s4、按照“先上部后下部，先两边再中间”的顺序顶进、拼接方钢管1并形成钢管幕，直至钢管幕全部顶进施工完成。
64.s5、利用机械设备挖除钢管幕内部的土体。
65.s6、在方钢管1内布置张拉钢绞线4，通过钢绞线4与锚具5配合，对方钢管1固定。
66.s7、对方钢管1连接处加焊或加焊钢板圈8。
67.s8、向方钢管1内由下至上浇筑混凝土。
68.s9、养护混凝土至设计强度。
69.本发明的实施效果是：
70.本发明先张法组合钢管幕及其工法，能够解决大断面、异型断面管道顶管施工困难的问题，并能适用于施工场地周边环境保护要求较高的情况。
71.本发明具有以下优势：
72.1、可通过调整组合方钢管1的位置及数量，匹配各类大断面、异型断面管道的形状尺寸；
73.2、可根据施工环境具体情况灵活地分块、分段施工；
74.3、由于顶进的断面较小，顶管施工时对周边土体的扰动较小，对周边环境的影响小，施工安全可靠；
75.4、所需设备及构件尺寸较小，占地小，安装运输方便，可用于受限制的场地施工；
76.5、利用钢卡件2.2及铆钉对方钢管1进行拼接，牢固可靠，整体性好；
77.6、可向方钢管1内浇筑砼使其作为永久结构；
78.7、方钢管1内可根据受力计算布置钢绞线4、钢筋笼；以及对方钢管1连接处加焊或加焊钢板圈，进一步优化钢管幕的性能。
79.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
80.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
81.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。