支护桩与管道墙体合二为一的地下管道及施工方法与流程

本发明涉及一种地下管道及施工方法，尤其涉及一种支护桩与管道墙体合二为一的地下管道及施工方法。

背景技术：

现在的地下大口径管廊，特别是矩形管廊，大部分是钢筋混凝土结构。一般首先进行基坑开挖，基坑有桩支护基坑和无桩支护的放坡开挖基坑。基坑施工完毕后，在基坑内开始管廊的建筑施工，支模板御扎钢筋、浇筑混凝土等等。混凝土强度达标后，进行管廊两侧的土方回填及管顶的土方回填。大部分地下管廊的安装方法存在施工工期较长、施工成本较高、对周围结构影响较大等缺点。

技术实现要素：

发明目的：本发明旨在提供一种施工方便、施工周期短、强度高的支护桩与管道墙体合二为一的地下管道及施工方法。

技术方案：一种支护桩与管道墙体合二为一的地下管道，包括由顶板、底板和两侧板组成的管节，相邻管节沿轴向拼接成管廊，所述两侧板下端向下延伸插入土基中，同时充当支护桩与管道墙体。所述顶板、侧板和底板为钢板。

所述顶板、侧板和底板为平直钢板或波纹钢板。

所述相邻侧板通过法兰密封连接。

所述底板和顶板两侧边分别连接有法兰片，该法兰片分别与底板、顶板垂直；所述底板和顶板分别通过法兰片连接至侧板。

当侧板为波纹钢板时，所述法兰片为波纹形，该法兰波纹弧度与波纹钢板柱波纹弧度相同。

所述侧板为组合式钢板，在竖直方向设有上段侧板和下段侧板，上、下段侧板之间采用可拆卸连接方式连接。优选的，采用夹板与螺栓进行连接。

所述底板和/或顶板向外起拱。

所述顶板上部设有回填层。

所述底板下部设有混凝土层。

本发明的一种支护桩与管道墙体合二为一的地下管道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、根据管廊设计宽度，将至少两排侧板平行打入目标地块；

b、将每排钢板之间的土基挖除至管廊设计深度，密封连接相邻的侧板(2)，并在平行钢板之间设置横撑；

c、在基坑底部设置底板，将底板与侧板密封连接；

d、向基坑底与底板之间的空隙内填充混凝土；

e、在每片侧板上部设置顶板，顶板安装高度等于管廊设计高度，顶板与侧板密封连接；

f、向管廊顶板上部填充回填材料与地面平齐。

所述步骤b中的相邻侧板连接方式为法兰连接。

所述侧板为组合式钢板，在竖直方向设有上段侧板和下段侧板，上、下段侧板外部采用可拆卸连接方式连接。优选的，采用夹板与螺栓连接。

在步骤e中，所述顶板连接下段侧板；在实施步骤e后，实施步骤f1：拆除夹板上的螺栓，拔出上段侧板。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明将侧板向下延伸插入土基中，替代传统支护结构，既起到支护作用，又充当管廊侧壁，大大节省造价，极大地减少了施工量，使施工工期缩短。

(2)本发明的底板与顶板为钢板，与传统混凝土管廊或侧板为钢板底板为混凝土结构的管廊相比，连接更加方便，更容易密封且密封性更强；施工工作面小，减少了对周围地基及构造物的影响，施工过程更加环保。

(3)本发明的管廊的重量轻，运输方便，各部分结构件可远距离运输。采用该装配式结构，便于进行标准化生产。

附图说明

图1为本发明步骤a的过程示意图；

图2为本发明步骤b的过程示意图；

图3为本发明步骤c的过程示意图；

图4为本发明的结构示意图；

图5为本发明的组合式钢板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

发明人经过研究不同的支护方式发现，如果是钢板柱支护，则要拔出钢板柱，如果是不能拔出的桩，则桩体会留在地基内。上述混凝土管廊工期长，工地施工的灰尘、噪音等环保问题多，对工地周围通行影响较大，对砂石等材料需求大。除此之外，因环保问题混凝土的价格越来越贵，管廊结构体造价越来越高。

如果基坑为无桩支护的放坡开挖基坑，在施工方面，放坡基坑对场地工作面需求大，开挖量和回填量大，若是钻孔桩或钢板支护基坑，则造价较高，支护结构体对周边地基及周边结构物影响大。另外，施工周期长，人员成本较大。

如图1所示，将两排平行侧板2用打桩机打入目标地块1，两排侧板打入深度大于管廊的高度，两排平行侧板之间的距离等于管廊设计宽度。两排钢板由若干片钢板单元片组成，钢板侧边设有法兰面与法兰孔。

将两排钢板中间的土基挖除，土基坑底部4达到一定深度时，两排侧板之间要设置横撑3，如图2所示。开挖过程中或开挖完成后，利用相邻的侧板上的法兰面及法兰孔，用螺栓将相邻的侧板密封连接。

侧板可为平直钢板，也可以为波纹钢板，提高结构的强度和抗侧土压力能力。

基坑达到该管廊所需深度后，在基坑底部设置管廊的钢结构底板5，底板5的两侧焊接有法兰片6，法兰片与钢板垂直焊接。法兰片6上设有法兰孔，侧板上设有预留孔对应法兰孔，通过螺栓7将底板5与波纹钢板连接，如图3所示。法兰片6与侧板2之间的连接面可设置橡胶垫，增加管廊的密封性。上述连接的螺栓，可采用单向施工的螺栓，若采用普通螺栓，则需在侧板背面的孔上预先焊接螺母。

安装多片底板后，用管道向该底板5与基底之间的空隙填充混凝土12，该混凝土为泡沫混凝土。

在侧板2的上部设置顶板8，顶板连接方式与底板相同，也采用在顶板两侧焊接法兰片8的方式，用螺栓10将顶板8连接至侧板2。法兰片8与侧板2之间的连接面可设置橡胶垫，增加管廊的密封性。顶板与底板之间的距离等于管廊的设计高度。

顶板8与底板5可以为平直钢板，也可以为波纹钢板。顶板8与底板5还可以为向外起拱的拱板。顶板8与底板5在沿轴向方向连接时采用用法兰连接，法兰之间设有橡胶密封的垫片，增加管廊密封性。

安装完顶板后，回填管廊顶板上部基坑至地面，即完成所需埋地管廊工程。回填层11可以为挖除的土料，也可以为其它回填材料。

在具体实施中，法兰片与顶板或底板之间可设加强筋，增加板片强度，防止连接过程中板片变形。

钢板还可以是组合式侧板13，在高度方向分为两段，即上段侧板15和下段侧板14，如图5所示。上段侧板15和下段侧板14的外部设置夹板16及螺栓17连接固定该组合式侧板13。上述组合式波纹侧板13，在施工过程中，下段侧板14与顶板、底板连接形成管节。在顶板与钢板连接安装完成后，拆除夹板上的螺栓，回填顶板上部至地面，拔出上段侧板15。当管廊预埋深度较深时，可采用组合式侧板13，拆除上段侧板可防止对钢材的浪费，同时增加了侧板打入土基时候的强度。

该组合式侧板13可以为波纹钢板，相应夹板16为波纹形，波纹形状与波纹钢板形状一致。

本发明将钢板结替代传统支护结构，既起到支护作用，又充当管廊侧壁，大大节省造价，极大地减少了施工量，使施工工期缩短。本发明的底板与顶板为钢板，与传统混凝土管廊或侧板为钢板底板为混凝土结构的管廊相比，连接更加方便，更容易密封且密封性更强。施工工作面小，减少了对周围地基及构造物的影响，施工过程更加环保。本发明的管廊的密封性强，重量轻，运输方便，各部分结构件可远距离运输。采用该装配式结构，便于进行标准化生产。