矩形顶管工作井结构及其施工方法与流程

本发明涉及顶管施工，特别涉及矩形顶管工作井结构及其施工方法。

背景技术：

1、顶管施工作为一种地下工程施工方法，广泛应用于穿越城市管线及建筑物项目，有时也用于穿越城市关键道路，相比于盾构隧道施工和浅埋暗挖施工具有接缝少、工序简单、工期短等优点。

2、顶管始发在地铁隧道施工中属于第一环节，在现有的顶管始发井施工中要求先进行基坑开挖，绑扎钢筋支模版浇筑混凝土，之后进行回填，造价高，风险大，墙壁与周围土体的接触不强，整体性有所欠缺。若外部围护结构完全采用钻孔灌注桩时成本很高，对环境的影响较大，效率不高。

3、而且，顶管机头在始发井开始工作后，会花费许多时间进行工作井壁磨桩，开挖出供顶管机工作的通道。破除围护结构钢板或者钢筋混凝土时会对机头造成一定磨损，进而耗费更多的时间和经济。

4、因此，如何在提高施工效率的同时降低施工成本成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供矩形顶管工作井结构及其施工方法，实现的目的在于提高施工效率的同时降低施工成本，并且更加安全可靠。

2、为实现上述目的，本发明公开了矩形顶管工作井结构，包括设置在需要顶入顶管的工作孔两端的始发井和接收井。

3、其中，所述始发井和所述接收井均为矩形工作井，均包括两面相对的端墙和两面相对的侧墙；

4、所述始发井的一面所述端壁设有所述工作孔顶入端，另一面端墙为承载顶管顶入时载荷的始发井承载墙；

5、所述接收井的一面所述端壁设有所述工作孔顶出端，另一面端墙为承载顶管顶入时载荷的接收井承载墙；

6、从所述始发井的所述始发井承载墙和所述接收井的所述接收井承载墙开始向上均设有倾斜的放坡结构；

7、所述始发井内，从所述始发井承载墙向所述工作孔方向设有后座墙和包括反力装置的顶进装置，通过所述顶进装置将所述顶管顶入所述工作孔；

8、所述顶管内设有锁链；

9、所述锁链的一端与所述接收井承载墙连接，另一端与所述后座墙连接。

10、优选的，所述始发井和所述接收井的每一所述侧墙的外侧均采用钢板桩进行临时支护。

11、优选的，所述始发井承载墙和所述接收井承载墙的外侧均设有多个钻孔灌注桩；

12、在每两个相邻的所述钻孔灌注桩之间均喷射混凝土形成封闭止水墙。

13、优选的，所述反力装置与所述后座墙之间设有反力支座；所述反力装置和所述顶管之间设有顶铁。

14、优选的，所述始发井和所述接收井的底部从下向上均依次设有垫层和横梁；

15、所述横梁上根据所述顶管的移动轨迹设有钢轨。

16、更优选的，所述垫层为复合式垫层，包括下部的碎石和上部的混凝土。

17、优选的，所述始发井和所述接收井的每一所述侧墙和每一所述端墙均布置钢筋。

18、优选的，所述工作孔的内径大于所述顶管的外径最少20厘米±5％。

19、本发明还提供矩形顶管工作井结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

20、步骤1、从所述始发井的所述始发井承载墙和所述接收井的所述接收井承载墙开始向上切削部分土体进行放坡开挖形成倾斜的放坡结构；

21、步骤2、所述始发井承载墙和所述接收井承载墙的外侧均设置多个钻孔灌注桩，并在每两个相邻的所述钻孔灌注桩之间均喷射混凝土形成封闭止水墙；

22、步骤3、沿所述始发井和所述接收井周围放样后开挖相应的基坑，在所述始发井和所述接收井设置所述工作孔，并在所述工作孔内部填充软土进行封孔；

23、步骤4、在所述始发井和所述接收井的底部铺设垫层和横梁的钢筋，将所述横梁与浇筑相应的所述端墙和相应的所述侧墙浇筑为一整体；

24、步骤5、设置包括反力装置的顶进装置及钢轨，并在所述钢轨上设置顶管，通过所述锁链将所述后座墙和所述接收井承载墙进行连接。

25、步骤6、启动所述顶进装置进行顶管作业。

26、优选的，在步骤3中，在开挖基坑前，在所述始发井和所述接收井的每一所述侧墙的外侧均采用钢板桩进行临时支护。

27、本发明的有益效果：

28、本发明通过设置倾斜的放坡结构，开挖后设置的钻孔灌注桩能够做的更短，不仅可以对基坑外侧土体进行有效支撑，防止土体坍塌，提高工作效率，节省施工成本。

29、本发明通过下部布置横梁，进行整体浇筑，提高工作井的整体性和强度。

30、本发明通过预留工作孔，减少顶管顶进时的机头磨损，提高工作效率。

31、本发明将两工作井之间用索链连接形成一个整体，提高始发井反力装置一侧的顶进推力，提高始发井整体结构的稳定性、安全性。

32、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.矩形顶管工作井结构，包括设置在需要顶入顶管(15)的工作孔(3)两端的始发井(11)和接收井(12)；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述始发井(11)和所述接收井(12)的每一所述侧墙的外侧均采用钢板桩进行临时支护。

3.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述始发井承载墙(2)和所述接收井承载墙(14)的外侧均设有多个钻孔灌注桩(1)；

4.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述反力装置(6)与所述后座墙(4)之间设有反力支座(5)；所述反力装置(6)和所述顶管之间设有顶铁(7)。

5.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述始发井(11)和所述接收井(12)的底部从下向上均依次设有垫层(10)和横梁(9)；

6.根据权利要求5所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述垫层(10)为复合式垫层，包括下部的碎石和上部的混凝土。

7.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述始发井(11)和所述接收井(12)的每一所述侧墙和每一所述端墙均布置钢筋。

8.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，所述工作孔(3)的内径大于所述顶管(15)的外径最少20厘米±5％。

9.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求1所述的矩形顶管工作井结构，其特征在于，在步骤3中，在开挖基坑前，在所述始发井(11)和所述接收井(12)的每一所述侧墙的外侧均采用钢板桩进行临时支护。

技术总结
本发明公开了矩形顶管工作井结构及施工方法，包括设置在需要顶入顶管的工作孔两端的始发井和接收井；始发井和接收井均为矩形工作井，均包括两面相对的端墙和两面相对的侧墙；始发井的一面端壁设有工作孔顶入端，另一面端墙为承载顶管顶入时载荷的始发井承载墙；接收井的一面端壁设有工作孔顶出端，另一面端墙为承载顶管顶入时载荷的接收井承载墙；始发井内，从始发井承载墙向工作孔方向设有后座墙和包括反力装置的顶进装置，通过顶进装置将顶管顶入工作孔；顶管内设有锁链；锁链的一端与接收井承载墙连接，另一端与顶进装置的反力装置连接。本发明在提高施工效率的同时降低施工成本，并且更加安全可靠。

技术研发人员：严中,张乾坤,席培胜,张兴其,张文旭,王斌,潘旋
受保护的技术使用者：合肥市市政设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11