一种路基钢波纹管涵顶进结构及顶进施工方法与流程

1.本发明涉及涵洞工程施工技术领域，具体涉及一种路基钢波纹管涵顶进结构及顶进施工方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国社会经济的快速发展，我国的基础建设也得到了较大的发展。钢波纹管是一种柔性管，具有良好的变形能力，其轴向波纹的存在不仅可以增加其径向刚度，还具有显著的轴向位移补偿功能，可解决地基沉降变形带来的涵洞破坏。
3.目前在许多建筑物的通道或立交工程中已经广泛应用到了顶进法涵洞施工技术，如市政道路施工、长城古迹等。当钢波纹管涵的长度较大时，采用顶进施工技术要求高，如何提高顶进效率并降低对既有交通的影响是一项关键技术。
4.目前常见的钢波纹圆管涵在顶进法施工时摩阻力较大，常常因千斤顶提供的顶力不足而耗时较长。倘若顶推力过大，钢波纹管涵也会产生损伤。同时，钢波纹管结构外侧凹槽与路基土体衔接不充分，在上部荷载作用下，路基土体将向钢波纹管凹槽移动，导致路面发生不均匀沉降、路面平整度降低，影响了道路交通通行的舒适性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种路基钢波纹管涵顶进结构及施工方法，以克服现有技术钢波纹管涵整体刚度不高及利用现有钢波纹涵施工时效率比较低、路基易变形的问题。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种路基钢波纹管涵顶进结构，包括多段钢波纹管、钢楔、注浆管和注浆管连接装置，所述头部的钢波纹管一端连接有钢楔，另一端与相邻的钢波纹管固定连接，钢波纹管外侧壁上安装有注浆管，所述注浆管上开有注浆孔，注浆管的两端设有螺纹，相邻钢波纹管上的注浆管通过注浆管连接装置连接。
8.进一步的，所述钢楔与钢波纹管之间设有法兰盘。
9.进一步的，所述法兰盘上开有多个螺栓连接孔和多个注浆管通过孔。
10.进一步的，所述钢楔为中空的圆台状结构。
11.进一步的，所述钢楔与钢波纹管接触的一端周向安装有连接螺栓。
12.进一步的，相邻两个钢波纹管之间通过法兰盘固定连接。
13.进一步的，所述注浆管连接装置包括螺栓，螺栓上设有螺母。
14.进一步的，所述螺栓为中空结构。
15.进一步的，所述注浆管端部螺纹与注浆管连接装置上的螺母内螺纹配合连接。
16.一种路基钢波纹管涵顶进施工方法，包括以下步骤：
17.s1，将钢楔通过固定连接在钢波纹管一端，钢波纹管另一端通过垫块与千斤顶相连，调整垫块和千斤顶的位置将钢楔对准要施工的土体；
18.s2，通过千斤顶控制钢楔和钢波纹管顶入土体，保持顶进施工的方向始终保持垂
直，待顶进到指定深度后。撤下千斤顶和垫块，进行土的外运；
19.s3，将下一节钢波纹管通过法兰盘与上一节钢波纹管连接，相邻钢波纹管上的注浆管通过注浆管连接装置连接，利用千斤顶完成第二节钢波纹管的顶进；
20.s4，重复s1、s2，直至整个涵洞拼接完成；
21.s5，通过注浆管上的注浆孔将预先配置好的注浆注入钢波纹管外围。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
22.本发明一种路基钢波纹管涵顶进结构，包括多段钢波纹管、钢楔、注浆管和注浆管连接装置，头部的钢波纹管连接有钢楔，钢波纹管头部的钢楔在施工过程中可以有效减小管涵头部进入洞穴的阻力，钢波纹管外侧壁上安装有注浆管，注浆管可以增加钢波纹管涵的整体刚度，相邻钢波纹管上的注浆管通过注浆管连接装置连接，钢波纹管涵进入土体后，钢波纹管顶进过程中，注浆管可以通过注浆减小涵洞与土体之间的摩擦阻力，进而提高施工效率，施工结束后，注浆管还可以通过注浆孔进行注浆来填补波纹与土之间的空隙，从而减小涵洞对路面造成的影响。
23.进一步的，钢楔与钢波纹管，相邻钢波纹管之间通过法兰盘连接，有效提高了装置的整体刚度。
24.进一步的，钢楔为中空的圆台状结构，钢楔呈上粗下尖的形状，有较高的切割效率，在施工过程中可以减小管涵头部进入洞穴的阻力，同时减少管涵由于坡度引起的不均衡受力，提高施工质量，同时钢楔通过法兰盘与管涵头部连接，便于施工后的拆除。
25.进一步的，注浆管连接装置的连接螺栓为中空结构，保证注浆管连接后的贯通，且在注浆管连接装置上装有橡胶垫，有效防止了涵管漏水，渗水等问题。
26.一种路基钢波纹管涵顶进施工方法，将钢楔安装在钢波纹管的头部，在钢波纹管后端通过垫块连接千斤顶，通过千斤顶将钢波纹管顶进土体中，待钢波纹管顶进到一定深度后，撤下千斤顶和垫块，进行土的外运，将下一节钢波纹管通过法兰盘与上一节钢波纹管连接，相邻钢波纹管上的注浆管通过注浆管连接装置连接，利用千斤顶完成第二节钢波纹管的顶进，如此往复，直至整个涵洞拼接完成，施工完成后，通过注浆管上的注浆孔将预先配置好的注浆注入钢波纹管外围，可以有效减小涵洞对路面造成的影响，本发明适用范围广，不仅适用于地基承载力较差的区域，诸如多年冻土区、软土区、膨胀土地区以及湿陷性黄土地区等，还适用于砂石、水泥及钢筋匮乏或运距较远的区域。
附图说明
27.图1为本发明实施例中钢波纹管涵安装示意图。
28.图2为本发明实施例中钢楔与钢波纹管连接示意图。
29.图3为本发明实施例中相邻钢波纹管连接示意图。
30.图4为本发明实施例中单节钢波纹管示意图。
31.图5为本发明实施例中钢楔结构示意图。
32.图6为本发明实施例中钢楔截面图。
33.图7为本发明实施例中注浆管结构示意图。
34.图8为本发明实施例中注浆管连接装置示意图。
35.图9为本发明实施例中法兰盘结构示意图。
36.其中，1、钢波纹管；2、钢楔；3、注浆管；4、注浆管连接装置；5、法兰盘；1-1、波形截面；1-2、耐腐蚀外层；2-1、连接螺栓；2-2、钢楔刀片；3-1、注浆孔；4-1、橡胶垫；4-2、特殊六角螺母；4-3、六角螺母；4-4、可转动螺母；4-5；连接螺栓；5-1、螺栓连接孔；5-2、注浆管通过孔。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
38.如图1至图9所示，一种路基钢波纹管涵顶进结构，包括多段钢波纹管1、钢楔2、注浆管3和注浆管连接装置4，所述头部的钢波纹管1一端连接有钢楔2，另一端与相邻的钢波纹管1固定连接，钢波纹管1外侧壁上安装有注浆管3，所述注浆管3上开有注浆孔3-1，注浆管3的两端设有螺纹，相邻钢波纹管1上的注浆管3通过注浆管连接装置4连接；具体的，钢波纹管1外侧壁为波形截面1-1，钢波纹管1上还覆盖有耐腐蚀外层1-2，钢楔2与头部的钢波纹管1连接，四根钢制注浆管3均匀焊接在钢波纹管1的侧壁上，注浆管3的两端开有螺纹，注浆管3上的注浆孔3-1呈梅花型分布，且波形截面1-1侧壁上的每个波谷处均有数量和间距相同的注浆孔3-1，注浆孔3-1可将预先配置好的注浆注入钢波纹管1外围填补空隙，防止出现较为危险的截面，注浆管3上的螺纹便于各管段之间注浆管3的连接，本发明通过在头部的钢波纹管1连接钢楔2，另一端与相邻的钢波纹管1固定连接，在钢波纹管1侧壁上焊接注浆管3，注浆管3不仅可以增加钢波纹管涵的整体刚度，还可以通过注入注浆减小涵洞与土体之间的摩阻力来进行快速施工，注浆管3可以在施工结束后，进行注浆填补空隙，减小涵洞对路面造成的影响。
39.如图3、图5、图9所示，法兰盘5上开有4个注浆管通过孔5-2与8个螺栓连接孔5-1，钢楔2的端部周向安装有连接螺栓2-1，钢楔2与钢波纹管1、以及相邻的两钢波纹管1之间均穿过法兰盘5上的螺栓连接孔5-1固定连接，提高了钢波纹管涵的整体结构强度。
40.如图5、图6所示，钢楔2的钢楔刀片2-2围成中空的圆台状结构，钢楔2呈上粗下尖的形状，在施工过程中减小管涵头部进入洞穴的阻力，同时减少管涵由于坡度引起的不均衡受力，提高了施工质量；且钢楔2通过法兰盘5与钢波纹管1头部相连接，便于施工后的拆除，重复利用以达到环保要求。
41.如图8所示，注浆管连接装置4包括螺栓4-5，螺栓4-5上设有螺母，螺栓4-5为中空结构，具体的，螺栓4-5上设有特殊六角螺母4-2、六角螺母4-3和可转动螺母4-4，其中，特殊六角螺母4-2内部具有分隔装置，一部分先连接一段注浆管3，使特殊六角螺母4-2既能连接注浆管3，又能与六角螺母4-3配合法兰盘5起到约束作用，螺栓4-5为中空结构，保证注浆管3连接后的贯通，可转动螺母4-4连接另一段注浆管3，且在两个连接口之间设置橡胶垫4-1，有效防止涵管漏水，渗水的问题。
42.相邻的注浆管3通过注浆管连接装置4连接，具体的，先在注浆管3上连接特殊六角螺母4-2，再将带有六角螺母4-3、可转动螺母4-4的连接螺栓4-5插入法兰盘上的注浆管通过孔5-2，使得连接螺栓4-5与特殊六角螺母4-2相连，在调节可转动螺母4-4与另一个管节的注浆管3相连，最后调节六角螺母4-3，使其对法兰盘5起到约束作用。
43.本发明的工作步骤：
44.钢波纹管1通过法兰盘5与头部的钢楔2连接，千斤顶通过钢垫块与钢波纹管接触，
使二者处于紧贴状态，千斤顶外接电源，通过千斤顶控制钢楔顶入土体，控制千斤顶的顶进速率和深度，保持顶进施工方向始终垂直，待第一节钢波纹管1顶进到合适深度时，撤下千斤顶与钢垫块，进行土的外运工作。
45.将第二节钢波纹管1与第一节相连，相邻钢波纹管1上的注浆管3通过注浆管连接装置4连接，注浆管连接装置4固定在法兰盘5上，利用千斤顶与钢垫块完成第二节钢波纹管1的顶进，重复以上步骤，直至整个涵洞拼接完成。
46.顶进过程中通过注浆管3上的注浆孔3-1将预先配置好的注浆注入钢波纹管1外围填补空隙，减小涵洞对路面造成的影响。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。