[发明专利]一种小直径管幕结构的预应力连接装置及其施工方法

权利要求书

1.一种小直径管幕结构的预应力连接装置，其特征在于，其包括：承台板(26)，所述承台板(26)的底部两侧分别连接有在钢管内导槽(12)内移动的承台滚轮(27)；所述承台板(26)的横向方向上设有齿轮轨道(25)；所述齿轮轨道(25)上设有走行电机(24)，所述走行电机(24)的驱动轴上连接有齿轮(23)，所述齿轮(23)与齿轮轨道(25)上的齿槽相啮合，所述齿轮轨道(25)上设有开合电机(22)，所述开合电机(22)的驱动端上连接有用于抓紧或松开钢索(3)的扣件(21)，开合电机(22)控制扣件(21)抓紧或松开状态；所述开合电机(22)与走行电机(24)相连接；齿轮(23)在走行电机(24)的驱动下，带动扣件(21)和开合电机(22)沿着齿轮轨道(25)左右横向移动，进而带动扣件(21)抓紧的钢索(3)左右移动，以进入预留通孔(15)内。

2.如权利要求1所述的一种小直径管幕结构的预应力连接装置，其特征在于：小直径管幕结构(1)包括若干钢管(11)，每个钢管(11)的左右内侧壁上分别连接有钢管内导槽(12)，每个钢管(11)的左侧壁上连接有钢管外侧母扣(13)，每个钢管(11)的右侧壁上连接有钢管外侧子扣(14)，且每个钢管(11)上设有两个预留通孔(15)，多个钢管(11)依次相连接时，相邻的钢管外侧母扣(13)和钢管外侧子扣(14)相配合连接。

3.一种如权利要求2所述的小直径管幕结构的预应力连接装置的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤S1、在始发工作井内架设管幕机，在始发工作井侧壁上标记每根小直径管幕的预定位置；管幕机逐节顶进10节钢管并焊接，完成第一根长度40m的幕管施工；

步骤S2、按照步骤S1，将13根小直径幕管按预定位置依次顶进，相邻小直径幕管间通过钢管外侧母扣(13)与钢管外侧子扣(14)进行咬合定位，在地层中形成拱形横断面的管幕预支护结构；清理相邻小直径幕管间土体，以便后续幕管间穿索；

步骤S3、第一台预应力连接装置携带直径20mm的钢索(3)从始发工作井进入第一根小直径幕管内，到达第一根的预留通孔(15)位置，此时，第一根小直径幕管内的预应力连接装置的走行电机(24)带动钢索(3)沿齿轮轨道(25)横向平移，将钢索(3)穿过预留通孔(15)送入相邻第二根小直径幕管内；

步骤S4、第二台预应力连接装置进入第二根小直径幕管内，到达第一道的预留通孔(15)位置，开合电机(22)驱动扣件(21)抓紧钢索(3)；同时第一台预应力连接装置松开扣件(21)并退出第一根小直径幕管；第二台预应力连接装置的走行电机(24)带动钢索(3)沿齿轮轨道(25)横向平移，将其穿过预留通孔(15)送入相邻第三根小直径幕管内；

步骤S5、按照步骤S3和步骤S4，两台预应力连接装置交替工作，依次将钢索(3)穿入其余小直径幕管内，钢索(3)穿过其余小直径幕管后，在其他预应力连接装置的协同下，最后一台预应力连接装置携带钢索(3)退出最后一根小直径幕管，完成所有幕管间的钢索(3)的横向连接；

步骤S6、张拉钢索(3)以施加预应力，在始发工作井内对钢索(3)的首部与尾部分别进行可靠锚固，完成管幕结构的第一道预应力横向连接；

步骤S7、按照步骤S1～步骤S6，由中间向两端继续完成其余各道预应力钢索横向连接；

步骤S8、注浆填充幕管内和幕管间的空隙，注浆口设在始发工作井侧，出浆口设在接收工作井侧，待出浆口流出浆液后，关闭接收井阀门，待浆液充满并凝固后，形成具有较大横向刚度的整体式管幕预支护结构。