[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

说明书

本发明公开了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，包括：预制环梁、预制支护结构、预制洞口、预制后背墙、封底；其中，预制支护结构是由H型钢、压型钢板、角柱、内支撑连接形成的支护结构。预制环梁带有与H型钢和角柱连接的预埋件。所述预制支护结构中各预制构件的结构形式及连接方式。预制洞口由内、外洞口结构构成，内外洞口结构间可以实现拆卸，从而满足顶管进出洞施工。外洞口上有可固定止水条的法兰盘，从而保证顶管机顶进时不漏浆；预制后背墙、预制洞口和预制支护结构一体化施工的设计思想，能满足矩形工作井的支护要求、实现支护结构的重复再利用、节约施工工期和造价，避免混凝土结构残留对后期施工的影响等问题。

技术领域

本发明涉及市政等基础设施施工领域，具体为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。

背景技术

顶管施工作为一种典型的非开挖的隧道施工技术，顶管施工技术以其施工速度快捷，对地面交通影响小，施工质量高，无需开挖沿线地层，综合施工成本低等特点，在中小口径的隧道施工中得到了广泛的应用。其施工过程中需要修建大量的顶管井，顶管井的种类有工作井、接收井和中间井等。

顶管井的传统建造方法一般有钢板桩、现浇沉井、灌注桩和地连墙等，也有采用预制沉井支护(CN 202559384 U)、先打桩后挂板支护(CN 110485472 A)和预制钢结构支护(CN 206159648 U)。打桩施工中会产生噪声污染，且施工中的振动会引起地基的变形，影响周边建(构)筑物的安全，拔桩过程中会在地层中产生孔隙；沉井施工中易发生倾斜、偏移等事故，对施工工艺要求高；钻孔灌注桩和地连墙的混凝土凝固时间长、施工机械笨重、施工成本高且不可回收利用；上述预制钢结构支护技术未解决后靠背强度不足和洞口预制问题。

目前的市政管道和一些隧道施工中，多采用顶管技术施工。顶管施工过程中，需要修建始发井、中间井和接收井等顶管工作井。但目前的顶管工作井，多采用钢筋混凝土结构进行施工，存在污染严重，不可重复利用，资源利用率低等问题。也有采用钢板桩进行施工的，但该技术适用于浅基坑施工，且对于周边地层变形的控制效果差。对于圆形顶管工作井的装配式施工有一些前人研究(CN 110485472 A， CN203755315U)，但矩形工作井受力条件相比圆形工作井要复杂。

发明内容

本发明的目的是提供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，提出预制后背墙、预制洞口和预制支护结构一体化施工的设计思想，能满足矩形工作井的支护要求、实现支护结构的重复再利用、节约施工工期和造价，避免混凝土结构残留对后期施工的影响等问题。

一种全回收装配式矩形顶管工作井施工方法，

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；