[实用新型]一种用于软弱土层顶管施工的柔性连接装置

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及工程施工装置技术领域，具体是一种用于软弱土层顶管施工的柔性连接装置。

[背景技术]

软弱土具有天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小等特点。在外荷载作用下的地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长。DN4000钢筋混凝土管道在软弱土层顶进过程中容易出现以下问题：

1、由于地基承载力低，不能为顶管机纠偏提供足够的反作用力，容易造成顶管掘进机方向难以控制，并造成管道失稳。

2、在管道运行阶段，容易发生管节沉降，造成管道脱节，致使工程失败。

为防止管道失稳，最简便经济的办法是将管道连接为一个整体，目前砼管道连接方式主要有以下几种：

1、弯螺栓连接：如图1所示，借鉴盾构管片的连接方式，在管道两端预留螺孔，通过弯螺栓将前后管道进行连接。但该种方式要求，且要对管道模具进行改造，以便于预埋螺孔的安装。

弯螺栓的连接存在两个问题：1)预埋螺孔安装精度较高，管道错位的能力差，否则会造成螺孔不能精确对准，无法实现连接；2)弯螺栓安装相对困难，基本难以拆卸；3)由于螺栓需要设计较大的管片手孔以便于螺栓安装，对结构削弱较大；4)需要对管材模具进行改造。

2、预埋钢盒：如图2所示，采用钢板焊制铁盒分别预埋在管道两端对应位置，采用螺栓将铁盒加以固定。该方式必须采取可靠措施使铁盒和管道钢筋网片进行连接，否则容易造成铁盒脱落，达不到应有的效果。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中刚性连接无法满足顶管过程中管道纠偏的要求等不足和缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠、成本低且有效提高施工质量及安全性的用于软弱土层顶管施工的柔性连接装置，包括混凝土管道、钢板、牛腿、螺栓，其特征在于所述的混凝土管道两端各埋设有若干块钢板，钢板通过钢筋与混凝土管道连接，所述的钢板上焊接有牛腿，若干牛腿之间通过对拉螺栓拉结。

在所述的混凝土管道两端各埋设有8块钢板，钢板沿混凝土管壁呈圆周均匀分布排列，使管道受力均匀，保证施工过程中的稳定运行。

所述的钢板通过9根钢筋与混凝土管道相连接，保证钢筋与混凝土的结构稳固度并控制在较低的成本中。

所述的钢板尺寸为400mm×300mm×14mm，该尺寸为多次实验得出的最佳尺寸，能够在较低成本内保证推进施工安全及稳定。

在所述的钢筋为Φ16钢筋，保证钢板与混凝土的牢固连接。

在所述的螺栓为Φ32对拉螺栓，通过与牛腿的结合，作为支撑结构的支点，承受混凝土的侧压力和其他荷载，确保施工过程中的各应力指标要求。

本实用新型同现有技术相比，其优点在于本实用新型解决了现有技术中顶管掘进机方向难以控制等缺陷，采用了预埋件与牛腿相结合的方式，实现了管道柔性连接，确保管道在顶进过程中及运行期间的稳定性。且其结构易于安装，成本低，在保证工程施工稳定性的同时减少工程总体资金投入和时间成本，市场前景好。

[附图说明]

图1是现有技术中采用弯螺栓连接施工的结构示意图；

图2是现有技术中采用预埋钢盒施工的结构示意图；

图3是本实用新型预埋件布设图；

图4(1)是本实用新型的预埋件详图；

图4(2)是本实用新型的预埋件又一角度的详图；

图5是本实用新型实施例中的牛腿结构示意图；

图6是本实用新型图5的另一角度结构示意图；

图7是本实用新型实施例中的管道拉结示意图；

如图所示，图中：1.预埋钢板2.塞焊3.对拉螺栓4.牛腿5.钢板；

指定图7为本实用新型的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型为一种用于软弱土层顶管施工的柔性连接装置，采用了预埋件及牛腿结合的方式实现了管道柔性连接，确保管道在顶进过程中及运行期间的稳定性。其具体实施方法为：

1、在混凝土管道两端各预埋8块400mm×300mm×14mm钢板，钢板通过9根Φ16钢筋和混凝土管道连接在一起，钢筋与钢板之间通过塞焊连接，如图4(2)所示。钢板作为预埋件，沿混凝土管道的圆周面呈均匀分布，如图3所示。

2、在预埋件即钢板上焊接牛腿，然后通过Φ32对拉螺栓拉结牛腿从而将管道进行拉结。

其中，牛腿指的是在建筑物上或是在柱上突出表面用以作为受力部件的部分，对本领域技术人员来说是公知的技术用语。