专利名称：一种具有固定结构的横截沟井圈及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种收水排水设施，具体的说，是涉及一种横截沟井圈及其施工方法。
背景技术：
由于隧道、地道等存在较大纵坡，遇到降水天气时，雨水会以较快地速度从坡顶冲下，与之对应地就需要在坡面道路上采用能够迅速收水和排水的设施，以便将坡面来水及时收集和排出，横截沟即是道路路面上收水、排水设施的一部分。横截沟的特点是全断面收水和排水，因此具有排水迅速的优点，而与此同时一个不可避免的弊端就是每一道横截沟只可以收集其上游的来水，并且尚有少量水会越过横截沟继续流到下游，即对上游来水的收水率无法达到100%，因此横截沟一般布置为两道或多道。由于横截沟常用在坡道，其与更为常见的路边排水井所不同之处在于:横截沟在长度方向上与道路行车方向垂直，所有的车辆均需要从横截沟表面轧过，横截沟的长度一般与道路宽度等长。如图1所示，横截沟的结构主要由三部分组成:井室、井圈、井箅。其中井室与地道U型槽为一体，井圈、井箅为厂家配套产品，材质通常为球墨铸铁，井圈、井箅之间采用螺栓连接。井圈则是将支座部分预埋至地道U型槽结构中，一些井圈的底座带有预设孔位，这种带有预设孔位的井圈一般是通过钢筋段穿过预设孔位，并用铁锤砸到主结构(如地道U型槽)中，井圈的定位主要还是依靠后续的混凝土来完成，这样每个预设孔都是通过单点固定，而且仅起到连接作用，难以达到牢固可靠的要求。综上可见，在以往的横截沟使用中，都存在着一个严重的通病，即其整体的稳定性不够，路面平整性较差。车辆行驶至横截沟位置时，总会发出“咣当”的碰撞声，时间一长，很容易造成横截沟边缘的结构层发生裂缝和局部结构碎裂，以致影响路面的行车安全。通过对破损结构的仔细观察和分析，发现发生噪音或者破坏的原因主要有两种:一是井篦与井圈之间的紧固件损坏缺失或缓冲橡胶垫失效；二是井圈的预埋件和结构主体连接发生破损现象所造成。上述第一种原因，只有通过加强日常养护或者厂家定型产品的技术进步来解决，而第二种现象则需通过对井圈与U型槽结构的接口进行优化设计解决。
发明内容
本发明要解决的是传统施工中横截沟井圈锚固不牢容易造成井圈与混凝土井室结构主体衔接不耐久的的技术问题，提供一种具有固定结构的横截沟井圈及其施工方法。为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现:一种具有固定结构的横截沟井圈，包括井圈支架，所述井圈支架安装于井室边缘混凝土剔凿范围内，该剔凿范围将底板主筋和结构钢筋露出一部分，所述井圈支架背水侧的底座上设置有第一预设孔，所述井圈支架背水侧的斜面上设置有第二预设孔；所述井圈支架在所述第一预设孔处通过双螺母连接有竖向螺杆，所述竖向螺杆下部植入于所述剔凿范围的底板混凝土 ；所述井圈支架在所述第二预设孔处通过双螺母连接有斜向辅助锚筋，所述斜向辅助锚筋的另一端焊接固定于弯折辅助钢筋，所述弯折辅助钢筋竖向段下部植入于所述剔凿范围的底板混凝土，并与所述底板主筋焊接，所述弯折辅助钢筋横向段的端部与所述井圈支架焊接。所述斜向辅助锚筋与所述剔凿范围内的结构钢筋焊接。所述弯折辅助钢筋与所述剔凿范围内的结构钢筋焊接。一种具有固定结构的横截沟井圈的施工方法，包括如下步骤:(I)预制井圈支架，根据设计在井圈支架背水侧的底座上开设第一预设孔，在井圈支架背水侧的斜面上开设第二预设孔；(2)在横截沟的井室两边边缘对称地剔凿混凝土，剔凿部分应满足井圈支架安装的空间要求,并使底板主筋露出10cnT20cm;(3)对应于所述井圈支架的第一预设孔，在所述剔凿部分的底板混凝土中植入竖向螺杆；对应于所述井圈支架的第二预设孔，在所述剔凿部分的底板混凝土中植入弯折辅助钢筋，并将所述弯折辅助钢筋与其所接触的底板主筋焊接；(4)将所述竖向螺杆的顶部穿过所述井圈支架的第一预设孔，通过双螺母将所述井圈支架定位；(5)将所述弯折辅助钢筋横向段的端部与所述井圈支架焊接；(6)将斜向辅助锚筋的一端穿过所述井圈支架的第二预设孔，并通过双螺母与所述井圈支架固定，将斜向辅助锚筋的另一端与所述弯折辅助钢筋焊接固定；(7)横截沟内壁立模；(8)在所述井圈支架的空腔内、外同时浇筑细石混凝土，浇筑到总高度的二分之一到三分之二为止；(9)步骤(8)浇筑的混凝土终凝后，所述井圈支架的空腔内通过压浆导管压注微膨水泥浆，空腔外继续浇筑细石混凝土至主体结构表面。步骤(2)中所述剔凿部分的长度与横截沟长度相等，宽度为15cnT30Cm，深度为IOcm 17cm。步骤(5)中将所述将弯折辅助钢筋与结构钢筋焊接。步骤(6)中将所述斜向辅助锚筋与结构钢筋焊接。本发明的有益效果是:本发明的横截沟井圈及其施工方法是在井圈支架背水侧以竖向螺杆、斜向辅助锚筋和弯折辅助钢筋，结合底板主筋与结构钢筋，通过植筋、螺栓连接以及焊接等多点连接方式，形成一个能够将井圈支架与结构主体衔接牢靠的空间固定构造，相对于现有技术中的单点固定其牢固程度大大提高，同时也避免破坏主体结构。另外，本发明的施工方法在原有浇筑混凝土固定井圈的基础上，还采用了注浆管进行二次注浆工艺，最大限度地保证了混凝土的密实性，防止混凝土产生空洞，从而保证了井圈的固定质量和耐久性；同时也减小了井圈固定结构损坏和失效对道路行车的影响。因此，本发明可以保证井圈混凝土灌注时所有的预埋件不会发生位移，横截沟投入使用后井圈能够依然保持固定牢靠，井圈与混凝土井室结构主体衔接部分更加耐久，提高地道、隧道路面平整性，为行车安全提供条件。
图1是现有技术中横截沟的截面图；图2是本发明所提供的井圈支架的结构示意图；图3是本发明所提供的横截沟井圈的结构示意图；图4是本发明所提供的施工方法中剔凿混凝土的施工步骤示意图；图5是本发明所提供的施工方法中钻孔植筋的施工步骤示意图；图6是本发明所提供的施工方法中安装并定位井圈支架的施工步骤示意图；图7是本发明所提供的施工方法中立模并第一次浇注的施工步骤示意图；图8是本发明所提供的施工方法中压浆并第二次浇注的施工步骤示意图。图中:1，井圈支架；2，井篦；3，井室；4，第一预设孔；5，第二预设孔；6，底板主筋；7，剔凿部分；8，底板混凝土 ；9，竖向螺杆；10，弯折辅助钢筋；11，结构钢筋；12，斜向辅助锚筋；13，模板；14，C50细石混凝土 ；15，C30微膨水泥浆；16，压浆导管。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:如图3所不,本实施例披露了一种具有固定结构的横截沟井圈，安装于井室两边混凝土的剔凿部分7，该剔凿部分7至少要露出底板主筋6，主要包括井圈支架1、竖向螺杆
8、弯折辅助钢筋9和斜向辅助锚筋11。结合图2所示，井圈支架I背水侧的底座上设置有若干第一预设孔4，第一预设孔4通常为长条孔；井圈支架I背水侧的斜面上设置有若干第二预设孔5，第二预设孔5通常为圆孔。竖向螺杆9下部植入于底板混凝土 8，顶部穿过井圈支架I底座上的第一预设孔4，并通过双螺母和垫圈固定于井圈支架I的底座上。弯折辅助钢筋10对应于井圈支架I斜面上的第二预设孔5设置，由竖向段和横向段呈直角一体构成。弯折辅助钢筋10竖向段的下部植入于底板混凝土 8，并且与其所接触的底板主筋5形成焊接，弯折辅助钢筋10横向段的端部与井圈支架I点焊固定。同时，弯折辅助钢筋10最好能够与其所接触的结构钢筋11形成焊接。斜向辅助锚筋12设置于井圈支架I与弯折辅助钢筋9之间，一端穿过井圈支架I斜面上的第二预设孔5，并通过双螺母和垫圈与井圈支架I固定；另一端在与弯折辅助钢筋10相接触的位置与弯折辅助钢筋10焊接固定；同时其外伸部分还可以与其所接触的结构钢筋11焊接牢固。上述横截沟井圈固定构造的施工方法，具体步骤如下:—、预制井圈支架1:根据设计在井圈支架I背水侧的底座上开设若干个第一预设孔4，在井圈支架I背水侧的斜面上开设若干个第二预设孔5。二、剔凿混凝土:如图4所示，在横截沟的井室两边边缘对称地剔凿混凝土，剔凿部分7应满足井圈支架I安装的空间要求，尽量方便后续步骤的施工，并应使底板主筋6露出lOcmlOcm。一般来说，剔凿部分7的长度与横截沟长度相等，宽度为15cnT30Cm，深度大于井圈支架I高度3cnT7cm,深度总计为10cnTl7cm,由于不同规格的井圈支架I自身高度略有差异。三、钻孔植筋:如图5所示，根据井圈支架I底座上第一预设孔4的位置和数量，在剔凿部分7的底板混凝土 8中植入竖向螺杆9。根据井圈支架I斜面上第二预设孔5的位置和数量，在剔凿部分7的底板混凝土8中植入弯折辅助钢筋10，弯折辅助钢筋9与其所接触的底板主筋6形成焊接。四、安装并定位井圈支架1:如图6所示，将竖向螺杆9的顶部穿过井圈支架I底座上的第一预设孔4，并通过上、下两个配套螺母和垫圈将井圈支架I定位。将弯折辅助钢筋10横向段的端部与井圈支架I点焊固定，同时将弯折辅助钢筋10与其所接触的结构钢筋11焊接。将斜向辅助锚筋12的一端穿过井圈支架I斜面上的第二预设孔5，并通过双螺母和垫圈与井圈支架I固定，另一端在与弯折辅助钢筋10相接触的位置与弯折辅助钢筋10焊接固定，同时其外伸部分还可以与其所接触的结构钢筋11焊接牢固。这样，在井圈支架I的混凝土尚未浇筑时，就已经通过竖向螺杆9-斜向辅助锚筋12-弯折辅助钢筋10-底板主筋6-结构钢筋11的连接形成了一个空间体固定构造，更可以保证井圈混凝土灌注时，所有的预埋件不会发生丝毫位移，比常规的单点固定连接有了很大改善。五、立模并第一次烧注:横截沟内壁立模，用一块木板作为侧面的模板13,并适当加设支撑使其牢固。然后在井圈支架I的空腔内、外同时浇筑C50细石混凝土，浇筑到总高度的二分之一到三分之二为止，一般达到能够将竖向螺杆9上的双螺母淹没的高度即可。六、压浆并第二次浇注:12小时后，第一次浇筑的混凝土强度满足要求，在第一次浇筑混凝土的基础上，井圈支架I的空腔内通过压浆导管16压注C30微膨水泥浆15，空腔外继续浇筑C50细石混凝土至主体结构表面，即剔凿之前的原结构表面。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种具有固定结构的横截沟井圈，包括井圈支架，所述井圈支架安装于井室边缘混凝土剔凿范围内，该剔凿范围将底板主筋和结构钢筋露出一部分，其特征在于，所述井圈支架背水侧的底座上设置有第一预设孔，所述井圈支架背水侧的斜面上设置有第二预设孔；所述井圈支架在所述第一预设孔处通过双螺母连接有竖向螺杆，所述竖向螺杆下部植入于所述剔凿范围的底板混凝土；所述井圈支架在所述第二预设孔处通过双螺母连接有斜向辅助锚筋，所述斜向辅助锚筋的另一端焊接固定于弯折辅助钢筋，所述弯折辅助钢筋竖向段下部植入于所述剔凿范围的底板混凝土，并与所述底板主筋焊接，所述弯折辅助钢筋横向段的端部与所述井圈支架焊接。
2.根据权利要求1所述的一种具有固定结构的横截沟井圈，其特征在于，所述斜向辅助锚筋与所述剔凿范围内的结构钢筋焊接。
3.根据权利要求1所述的一种具有固定结构的横截沟井圈，其特征在于，所述弯折辅助钢筋与所述剔凿范围内的结构钢筋焊接。
4.一种如权利要求中1-3中任一项所述具有固定结构的横截沟井圈的施工方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)预制井圈支架，根据设计在井圈支架背水侧的底座上开设第一预设孔，在井圈支架背水侧的斜面上开设第二预设孔； (2)在横截沟的井室两边边缘对称地剔凿混凝土，剔凿部分应满足井圈支架安装的空间要求，并使底板主筋露出10cnT20cm; (3)对应于所述井圈支架的第一预设孔，在所述剔凿部分的底板混凝土中植入竖向螺杆；对应于所述井圈支架的第二预设孔，在所述剔凿部分的底板混凝土中植入弯折辅助钢筋，并将所述弯折辅助钢筋与其所接触的底板主筋焊接； (4)将所述竖向螺杆的顶部穿过所述井圈支架的第一预设孔，通过双螺母将所述井圈支架定位； (5)将所述弯折辅助钢筋横向段的端部与所述井圈支架焊接； (6)将斜向辅助锚筋的一端穿过所述井圈支架的第二预设孔，并通过双螺母与所述井圈支架固定，将斜向辅助锚筋的另一端与所述弯折辅助钢筋焊接固定； (7)横截沟内壁立模； (8)在所述井圈支架的空腔内、外同时浇筑细石混凝土，浇筑到总高度的二分之一到三分之二为止； (9)步骤(8)浇筑的混凝土终凝后，所述井圈支架的空腔内通过压浆导管压注微膨水泥浆，空腔外继续浇筑细石混凝土至主体结构表面。
5.根据权利要求4所述的一种具有固定结构的横截沟井圈的施工方法，其特征在于，步骤(2)中所述剔凿部分的长度与横截沟长度相等，宽度为15cnT30Cm，深度为10cnTl7Cm。
6.根据权利要求4所述的一种具有固定结构的横截沟井圈的施工方法，其特征在于，步骤(5)中将所述将弯折辅助钢筋与结构钢筋焊接。
7.根据权利要求4所述的一种具有固定结构的横截沟井圈的施工方法，其特征在于，步骤(6)中将所述斜向辅助锚筋与结构钢筋焊接。
全文摘要
本发明公开了一种具有固定结构的横截沟井圈及其施工方法，在井圈支架背水侧以竖向螺杆、斜向辅助锚筋和弯折辅助钢筋，结合底板主筋与结构钢筋，通过植筋、螺栓连接以及焊接等多点连接方式，形成能够将井圈支架与结构主体衔接牢靠的固定结构，并在原有浇筑混凝土固定井圈的基础上，采用注浆管进行二次注浆工艺。本发明使得横截沟井圈的固定牢固程度大大提高，提高了井圈的固定质量和耐久性，减小了井圈固定结构损坏和失效对道路行车的影响，使得横截沟投入使用后井圈能够依然保持固定牢靠，井圈与混凝土井室结构主体衔接部分更加耐久，提高地道、隧道路面平整性，为行车安全提供条件。
文档编号E03F5/04GK103114644SQ201310021738
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月21日 优先权日2012年12月20日
发明者许平, 曹美娟, 何鑫, 陈展弘, 任育林, 王荣芳, 张凯 申请人:天津市赛英工程建设咨询管理有限公司