拉森钢板桩支护基坑中的顶管洞口封堵装置的制作方法

1.本发明属于地下工程技术领域，具体涉及到拉森钢板桩支护基坑中的顶管洞口封堵装置。


背景技术：

2.在拉森钢板桩基坑顶管洞口，由于顶管的顶进会造成土体流失引起拉森钢板桩外侧土方塌陷、基坑内积水、积泥等问题，且存在多方面施工安全隐患。针对这个问题目前主要有两种解决方案，一是采用钢板环封堵，另外是采用钢筋混凝土墙体加钢板环封堵。拉森钢板桩支护基坑顶管洞口仅仅采用钢板环封堵存在以下缺点：1、洞口周围钢板环与钢板桩之间需要采用焊接，焊接损坏钢板桩；2、洞口钢板桩与钢板环之间缝隙较难封堵，且出现渗水、漏水现象。而采用钢筋混凝土墙体加钢板环封堵也存在一些缺点：1、造价高、施工工期长；2、混凝土墙体预留或后期凿除的洞口尺寸精度控制差，一般偏大，顶管施工时，钢板环与混凝土洞口之间一般采用气囊或其他柔性材料再进行二次填充止水，工序繁琐。


技术实现要素：

3.本发明为解决现有技术的不足，提供一种拉森钢板桩支护基坑中的顶管洞口封堵装置及施工方法。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.一种拉森钢板桩支护基坑中的顶管洞口封堵装置，包括封堵钢板，所述封堵钢板中部设有圆形孔洞，一封堵套管穿过圆形孔洞，封堵套管外周设有翼缘，封堵套管翼缘固定在封堵钢板前面或封堵套管翼缘通过封堵套圈固定在封堵钢板前面，封堵套管内径与顶管洞口直径一致；所述封堵钢板背面的左边、上边和右边均焊接有楔形檩条，楔形檩条围出的形状与封堵钢板形状相符，在楔形檩条内分别插接有支撑钢条，插接的支撑钢条首尾相接；所述楔形檩条内侧的钢板上设有对称的两个注浆孔，注浆孔内设有注浆管，注浆管的后端封堵，注浆管的长度小于支撑钢条的宽度；所述封堵钢板的边缘设有若干吊装孔。
6.优选的，所述封堵钢板前面的圆形孔洞周边焊接有若干固定挡块a，固定挡块a上设有螺栓孔a，在封堵套管翼缘上焊接有与固定挡块a对应的固定挡块b，固定挡块b上设有螺栓孔b，螺栓孔a与螺栓孔b对应，封堵套管通过穿过螺栓孔a和螺栓孔b的螺栓固定在封堵钢板前面。
7.优选的，所述封堵钢板前面的圆形孔洞周边焊接有若干固定挡块a，固定挡块a上设有螺栓孔a；所述封堵套圈为内凹的圆环，封堵套圈内径与封堵套管的外径相等，封堵套圈外边缘设有与固定挡块a对应的固定挡块c，固定挡块c上设有螺栓孔c，螺栓孔c与螺栓孔a对应，封堵套圈通过穿过螺栓孔c与螺栓孔a的螺栓固定在封堵钢板前面；所述封堵套圈的内圈周边焊接有若干固定挡块d，固定挡块d上设有螺栓孔d，在封堵套管翼缘上焊接有与固定挡块d对应的固定挡块b，固定挡块b上设有螺栓孔b，螺栓孔b与螺栓孔d对应，封堵套管通过穿过螺栓孔b和螺栓孔d的螺栓固定在封堵套圈上。
8.优选的，所述楔形檩条的楔形槽下宽上窄，插接的支撑钢条底部形状与楔形槽相符。
9.优选的，所述圆形孔洞底端距离封堵钢板底端不小于10cm。
10.优选的，所述支撑钢条的宽度为15-30cm。
11.优选的，所述封堵套管的内径为dn3000或dn1000或dn600。
12.优选的，所述封堵钢板的形状为凸字型或口字型。
13.基于本发明的拉森钢板桩支护基坑中的顶管洞口封堵装置，一种施工方法包括以下步骤：
14.步骤一：顶管洞口放线定位，定位出洞口位置和拉森钢板桩上拔位置；
15.步骤二：将顶管洞口的拉森钢板桩上拔；
16.步骤三：将封堵装置吊装至洞口位置，然后再将封堵装置沿洞口顶进，使得支撑钢条支撑住上拔的拉森钢板桩；
17.步骤四：通过注浆管注浆；
18.步骤五：进行管道顶进作业；
19.步骤六：管道顶进作业完成后，将封堵装置整体拔出。
20.进一步优选的，所述步骤三中，使用发泡胶填充在封堵钢板和拉森钢板桩之间的缝隙中。
21.本发明具有以下有益效果：
22.一、通过本发明装置中的支撑钢条支撑上拔的拉森钢板桩、封堵套管保护顶管洞口周围土体、注浆管进行注浆加固土体等功能的共同组合，解决了拉森钢板桩支护基坑中顶管洞口在常规做法时经常遇到的洞口土方坍塌、泥浆流失、漏水或渗水等一系列影响工程质量和带来施工安全隐患的问题。
23.二、成本低、安装拆卸方便快捷，能够多次周转重复利用。
24.三、相对传统封堵工艺，该装置的封堵顶管洞口的孔径可通过封堵套圈进行变换，可由dn3000顶管封堵变换为dn600顶管封堵或dn1000顶管封堵，也可由dn1000顶管封堵变换为dn600顶管封堵等。
25.四、由于封堵套管和支撑钢条共同作用，封堵钢板与拉森钢板桩之间无需焊接，一是减少了对拉森钢板桩的损坏，二是两者之间可填充发泡胶代替气囊等其他柔性材料作为二次止水。
附图说明
26.图1为本实施例无封堵套圈的结构示意图。
27.图2为本实施例无封堵套圈的后面结构示意图。
28.图3为本实施例带有封堵套圈的结构示意图。
29.图4为本实施例带有封堵套圈的后面结构示意图。
30.图5为本实施例封堵钢板正面结构示意图。
31.图6为本实施例楔形檩条结构示意图。
32.图7为本实施例楔形檩条断面结构示意图。
33.图8为本实施例支撑钢条结构示意图。
34.图9为本实施例封堵套管结构示意图。
35.图10为本实施例封堵套圈结构示意图。
36.图中：1封堵钢板，2圆形孔洞，3封堵套管，4封堵套圈，5楔形檩条，6支撑钢条，7注浆孔，8注浆管，9固定挡块a，10螺栓孔a，11固定挡块b，12螺栓孔b，13固定挡块c，14螺栓孔c，15固定挡块d，16螺栓孔d，17楔形槽,18吊装孔。
具体实施方式
37.以下结合附图给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均属于本发明的保护范围。
38.本发明包括封堵钢板1，封堵钢板1用于封堵拉森钢板桩支护顶管洞口。在用拉森钢板桩支护顶管基坑后，需要预留顶管机的顶进洞口。传统做法就是将此部位的拉森钢板桩按照顶管洞口的高度向上提升，提升后的拉森钢板桩桩底呈现基坑侧墙的原状土质空间，此空间因单根拉森钢板桩的提升高度不同而不同，多以“凸”字形、“口”字形等呈现，这个空间即作为顶管顶进洞口使用。管道顶进施工期间，此空间部位的土体会随着顶管机机头的掘进和管道的顶进出现不同程度的松动、位移甚至塌方等现象。为规避这一现象，施工期间顶管机洞口需要进行临时的加固封堵，因此这里本发明用于加固封堵的钢板称之为封堵钢板1。本实施例以凸字型的封堵钢板1为例进行说明。
39.在封堵钢板1中部设有圆形孔洞2，圆形孔洞2内穿过一封堵套管3，封堵套管3内径与顶管洞口直径一致，封堵套管3的主要作用是保障顶管机顶进管道时，防止洞口周围的土方出现随管道的顶进而变形、松动或坍塌现象，保护顶管洞口部位土质和泌水作用。封堵套管3外周设有翼缘，封堵套管3固定在封堵钢板1上。由于在实际施工中顶管洞口的尺寸主要有三种：dn3000、dn1000、dn600，即顶管洞口的直径主要有3000mm、1000mm和600mm三种，因此圆形孔洞2直径可直接设计为略大于3000mm或1000mm或600mm，相对应的封堵套管3的内径可直接设计为3000mm或1000mm或600mm即可，这样直接将封堵套管3的翼缘固定在封堵钢板1上即可。但为了使本发明装置更具有通用性，可以通过封堵套圈4调节圆形孔洞2的大小。假如圆形孔洞2直径大于3000mm，而顶管洞口的直径为1000mm或600mm，这时就可以设计封堵套圈4的内径为1000mm或600mm，封堵套管3的直径设计为对应的1000mm或600mm，这样将封堵套圈4对应圆形孔洞2位置固定在封堵钢板1上，然后再将封堵套管3固定在封堵套圈4上就可以了，不必再设计多种尺寸的封堵钢板1的圆形孔洞2，只需设计配套的封堵套圈4和封堵套管3尺寸即可。
40.优选的，所述圆形孔洞2底端距离封堵钢板1底端不小于10cm。
41.下面分别介绍一下上述两种方式的固定结构：
42.封堵套管3直接固定在封堵钢板1前面的结构：在封堵钢板1前面的圆形孔洞2周边焊接有若干固定挡块a9，固定挡块a9上设有螺栓孔a10，本实施例优选在圆形孔洞2的上边、左边和右边分别焊接有固定挡块a9。在封堵套管3的翼缘上焊接有与固定挡块a9对应的固定挡块b11，固定挡块b11上设有螺栓孔b12，螺栓孔a10与螺栓孔b12对应。固定时，将封堵套管3穿过圆形孔洞2，将固定挡块a9和固定挡块b11紧挨放在一起，相应的螺栓孔a10与螺栓孔b12对齐，然后封堵套管3就通过穿过螺栓孔a10和螺栓孔b12的螺栓固定在了封堵钢板1前面上。
43.封堵套管3通过封堵套圈4固定在封堵钢板1前面的结构：在封堵钢板1前面的圆形孔洞2周边焊接有若干固定挡块a9，固定挡块a9上设有螺栓孔a10，同样本实施例优选在圆形孔洞2的上边、左边和右边分别焊接有固定挡块a9。还包括封堵套圈4，所述封堵套圈4为内凹的圆环，封堵套圈4的内径与封堵套管3的外径相等。在封堵套圈4外边缘上焊接有与固定挡块a9对应的固定挡块c13，固定挡块c13上设有螺栓孔c14，螺栓孔c14与螺栓孔a10对应。在封堵套圈4的内圈周边焊接有若干固定挡块d15，固定挡块d15上设有螺栓孔d16，在封堵套管3翼缘上焊接有与固定挡块d15对应的固定挡块b11，固定挡块b11上设有螺栓孔b12，螺栓孔b12与螺栓孔d16对应。封堵套圈4通过穿过螺栓孔c14与螺栓孔a10的螺栓固定在封堵钢板1前面上，封堵套管3穿过封堵套圈4和圆形孔洞2，然后通过穿过螺栓孔b12和螺栓孔d16的螺栓固定在封堵套圈4上。
44.所述封堵钢板1背面的左边、上边和右边均焊接有楔形檩条5，楔形檩条5围出的形状与封堵钢板1形状相符。本实施例优选楔形檩条5的楔形槽17下宽上窄。在楔形檩条5内分别插接有支撑钢条6，插接的支撑钢条6的底部形状与楔形槽17相符。插接的支撑钢条6首尾相接，支撑钢条6用于支撑上拔的拉森钢板桩，优选的支撑钢条6的宽度为15-30cm，这里所说的宽度指垂直封堵钢板1方向的宽度，即支撑钢条6支撑拉森钢板桩的宽度为15-30cm。支撑钢条6围成门庭式的形状，一是支撑钢条6支撑上部拉森钢板桩，防止此部位的外围土方随顶管洞口变形、流失；二是通过支撑钢条6形成的门庭式形状形成半封闭区域，注浆时约束浆液在此半封闭的空间范围内沿着土体向顶管顶进的方向及基坑底扩散。
45.在楔形檩条5围出空间内部的钢板上设有对称的两个注浆孔7，注浆孔7内设有注浆管8，注浆管8的前端与封堵钢板1的前面齐平，注浆管8的后端封堵。注浆管8的长度小于支撑钢条6的宽度，即注浆管8在支撑钢条6围出的空间内，不凸出支撑钢条6围出的空间。这里所说的支撑钢条6的宽度为支撑钢条6垂直封堵钢板1方向的宽度。
46.为便于吊装本发明装置，在封堵钢板1的边缘设有若干吊装孔18。
47.基于本发明的拉森钢板桩支护基坑中的顶管洞口封堵装置，一种施工方法包括以下步骤：
48.步骤一：顶管洞口放线定位，定位出洞口位置和拉森钢板桩上拔高度和位置。
49.步骤二：将顶管洞口的拉森钢板桩上拔至设定位置。
50.步骤三：将本发明封堵装置吊装至洞口位置，然后再将封堵装置沿顶管洞口顶进，使得支撑钢条6支撑住上拔的拉森钢板桩。然后再使用发泡胶填充在封堵钢板1和拉森钢板桩之间的缝隙中。
51.步骤四：通过封堵钢板1前面给注浆管8注浆。
52.步骤五：进行管道顶进作业。
53.步骤六：管道顶进作业完成后，将封堵装置整体拔出。
54.本发明的装置支撑钢条6、封堵套管3、封堵套圈4等都可方便拆卸，方便循环使用，还可根据实际情况调节圆形孔洞2大小，具有普适性。
55.以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。