一种有限空间顶管管线施工临时支护结构的制作方法

本实用新型涉及基坑防护领域，特别涉及一种有限空间顶管管线施工临时支护结构。

背景技术：

现有技术中，顶管工作井都是在顶进井和接收井的四边先做上支护结构，支护结构采用支护桩或者旋喷桩等方式。完成四周的支护结构后才会在井下进行顶管工作。上述顶管工作基于顶管工作位置上方无已有管线，因此可以深挖形成基坑使用正常的操作方式进行处理。但是也有很多顶管施工情形是在上方具有已有管线的情形下进行的，此时由于上方的已有管线使得下方的工作井的空间受到压制而无法使用正常的施工模式，本实用新型就是在此基础上对施工方式进行改进而设计的临时支护结构。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种在上方已有管线且下方的操作位置空间狭小的环境下进行施工的有限空间顶管管线施工临时支护结构。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种有限空间顶管管线施工临时支护结构，具有基坑边坡和原有管道，还包括临时支护结构，临时支护结构设置于原有管道下方顶管管线施工井内，支护结构包括支撑槽钢、连接角钢以及护板，支撑槽钢包括竖向支撑槽钢和横向支撑槽钢，竖向支撑槽钢顶部和底部分别与横向支撑槽钢垂直相抵；连接角钢包括纵向连接角钢一、纵向连接角钢二、横向连接角钢一和横向连接角钢二，沿纵向连接角钢方向等间距设置有多组平行于横向连接角钢一的横向连接角钢二，横向连接角钢二为两个相背的角钢固接组合而成；竖向支撑槽钢与横向支撑槽钢相抵处通过纵向连接角钢固接，纵向连接角钢垂直于竖向支撑槽钢与横向支撑槽钢相交的平面；沿支护结构长度方向一侧的竖向支撑槽钢上还等间距设置有纵向连接角钢二，纵向连接角钢二与竖向支撑槽钢固接。

通过采用上述技术方案，在上方已有管线的情形下进行下方的顶管管线施工，为了不影响上方管线的稳定并保证下方顶管的施工安全采用一种应用于有限空间顶管管线施工的临时支护结构，该结构采用先挖掘倒锥形的施工环境然后再以组装的方式架设一种临时性支护结构并加设护板的设计方式，该临时支护结构组装快捷，防护性能合格稳定，拆卸迅速并且省去了常规方式中的基础结构的铺设因此节省了大量的施工前的铺垫时间。

本实用新型进一步设置为：护板包括顶板、侧板以及垂直防护板，横向连接角钢一和相邻的横向连接角钢二、两个相邻的横向连接角钢二之间设置有顶板，纵向连接角钢一和相邻的纵向连接角钢二、相邻的纵向连接角钢二之间设置有侧板。

通过采用上述技术方案，支护结构架设完成后增加护板结构防止顶部的原有管线土体掉落以及侧面边坡进行回填造成的倾倒危险。

本实用新型进一步设置为：竖向支撑槽钢和横向支撑槽钢抵接处焊接或者螺栓固接。

通过采用上述技术方案，根据上层已有管线的土质情形以及下沉风险选择焊接或者螺栓连接。

本实用新型进一步设置为：位于底部的横向支撑槽钢的u型槽一侧向外设置。

通过采用上述技术方案，增大支撑槽钢与施工井地面的接触面积，分散局部受力强度。

本实用新型进一步设置为：横向连接角钢二是通过两个横向连接角钢一之间背靠并通过焊接或者螺栓固接形成的。

通过采用上述技术方案，为了便于在临时支护结构顶部设置防护顶板并进行限位因此横向连接角钢采用双角钢背靠式固定模式。

本实用新型进一步设置为：侧板上设置有与纵向连接角钢相配合的固定孔并使用螺栓固定。

通过采用上述技术方案，侧板需要与临时支护结构固定连接才能产生防护力度，因此在侧板上设置和纵向连接角钢二相配合的固定孔。

本实用新型进一步设置为：与顶管管线施工方向相反的支护结构面上设置有垂直防护板，垂直防护板与横向支撑角钢和竖向支撑角钢焊接或者螺栓固定。

通过采用上述技术方案，顶管的前进方向后部的临时支护结构面上设置垂直防护板可以提高支护结构的安全系数。

本实用新型进一步设置为：顶板和侧板的板材为刚性材质。

通过采用上述技术方案，侧板与顶板的材质要根据临时支护结构所需承受的竖向与侧向的压力而定，以达到施工防护的要求。

综上，本实用新型具有以下有益效果：

在具有原有管线的前提下进行顶管施工工作，无法使用常规的侧壁支护结构的架设。本实用新型可以在上述前提下免除前期进行复杂的侧壁支护结构的架设，而是在下挖工作井的施工过程中进行临时支护结构的架设，该结构架设简单不破坏上方的已有管道施工完成后也便于拆卸能够重复利用并且提高了整体的施工效率。

附图说明

图1是本实用新型的斜向立体图。

图2是本实用新型俯视立体图。

图3是图2中临时支护结构的一个直角端点的放大图。

图4是本实用新型侧向立面图。

、原有管道；2、顶管；3、基坑边坡；5、临时支护结构；51、竖向支撑槽钢；52、横向支撑槽钢；61、纵向连接角钢一；62、纵向连接角钢二；63、横向连接角钢一；64、横向连接角钢二；4、顶板；6、侧板；7、垂直防护板；8、连接螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。结合图1和图2，一种有限空间顶管管线施工临时支护结构5，在施工前先进行围绕于原有管道1周边的倒锥形基坑挖掘（见图4），并形成基坑边坡3。在已有管道下方需要施工的挖掘地点随挖掘进程进行临时支护结构5的架设，支护结构包括支撑槽钢、连接角钢以及护板。所述支撑槽钢包括竖向支撑槽钢51和横向支撑槽钢52，所述竖向支撑槽钢51顶部和底部分别与横向支撑槽钢52垂直相抵，两个竖向支撑槽钢51与两个横向支撑槽钢52形成矩形框架结构，两组矩形框架结构通过四根纵向连接角钢一61形成长方体状支护结构。所述连接角钢还包括纵向连接角钢二62、横向连接角钢一63和横向连接角钢二64，横向连接角钢一63与横向支撑槽钢52固接。沿所述纵向连接角钢方向等间距设置有多组平行于横向连接角钢一63的横向连接角钢二64，所述横向连接角钢二64为两个相背的角钢固接组合而成。横向连接角钢二64的设置是为了在其上架设护板，护板包括顶板4、侧板6和垂直防护板7，由于每两个相邻的横向连接角钢的一侧相对设置因此可以将顶板4沿相邻的横向连接角钢一63中间位置推入，形成顶部的防护体系。所述竖向支撑槽钢51与横向支撑槽钢52相抵处通过纵向连接角钢固接，纵向连接角钢两个直角边分别与竖向支撑槽钢51与横向支撑槽钢52固接。所述纵向连接角钢垂直于所述竖向支撑槽钢51与横向支撑槽钢52相交的平面并与远端的矩形框架结构固接。沿所述支护结构长度方向一侧的竖向支撑槽钢51上还等间距设置有纵向连接角钢二62。由于施工基坑周围形成了倒锥形形状，但是在顶管工作时只需要一侧面进行顶管的搬运，而另一面需要进行回填加固，因此在该侧面设置有多个平行于纵向连接角钢一61且等间距设置的所述纵向连接角钢二62，纵向连接角钢二62与竖向支撑槽钢51固接，将预先设计好高度和长度的侧板6通过螺栓固定在纵向连接角钢一61和纵向连接角钢二62以及两个纵向连接角钢二62之间起到侧面的防护效果。

如图1，所述护板包括顶板4、侧板6以及垂直防护板7。所述横向连接角钢一63和相邻的横向连接角钢二64、两个相邻的横向连接角钢二64之间设置有顶板4，所述纵向连接角钢一61和相邻的纵向连接角钢二62、相邻的纵向连接角钢二62之间设置有侧板6，在顶部的横向连接角钢一63与横向连接角钢二64、相邻两横向连接角钢二64之间设置顶板4。顶板4的宽度小于等于横向连接角钢一63与横向连接角钢二64、相邻两横向连接角钢二64之间的宽度，由于顶板4覆盖于横向连接角钢一63和横向连接角钢二64之上，因此不要进行螺栓固定。在施工工作井内背向顶管前进方向的背侧固定垂直防护板7，垂直防护板7与竖向支撑槽钢51以及横向支撑槽钢52螺栓固定，然后在垂直防护板7外侧进行回填加固。

结合图2和图3，所述竖向支撑槽钢51和横向支撑槽钢52抵接处焊接或者螺栓固接，具体的连接方式的选择要根据施工环境尤其是原有管道1部分的沉降情况进行选择。所述位于底部的横向支撑槽钢52的u型槽一侧向外设置，槽钢u型槽的设置方向是为了提高槽钢与工作井底部的接触面积分散受力保证临时支护结构5的整体安全性能。所述横向连接角钢二64是通过两个横向连接角钢一63之间背靠并焊接或者螺栓固定形成的，由于支护结构的高度是基本等高于工作井的因此在进行顶板4的安装时只能从侧面进行，故设置双角钢复合的横向连接角钢二64结构，该结构由于两侧都有直角边因此可以两两相对利用直角边的配合完成顶板4的承托安装。所述侧板6上设置有与所述纵向连接角钢相配合的固定孔并使用螺栓固定。与所述顶管管线施工方向相反的支护结构面上设置有垂直防护板7，所述顶板4和侧板6的板材需根据施工环境的土质和压力进行选择，优选刚性材质。

以下是一种有限空间顶管管线施工临时支护结构5的使用工况：

由于上方具有管线因此顶管不能按照常规方式吊入工作井内，同时由于环境特殊工作井周围无法架设常规的基坑防护体系，所以进行顶管工作井的基坑挖掘工作时基坑呈倒锥形形状下挖（见图4），形成便于顶管进入的边坡。具有坡度的基坑形成后不会造成侧面土方的倒塌同时也便于施工人员的进入。当基坑达到需要的下挖深度时，迅速进行临时支护结构5的架设，先将预先安装好的横向支撑槽钢52与竖向支撑槽钢51形成的框架结构放入基坑内顶管行进方向的两端，然后使用纵向连接角钢一61将两个框架结构相连并通过螺栓或者焊接固定。下一步先在位于顶部的纵向连接角钢一61上等间距设置横向连接角钢二64并通过螺栓固定，安装完成后马上将顶板4通过横向连接角钢一63和横向连接角钢二64以及两个横向连接角钢二64之间的空隙插入完成顶部支撑结构。此时再沿临时支护结构5长度方向的一侧竖向支撑槽钢51上等间距的设置多个纵向连接角钢二62，将侧板6安装于相邻纵向连接角钢二62之间完成侧面防护结构的架设。由于顶管需要配合顶管机进行操作为了避免土石掉落损伤顶管机，在背向顶管前进方向的一侧框架上设置垂直防护板7，垂直防护板7与防护框架通过螺栓固接。至此临时防护结构完成了架设。沿着基坑边坡3将顶管吊入临时支护结构5内进行施工。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。本具体实施方式的构实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。