管幕结构及其施工方法与流程

本发明涉及总的涉及管幕施工领域，特别涉及一种管幕结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着经济发展和世界人口密度不断增加，地面资源及可开发的空间越来越少，城市向地下空间发展是国际化大都市发展的必然趋势,也是城市向可持续、生态型方向发展的必然之路。因此，诸如解决城市交通拥挤的地下铁道、公路隧道或各种地下通道、人防地下通道等的城市隧道工程大量涌现。尤其是在城区内修建地下结构时，面对老旧房屋、道路管线、保护建筑等问题，如何能保证施工不影响周边居民及环境，真正做到绿色施工，这是一个较难解决的问题。

2、面对这些问题，暗挖工艺逐渐成为在复杂环境下修建地下结构的首选。暗挖工艺相较明挖工艺有着不影响周边居民及环境等显著优点，成为了在复杂环境下修建地下结构的首选。目前主流的暗挖施工工法有顶管、盾构、管幕工法等。相较其他工法，管幕工法对于施工空间的要求及周边环境的影响都要更小，并能够有效减少地面沉降。

3、在传统管幕法施工工艺中，大多利用圆形钢管顶进，各钢管间依靠单根锁扣相连，并在锁扣处注入止水剂，形成密封的止水帷幕。管幕法形成的断面形式有多种形状，如半圆型、圆型、门字型、口字型等。施工时，在管幕的保护下，对管幕内上体加固处理后，边挖边支撑，至管幕段开挖贯通，再浇筑结构体。该工法由于管幕的作用，可以显著减少地面沉降。

4、在传统管幕法施工工艺中，由于钢管间仅依靠单根锁扣相连，钢管节并未横向受力，因此形成的断面尺寸较小。另外，为了防止单根锁扣相连带来的渗漏水问题，在钢管节外侧需进行大量的加固或注浆。再有，土方开挖时需要进行大量加固和设置支撑体系，以保证土方掌子面稳定性及管节稳定。因此，传统的管幕法施工存在成本高、效率低、耗时长的问题。

5、具体地，cn211370430u公布了一种用于管幕管节的刚性连接结构，其中使用卡接结构实现了相邻管节结构的相连。虽然cn211370430u的方案能够保证相邻管节连接结构相连时的线接触，且减小了插入时的摩擦力，安装更加方便。然而，这种单锁扣形式的圆管幕无法在间隙位置形成密闭空腔，无法用混凝土填充，管幕整体性能较差，不利于形成大尺寸断面形式。

6、为了解决上述问题，cn212508330u提出了一种束合方形管幕，即采用方形管节束合成管幕。与常规的管幕施工法相比，这种束合方形管幕可通过施加横向预应力而提高管幕的整体性，从而达到更高的安全性和经济性。为了进行横向预应力张拉，需在管幕及管节间隙内填充混凝土。然而，目前缺少一种能有效填充各方形管节之间间隙的结构和施工工艺，不能保证间隙内没有土方及混凝土浇筑密实。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明目的在于，提供一种能有效适用于不同形状管节的管幕结构及其施工方法。

2、一种管幕结构，包括管节和推板，其中所述管节是矩形管节，在所述管节的至少一个侧壁上设置有相互间隔的两个锁扣，所述推板嵌合在两个锁扣之间，用于填充两个锁扣之间的空隙，并且将在施工过程中被去除。

3、进一步，所述管节包括沿水平方向布置的第一管节、第二管节和第三管节，这些管节相互邻近侧的锁扣相互锁扣连接，使多个所述管节组合形成一个整体。

4、再进一步，多个所述管节通过所述锁扣组合时，每两个所述管节相互邻近侧的两组锁扣相互锁扣连接，从而在每两个所述管节之间的间隙处形成一个基本密闭的空腔。

5、更进一步，所述管节的一个侧壁上的两个锁扣分别设置在该侧壁的顶部与底部。

6、进一步，所述管节的所述侧壁包括上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁，所述锁扣设置在其中任意两个侧壁上。

7、再进一步，在所述管节的两个相对的侧壁上分别设置有相互间隔的两个锁扣。

8、进一步，所述推板为尼龙材质。

9、进一步，所述管幕结构还包括转接管节和/或沿竖直方向布置的管节。

10、进一步，所述推板的长度应大于或等于管节的长度。

11、本发明还提供了一种管幕结构的施工方法，包含以下步骤：

12、s1)顶管机采用第一顶管机构造，其中顶管机的两侧安装有全断面刮刀，顶管机推进第一管节，同时推进嵌合在第一管节的锁扣之间的推板，该第一管节被当作基准管节；

13、s2)顶管机采用第二顶管机构造，其中顶管机的靠近第一管节一侧安装有非全断面刮刀，而另一侧仍安装有全断面刮刀，顶管机推进第二管节，顶管机的靠近第一管节一侧的非全断面刮刀推出嵌合在第一管节相邻一侧的锁扣之间的推板，形成第一管节和第二管节之间的间隙，与此同时，顶管机的另一侧的全断面刮刀则推进嵌合在第二管节迎土面侧的锁扣之间的推板；以及

14、s3)顶管机仍采用第二顶管机构造，顶管机推进第三管节，顶管机的靠近第一管节一侧的非全断面刮刀推出嵌合在第一管节相邻一侧的锁扣之间的推板，形成第一管节和第三管节之间的间隙，与此同时，顶管机的另一侧的全断面刮刀则推进嵌合在第三管节的迎土面侧的锁扣之间的推板。

15、本发明具有如下有益效果：

16、(1)在本发明中，利用两对锁扣在管节间的间隙形成一个密封空腔，在密闭空腔内填充混凝土大大提高了整个管幕结构的整体性。

17、(2)在铺设管节的过程中，创造性地对管节间隙用推板进行填充，且推板可以在施工下一管节时被去除。这样做使管节间隙内部不残留土方，保证了间隙内部的清洁，并为后期填充混凝土提高横向预应力张拉和管幕的整体性提供了便利。

技术特征：

1.一种管幕结构(1)，包括管节(2；2’；2”)和推板(3)，其中所述管节(2；2’；2”)是矩形管节，在所述管节(2；2’；2”)的至少一个侧壁上设置有相互间隔的两个锁扣(5)，所述推板(3)嵌合在两个锁扣(5)之间，用于填充两个锁扣(5)之间的空隙，并且将在施工过程中被去除。

2.如权利要求1所述的管幕结构，其特征在于：所述管节(2；2’；2”)包括沿水平方向布置的第一管节(2)、第二管节(2’)和第三管节(2”)，这些管节相互邻近侧的锁扣(5)相互锁扣连接，使多个所述管节(2；2’；2”)组合形成一个整体。

3.如权利要求2所述的管幕结构，其特征在于：多个所述管节(2；2’；2”)通过所述锁扣(5)组合时，每两个所述管节(2；2’；2”)相互邻近侧的两组锁扣(5)相互锁扣连接，从而在每两个所述管节(2；2’；2”)之间的间隙处形成一个基本密闭的空腔。

4.如权利要求3所述的管幕结构，其特征在于：所述管节(2；2’；2”)的一个侧壁上的两个锁扣(5)分别设置在所述侧壁的顶部与底部。

5.如权利要求1所述的管幕结构，其特征在于：所述管节(2；2’；2”)的所述侧壁包括上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁，所述锁扣(5)设置在其中任意两个侧壁上。

6.如权利要求5所述的管幕结构，其特征在于：在所述管节(2；2’；2”)的两个相对的侧壁上分别设置有相互间隔的两个锁扣(5)。

7.如权利要求1所述的管幕结构，其特征在于：所述推板(3)为尼龙材质。

8.如权利要求1所述的管幕结构，其特征在于：所述管幕结构(1)还包括转接管节和/或沿竖直方向布置的管节。

9.如权利要求1所述的管幕结构，其特征在于：所述推板(3)的长度大于或等于管节的长度。

10.如权利要求1至权利要求9中任一项所述的管幕结构的施工方法，其特征在于，包含以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种管幕结构及施工方法。包括管节和推板，其中所述管节是矩形管节，在所述管节的至少一个侧壁上设置有相互间隔的两个锁扣，所述推板嵌合在两个锁扣之间，用于填充两个锁扣之间的空隙，并且将在施工过程中被去除。该管幕结构可有效保证锁扣之间缝隙的清洁，可通过横向预应力提高管幕的整体性，为后续混凝土填充密实性提供了前提条件。

技术研发人员：周希圣,朱科峰,黄小平,吴东鹏,潘伟强,张耀三,诸颖,周鹏,舒刚强,朱蕾
受保护的技术使用者：上海申通地铁集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15