二分式预制管节湿接头连接结构及其施工方法与流程

本发明涉及顶管制造技术领域，尤其涉及一种二分式预制管节湿接头连接结构及其施工方法。

背景技术：

顶管施工是一种非开挖施工方法，通过在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管节按设计的坡度顶入土中，并将土方运走，一个管节完成顶入土层之后，再下第二个管节继续顶进，如此将多个管节依次顶入土中。大断面顶管(净空断面面积介于50平方米-100平方米之间)广泛应用在过街地下通道、地下管廊、行车通道的建设，随着顶管施工技术的进步，顶管断面的需求及设计也越来越大，顶管的施工速度也越来越快，故需要保证充足的管节供给。

顶管施工所使用的管节主要有两种生产方式，一种是在施工场地现场生产，另一种是工厂预制生产，然后将管节成品运输到施工现场。对于现场生产的方式，需要施工现场有足够存放管节的空间，而许多施工场地没有足够的空间用于制作、存放管节。而对于工厂预制生产的方式，将管节由生产地运输到施工现场较为困难，特别是随着顶管隧道管节的断面尺寸越来越大，厚度越来越大，重量越来越大，对起吊设备等要求越来越高，还容易受到道路交通的影响，施工效率低下。

故现在常采用工厂预制+现场浇筑连接的方式完成管节的制造，但是如何保证管节分节之间连接的防水性能以及连接强度是重中之重。

公开号为cn108396777a的中国专利记载了一种满足分节预制现场拼装的大断面管节，包括钢管节、焊缝、第一分块、第二分块和螺栓；钢管节由第一分块、第二分块拼装焊接而成，第一分块、第二分块两者尺寸和形状相同且在拼接面内外两侧均预留焊接坡口，在第一分块、第二分块的拼接面端板上分别预留若干螺栓孔，拼接后利用螺栓定位连接，第一分块、第二分块拼装成环状钢管节。该专利文献中的管节采用钢材制作，然后将不同的分块部分焊接，对后期焊接要求较高，工作量大、成本高且效率低。

公开号为cn208845183u的中国专利记载了一种装配式管节，包括上管片和下管片，上管片和下管片均由混凝土和钢筋笼浇筑而成，在上管片的连接断面预埋有上连接钢板，在下管片的连接断面预埋有下连接钢板，上连接钢板、下连接钢板与对应管片内的钢筋笼连接固定在一起，上连接钢板和下连接钢板上对应开设有多个螺栓孔。通过在上连接钢板和下连接钢板之间拧上螺栓使得上管片和下管片组装在一起构成管节，但是该方法需要提前预埋连接钢板，存在止水困难且连接强度较低等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种二分式预制管节湿接头连接结构及其施工方法，克服了采用螺栓连接时需要预埋件，止水困难且连接强度低的缺点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种二分式预制管节湿接头连接结构，包括：

底架；

第一分块及第二分块，相对设置在所述底架上且能够在所述底架上相对移动，所述第一分块的两端与所述第二分块的两端一一对应，且所述第一分块的端部与对应的所述第二分块的端部之间具有间隙；

两个连接组件，用于连接所述第一分块的端部与所述第二分块的端部，每个连接组件包括平行设置的第一连接件、第二连接件及第三连接件，所述第一连接件的两侧至少覆盖部分所述第一分块的端部外壁及部分所述第二分块的端部外壁，所述第二连接件的两侧至少覆盖部分所述第一分块的端部内壁及部分所述第二分块的端部内壁，所述第三连接件位于所述第一分块及所述第二分块的底部且至少覆盖所述间隙，所述第一连接件、所述第二连接件、所述第三连接件、所述第一分块及所述第二分块之间围合出一上部开口的现浇区，所述现浇区内填充有混凝土。

可选的，所述混凝土为超高性能混凝土。

可选的，所述底架包括多根平行设置的第一杆件，所述二分式预制管节湿接头连接结构还包括两个滑动支架，所述第一分块及所述第二分块分别设置在两个所述滑动支架上，每个所述滑动支架包括多根垂直设置在所述第一杆件上的第二杆件，所述滑动支架能够相对所述第一杆件沿平行于所述第一杆件的轴向方向移动。

可选的，所述滑动支座还包括多根设置在所述第二杆件底部的第三杆件，所述第二杆件沿平行于所述第一杆件的轴向设置，所述第三杆件的底部设置有滑槽，所述第一杆件上沿轴向设置有凸起，所述滑槽卡设在所述凸起上以使所述第三杆件能够相对所述第一杆件滑动。

可选的，所述第一杆件上还设置有定位圆台，所述定位圆台用于将所述第一分块及所述第二分块吊装至所述底架上时进行定位。

可选的，相邻两根所述第一杆件的间隙内还设置有若干定位桩，所述定位桩固定在所述地面上，所述定位桩用于对所述第一分块及所述第二分块相对移动时进行定位。

可选的，所述第一分块及所述第二分块内分别设置有第一钢筋笼及第二钢筋笼，所述第一钢筋笼的两端分别从所述第一分块的两端延伸至所述现浇区内，所述第二钢筋笼的两端分别从所述第二分块的两端延伸至所述现浇区内，且所述第一钢筋笼的两端与所述第二钢筋笼的两端在对应的现浇区内相互交叉搭接。

可选的，所述连接组件还包括多个调节螺杆，所述调节螺杆的两端分别设置在所述第一连接件及所述第二连接件的顶部以调节所述第一连接件及所述第二连接件之间的间距。

可选的，所述第一连接件及所述第二连接件均为槽钢，所述槽钢内还设置有加劲肋，所述第三连接件为底面端板。

可选的，所述第一分块的端部表面与所述第二分块的端部表面均设置有若干凹槽，至少部分所述凹槽内粘贴有止水橡胶条。

可选的，所述第一分块及所述第二分块的形状相同且均为u形。

基于此，本申请还提供了一种所述的二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法，包括：

将底架固定在地面上并校正所述底架的水平度；

将所述第一分块及所述第二分块相对放置在所述底架上并调整好所述第一分块的端部与所述第二分块的端部之间的间距；

在所述第一分块的端部和对应的所述第二分块的端部处设置连接组件，每个连接组件包括平行设置的第一连接件及第二连接件，所述第一连接件的两侧至少覆盖部分所述第一分块的端部外壁及部分所述第二分块的端部外壁，所述第二连接件的两侧至少覆盖部分所述第一分块的端部内壁及部分所述第二分块的端部内壁，所述第一连接件、所述第二连接件、所述第一分块及所述第二分块之间围合出一现浇区；

往所述现浇区内浇筑有混凝土以连接所述第一分块与所述第二分块，最终形成一个完整的管节。

可选的，所述连接组件还包括多个调节螺杆，往所述现浇区内浇筑有混凝土以连接所述第一分块与所述第二分块之前，所述二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法还包括：

将所述调节螺杆的两端分别设置在所述第一连接件及所述第二连接件的顶部以调节所述第一连接件及所述第二连接件之间的间距。

可选的，将所述第一分块及所述第二分块相对放置在所述底架上之前，所述二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法还包括：

对所述第一分块的端部表面及所述第二分块的端部表面进行凿毛处理。

本发明提供了一种二分式预制管节湿接头连接结构及其施工方法，通过在所述现浇区内浇筑混凝土以形成湿接头来连接第一分块及第二分块，克服了采用螺栓连接时需要预埋件，止水困难且连接强度低的缺点，提高了第一分块与第二分块之间的连接强度及连接质量。

附图说明

图1-图2为本发明实施例提供的二分式预制管节湿接头连接结构的俯视图；

图3为本发明实施例提供的二分式预制管节湿接头连接结构的主视图；

图4为本发明实施例提供的二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法的步骤图；

其中，附图标记为：

100-底架；210-第一分块；220-第二分块；310-第一连接件；320-第二连接件；330-调节螺杆；400-现浇区；510-第一钢筋笼；520-第二钢筋笼；610-第二杆件；620-第三杆件；700-定位圆台；800-定位桩。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种二分式预制管节湿接头连接结构，包括：

底架100；

第一分块210及第二分块220，相对设置在所述底架100上且能够在所述底架100上相对移动，所述第一分块210的两端与所述第二分块220的两端一一对应，且所述第一分块210的端部与对应的所述第二分块220的端部之间具有间隙；

两个连接组件，用于连接所述第一分块210的端部与所述第二分块220的端部，每个连接组件包括平行设置的第一连接件310、第二连接件320及第三连接件，所述第一连接件310的两侧至少覆盖部分所述第一分块210的端部外壁及部分所述第二分块220的端部外壁，所述第二连接件320的两侧至少覆盖部分所述第一分块210的端部内壁及部分所述第二分块220的端部内壁，所述第三连接件位于所述第一分块210及所述第二分块220的底部且至少覆盖所述间隙，所述第一连接件310、所述第二连接件320、所述第三连接件、所述第一分块210及所述第二分块220之间围合出一上部开口的现浇区400，所述现浇区400内填充有混凝土。

具体的，所述第一分块210及第二分块220为一个顶管管节的两个主体部分，即可以是在工厂已经预制成型的管节分块，其结构可以是钢筋混凝土结构，可通过特定的管节预制模板围合出相应的浇筑区域，然后在所述浇筑区域内放置钢筋笼并填充好混凝土以形成所述第一分块210及第二分块220。本实施例中，所述第一分块210的端部与对应的所述第二分块220的端部之间具有间隙，所述第一分块210及所述第二分块220经运输至施工现场后，通过往所述间隙内填充混凝土以连接所述第一分块210及所述第二分块220，从而形成一个完整的管节。

本实施例中，所述第一分块210及所述第二分块220的形状相同且均为u形。应当理解的是，所述第一分块210及所述第二分块220的形状可依据管节的形状进行调整，若所述管节的形状为环形，则所述第一分块210及所述第二分块220均可以是半环形，若所述管节的形状为矩形，则所述第一分块210及所述第二分块220的形状可以是u形。

请继续参照图2及图3，所述第一分块210及所述第二分块220内分别设置有第一钢筋笼510及第二钢筋笼520，所述第一钢筋笼510的两端分别从所述第一分块210的两端延伸至所述现浇区400内，所述第二钢筋笼520的两端分别从所述第二分块220的两端延伸至所述现浇区400内，且所述第一钢筋笼510的两端与所述第二钢筋笼520的两端在对应的现浇区400内相互交叉搭接。通过搭接的方式使第一分块210与第二分块220紧密的连接在一起，提高了所述第一分块210与第二分块220的连接强度及抗拉强度。

本实施例中，所述第一分块210的端部表面与所述第二分块220的端部表面均设置有若干凹槽，至少部分所述凹槽内粘贴有止水橡胶条。具体的，可通过高压水枪对所述第一分块210与所述第二分块220的端部表面进行凿毛处理，使得其端部表面凹凸不平，使得其端部表面凹凸不平，以便于现浇混凝土时形成自然咬合面，提高止水效果及受力性能。此外，通过设置止水橡胶条能够有效防止混凝土中的泥水渗漏，进一步提高止水效果。

请继续参照图2及图3，所述底架100用于支撑所述第一分块210及所述第二分块220。本实施例中，所述底架100包括多根平行设置的第一杆件，所述二分式预制管节湿接头连接结构还包括两个滑动支架，所述第一分块210及所述第二分块220分别设置在两个所述滑动支架上，每个所述滑动支架包括多根垂直设置在所述第一杆件上的第二杆件610，所述滑动支架能够相对所述第一杆件沿平行于所述第一杆件的轴向方向移动。相当于所述第一杆件与所述第二杆件610横纵分布以形成一网格状结构。

本实施例中，所述滑动支座还包括多根设置在所述第二杆件610底部的第三杆件620，所述第二杆件610沿平行于所述第一杆件的轴向设置，所述第三杆件620的底部设置有滑槽，所述第一杆件上沿轴向设置有凸起，所述滑槽卡设在所述凸起上以使所述第三杆件620能够相对所述第一杆件滑动。由于所述第二杆件610设置在所述第三杆件620上，而所述第一分块210及所述第二分块220设置在所述第二杆件610上，当所述第三杆件620相对所述第一杆件滑动时，带动所述第二杆件610以及所述第二杆件610上的第一分块210或第二分块220沿所述第一杆件的轴向滑动，以实现所述第一分块210及所述第二分块220在所述底架100上相对移动，从而调节所述第一分块210与第二分块220之间的距离，以便于后续得到完整的管节。应当理解的是，所述第三杆件620上还设置有刹车装置，当所述第一分块210与所述第二分块220移动到预设位置后，通过所述刹车装置即可实现所述第一分块210与所述第二分块220的制动，并对所述第一分块210与所述第二分块220进行固定。为更好的固定住所述第一分块210与所述第二分块220，可在所述第一分块210及所述第二分块220的后面设置千斤顶，通过刹车装置和千斤顶配合进行固定。

本实施例中，所述第一杆件的数量为4根，第二杆件610的数量为6根，所述第一分块210及所述第二分块220分别放置在3根所述第二杆件610上，所述第三杆件620为8根，分别对应4根所述第一杆件的位置设置，且所述第三杆件620的长度要小于所述第一杆件的二分之一长度，每4根第三杆件带动所述第一分块210或所述第二分块220移动。

当然，本实施例仅阐述了所述底架100的一种情况，例如，所述底架100还可以是在工厂预制所述第一分块210及第二分块220时用的底座，本申请对此不作任何限制。

请继续参照图1，所述第一杆件上还设置有定位圆台700，所述定位圆台700用于将所述第一分块210及所述第二分块220放置在所述底架100上时进行定位。应当理解的是，为保证现浇后的管节的形状，需要使第一分块210及第二分块220在工厂预制时的相对位置和所述第一分块210及所述第二分块220在现浇拼接时的相对位置需要保持一致，故可通过所述定位圆台700在将所述第一分块210及所述第二分块220吊装至所述底架100上时进行定位，以便于将所述第一分块210及所述第二分块220连接成一个完整的管节。

本实施例中，所述定位圆台700为8个，每4个定位圆台700分别对所述第一分块210及所述第二分块220的吊装进行定位。当然，本申请对于定位圆台700的位置、数量及分布方式均不作任何限制。

进一步，相邻两根所述第一杆件的间隙内还设置有若干定位桩800，所述定位桩800设置用于对所述第一分块210及所述第二分块220相对移动时进行定位。为保证所述第一分块210及所述第二分块220的连接质量，通过固定在所述地面上的所述定位桩800可以指示出所述第一分块210及第二分块220在所述底架100上相对移动时是否到达预设位置，防止所述第一分块210与所述第二分块220之间的间隙过大或过小。

本实施例中，所述定位桩800为4个，每两个定位桩800分别对所述第一分块210及所述第二分块220定位。当然，本申请对于定位桩800的位置、数量及分布方式均不作任何限制。

请参照图1-图2，所述第一分块210的两端与所述第二分块220的两端一一对应，且所述第一分块210的两端分别通过两个所述连接组件与所述第二分块220的两端连接。每个连接组件包括平行设置的第一连接件310、第二连接件320及第三连接件，所述第一连接件310、所述第二连接件320、所述第三连接件、所述第一分块210及所述第二分块220之间围合出一个矩形柱状的现浇区400，所述矩形柱的开口朝上，通过往所述现浇区400浇筑混凝土以连接所述第一分块210及第二分块220，从而形成一个完整的管节。本实施例中，所述现浇区400为两个，分别设置在底架100相对的两侧。

通过在所述现浇区400内浇筑混凝土以形成湿接头，克服了采用螺栓连接时需要预埋件，止水困难且连接强度低的缺点，提高了第一分块210与第二分块220之间的连接强度及连接质量。

本实施例中，所述混凝土为超高性能混凝土(uhpc)。uhpc具有早强性、耐久性高、强度高、韧性好、自修复的特点，适当配筋的uhpc力学性能接近钢结构，同时uhpc具有优良的耐磨、抗爆性能。经试验该混凝土性能在钢筋搭接的一定长度下，具有其他物理连接如(焊接和螺栓连接)的强度性能。此外，采用uhpc能够大量节约人力、时间及操作工序，通过使用uhpc能够极大地提升第一分块210与第二分块220之间的连接强度及连接质量，保证其使用功能及寿命。

本实施例中，所述第一连接件310及所述第二连接件320均为槽钢，所述槽钢内还设置有加劲肋，所述第三连接件为底面端板。所述槽钢包括底板及设置于所述底板两侧的两块翼缘板，所述翼缘板朝背离所述现浇区400的方向延伸，所述加劲肋设置在两个所述翼缘板之间，以增加其强度。所述底板的两侧与所述第一分块210及所述第二分块220接触并作为所述现浇区400的内外两个侧壁，所述底面端板作为所述现浇区400的底壁。

本实施例中，所述第一连接件310及所述第二连接件320的底部可通过螺纹连接的方式固定在所述底架100上，当然，也可以通过其他可拆卸的方式，例如卡扣连接，本申请对此不作任何限制。所述第一连接件310的顶部、所述第二连接件320的顶部、所述第一分块210的顶部及所述第二分块220的顶部齐平，使最终浇筑的管节连接处的表面更加平整。

请继续参照图1，所述连接组件还包括多个调节螺杆330，所述调节螺杆330的两端分别设置在所述第一连接件310及所述第二连接件320的顶部以调节所述第一连接件310及所述第二连接件320之间的间距。应当理解的是，当在所述现浇区400内填充混凝土中时，会施加给所述第一连接件310一个向外的力以及施加给第二连接件320一个向内的力，通过所述调节螺杆330能够施加给所述第一连接件310及所述第二连接件320一个反向的力以保证所述第一连接件310与所述第二连接件320之间的间距，从而保证所述现浇区400的形状。例如，每个所述调节螺杆330包括一连接杆及两个连接座，两个所述连接座分别设置在所述第一连接件310及所述第二连接件320上，所述连接杆的两端分别贯穿两个所述连接座后通过一螺母锁紧，通过旋转所述螺母以调节所述连接杆在所述第一连接件310及所述第二连接件320之间的长度，从而施加给所述第一连接件310及所述第二连接件320一个反力。

基于此，本申请还提供了一种二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法，请参照图4，并结合图1-图3，包括：

步骤s1：将底架100固定在地面上并校正所述底架100的水平度；

步骤s2：将所述第一分块210及所述第二分块220相对放置在所述底架100上并调整好所述第一分块210的端部与所述第二分块220的端部之间的间距；

步骤s3：在所述第一分块210的端部和对应的所述第二分块220的端部处设置连接组件，每个连接组件包括平行设置的第一连接件310及第二连接件320，所述第一连接件310的两侧至少覆盖部分所述第一分块210的端部外壁及部分所述第二分块220的端部外壁，所述第二连接件320的两侧至少覆盖部分所述第一分块210的端部内壁及部分所述第二分块220的端部内壁，所述第一连接件310、所述第二连接件320、所述第一分块210及所述第二分块220之间围合出一现浇区400；

步骤s4：往所述现浇区400内浇筑有混凝土以连接所述第一分块210与所述第二分块220，最终形成一个完整的管节。

具体的，先执行步骤s1，将底架100固定在地面上并校正所述底架100的水平度，所述底架100与地面之间不能有间隙，如有间隙，必须填实，以保证所述底架100的水平度。

在执行步骤s2之前，所述二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法还包括：对所述第一分块210的端部表面及所述第二分块220的端部表面进行凿毛处理。具体的，可通过高压水枪对所述第一分块210与所述第二分块220的端部表面进行凿毛处理，使得其端部表面凹凸不平，以便于现浇混凝土时形成自然咬合面，提高止水效果及受力性能。同时，所述第一分块210及所述第二分块220的端部表面具有凹槽，且所述凹槽内设置有止水橡胶条，通过设置止水橡胶条能够有效防止混凝土的泥水渗漏，进一步提高止水效果。

然后在执行步骤s2，将所述第一分块210及所述第二分块220相对放置在所述底架100上，通过推动组件使所述第一分块210及所述第二分块220在所述底架100上相对移动至预设位置后进行固定。本实施例中，所述第一分块210及所述第二分块220内分别设置有第一钢筋笼510及第二钢筋笼520，所述第一钢筋笼510的两端分别从所述第一分块210的两端延伸至所述现浇区400内，所述第二钢筋笼520的两端分别从所述第二分块220的两端延伸至所述现浇区400内，将所述第一分块210及所述第二分块220相对放置时，所述第一钢筋笼510的两端与所述第二钢筋笼520的两端在对应的现浇区400内相互搭接。

接着，执行步骤s3，在所述第一分块210的端部和对应的所述第二分块220的端部处设置连接组件，以围合出两个现浇区400。

在执行步骤s4之前，所述连接组件还包括多个调节螺杆330，所述二分式预制管节湿接头连接结构的施工方法还包括：

将所述调节螺杆330的两端分别设置在所述第一连接件310及所述第二连接件320的顶部以调节所述第一连接件310及所述第二连接件320之间的间距。通过锁紧所述调节螺杆330以保证在后续现浇混凝土的过程中第一连接件310及第二连接件320的相对位置。

最后执行步骤s4，往所述现浇区400内浇筑有混凝土以连接所述第一分块210与所述第二分块220，最终形成一个完整的管节。本实施例中，所述混凝土为uhpc，在uhpc浇筑完成后需要在所述uhpc及第一分块210和第二分块220的连接处的外部涂抹单组分聚脲防水材料，涂抹区域满足国家与地区现行的规范、规程。

综上，本发明提供了一种二分式预制管节湿接头连接结构及其施工方法，包括：底架；第一分块及第二分块，相对设置在所述底架上且能够在所述底架上相对移动，所述第一分块的两端与所述第二分块的两端一一对应，且所述第一分块的端部与对应的所述第二分块的端部之间具有间隙；两个连接组件，用于连接所述第一分块的端部与所述第二分块的端部，每个连接组件包括平行设置的第一连接件、第二连接件及第三连接件，所述第一连接件的两侧至少覆盖部分所述第一分块的端部外壁及部分所述第二分块的端部外壁，所述第二连接件的两侧至少覆盖部分所述第一分块的端部内壁及部分所述第二分块的端部内壁，所述第三连接件位于所述第一分块及所述第二分块的底部且至少覆盖所述间隙，所述第一连接件、所述第二连接件、所述第三连接件、所述第一分块及所述第二分块之间围合出一上部开口的现浇区，所述现浇区内填充有混凝土。通过在所述现浇区内浇筑混凝土以形成湿接头，克服了采用螺栓连接时需要预埋件，止水困难且连接强度低的缺点，提高了第一分块与第二分块之间的连接强度及连接质量。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。