[发明专利]一种全回收装配式矩形顶管工作井钢结构支护装置及其工作井的施工方法

权利要求书

1.一种全回收装配式矩形顶管工作井施工方法，其特征在于：

1)施工预制环梁

在施工场地测量放线，并开挖基槽以满足预制环梁安装；

铺设垫层，将预制环梁安放至基槽位置处，调平连接固定；

2)开挖支护第一节

开挖第一层土方；

土方开挖深度与拼装的第一环结构高度相匹配；

将四根角柱和第一环H型钢分别与预制环梁拼装连接，所述角柱位于矩形工作井四个角点位置处，所述第一环H型钢紧贴预制环梁底面；

将H型钢与角柱节点处通过螺栓固定连接；

将第一环压型钢板与第一环H型钢通过螺栓固定，第一环压型钢板位于第一环H型钢下面；

安装第一层内支撑，包括角撑、对撑和八字撑，将第一层内支撑与第一环H型钢通过螺栓固定；

在第一环支护结构背后进行注浆充填施工；

依次交替开挖土方、拼装角柱、H型钢、压型钢板、内支撑，并完成拼装连接和注浆施工，直至开挖支护至后背墙(或洞口)顶面；

3)开挖支护第二节

开挖土方；

在四角安装角柱，在洞口侧拼装预制洞口结构，在后背墙侧拼装预制后背墙结构，在另外两侧拼装H型钢和压型钢板，将所有结构与角柱相交的节点处通过螺栓固定连接，并将所有结构与上一环结构通过螺栓固定连接；

安装内支撑，包括角撑和对撑，将内支撑与对应环的H型钢通过螺栓固定；

在支护结构背后进行注浆充填施工；

依次交替开挖土方拼装洞口结构、后背墙结构、H型钢、压型钢板、角柱和内支撑，并完成拼装连接和注浆施工，直至开挖支护至竖井底面标高；

安装纵向通长立柱，并用高强螺栓将纵向通长立柱与每环H型钢紧固连接，通长立柱底端需深于竖井底面；

4)封底

现场浇筑封底混凝土，并保证将四角立柱和通长立柱埋置于封底混凝土内；

5)换撑施工

拆除对撑和八字撑，提供顶管施工工作面；

6)顶管施工

进行顶管顶进或接收施工；

7)回填回收

自井底往上逐层拆除支护结构，跟进回填，夯实，直至结构全部回收并回填完成。

2.根据权利要求1所述的用于全回收装配式矩形顶管工作井的钢结构支护装置，其特征在于：所述支护装置由预制环梁、预制支护结构、预制洞口、预制后背墙和封底通过拼装组成；

所述预制支护结构由H型钢、压型钢板、角柱、内支撑通过螺栓连接构成；

所述预制环梁采用钢筋混凝土结构，且预制环梁的顶面与地面齐平或略高于地面；

所述预制环梁上设置有用于与预制支护结构的H型钢连接的预埋件a；

所述预制环梁上设置有用于与预制支护结构的角柱连接的预埋件b；

所述H型钢的翼板呈竖直放置，用于充分利用H型钢的抗弯性能，提高结构承载能力；

在所述H型钢上下间隔焊接有连接件a，将H型钢与压型钢板通过连接件a拼装连接；

在所述H型钢的一端焊接连接件b，实现H型钢之间的横向连接；

在所述H型钢的另一端预留圆形连接孔，实现H型钢与角柱之间的连接；

在所述H型钢翼板上预留圆形连接孔，实现H型钢与角撑之间的连接；

所述压型钢板左右焊接有平面钢条作为连接法兰，通过螺栓实现压型钢板间的横向连接；

所述压型钢板的上下焊接有角钢作为连接法兰，通过螺栓实现压型钢板与H型钢的连接；

所述角柱采用方钢管，设置于矩形工作井的四角；在方钢管外壁上焊接有连接件c，实现方钢管与H型钢间的连接；在方钢管一端焊接有内套筒，另一端预留销栓孔，在内套筒上预留与方钢管上销栓孔相匹配的销栓孔，通过销栓实现上下两节方钢管之间的连接；

所述角撑采用工字钢，在工字钢两端焊接有连接板，用于与H型钢间通过螺栓进行连接；

所述预制洞口由内洞口结构和外洞口结构组成；其中外洞口结构左右两端与角柱连接，上端与预制支护结构的压型钢板连接，下端与工作井封底连接；

所述外洞口结构由H型钢、迎土侧挡板a、肋板a、外洞口法兰盘通过焊接而形成；

所述内洞口结构由H型钢、迎土侧挡板b、肋板b通过焊接而形成；

所述内洞口结构与外洞口结构通过螺栓连接，从而构成预制洞口；

所述外洞口法兰盘通过连接固定止水条，从而保证顶管机顶进时不漏浆；

在所述预制洞口结构内部的肋板a间、肋板b间，充填轻质抗压混凝土，即可作为预制后背墙使用；

所述封底采用现浇混凝土的方式进行工作井封底施工。