一种低净空地连墙内部钢柱及其安装方法与流程

1.本发明涉及地下工程施工技术领域，具体为一种低净空地连墙内部钢柱及其安装方法。


背景技术：

2.地下连续墙是由各单元槽段组成, 各单元槽段之间靠接头连接, 是在泥浆护壁情况下成槽、下放钢筋笼、导管法水下浇注混凝土而形成的壁式现浇地下结构，然而在低净空条件下，给地连墙的施工带来许多不便。为便于接头管的安放, 其钢筋笼宽度一般要比幅宽小一个成槽厚度, 槽段内充满泥浆, 这导致钢筋笼下放过程中左右偏差很难控制，钢筋笼的竖向标高是靠搁置在导墙铁扁担上的四根吊筋控制的, 在放导管浇注水下混凝土时钢筋笼也会有位移，因此, 在地下连续墙中预埋偏差及垂直度要求极高的钢柱是极其困难的。
3.目前关于地连墙的施工、钢柱安装的技术方法有很多，但是在地连墙里插入钢柱的工程少之又少，从而该方面的技术方法也特别有限。同时，又存在低净空条件，导致钢柱的安装难度更大。
4.综上所述，现有技术存在的问题是：低净空下地连墙内部钢柱的安装方法、施工技术特别有限，而地连墙以及钢柱的施工的相关技术很丰富，而在低净空下地连墙内部钢柱的安装中，如何确保钢柱的精确定位，如何控制钢柱的垂直度、标高以及钢柱之间的对接接方式等都是需要解决的问题。针对上述不足之处，需要设计一种可以有效解决在低净空下钢柱的吊装，同时又能实现钢柱精准定位、垂直度、标高控制以及钢柱间的对接等问题的低净空地连墙内部钢柱及其安装方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种低净空地连墙内部钢柱及其安装方法，以解决上述技术背景中的问题，通过主要部件完成环形支架的装配，并对衬砌管片内壁施加均匀分布的径向压力，从而保证在管片下部开口并施工隧道集水井的过程中整个盾构隧道的安全性与稳定性，以及人员通行、物料运输的便捷性；通过采用椭圆形截面的集水井，在环形支架的支撑作用下，对底部衬砌管片进行切割开口、土体加固、开挖、初期支护、模筑混凝土二次支护及养护，最终完成集水井的施工。特别地，该发明提出的环形支架及工作方法，同样适用于集水井设置在联络通道的一般情况。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低净空地连墙内部钢柱及其安装方法，所述钢柱设有若干个，且其包括焊钉、吊耳、钢管、十字钢板以及侧钢板；所述侧钢板固定连接在十字钢板的四周，且焊钉对称竖向排列在侧钢板的外侧壁表面上，所述吊耳固定在在钢柱中任意两块相对的侧钢板的外侧壁表面上，所述吊耳内设有吊孔，相邻两个钢柱之间通过钢管焊接连接，钢柱两端处固定有向外侧延伸的平钢板，所
述平钢板上等距分布有若干个与钢管适配的通孔，所述钢管焊接在通孔内。
7.作为本发明进一步方案：所述吊耳内包括支撑钢板、固定在支撑钢板上下表面的复板以及固定在支撑钢板两侧的肋板，所述肋板与支撑钢板固定在侧钢板上，且吊孔贯通设置在复板以及支撑钢板上。
8.作为本发明进一步方案：所述平钢板远离焊钉的端面与侧钢板端面平齐。
9.作为本发明进一步方案：所述钢管为实心钢管。
10.作为本发明进一步方案：所述吊耳安装处的侧钢板及十字钢板采用双面连续焊接的方式连接。
11.作为本发明进一步方案：所述钢柱的重心位置在所述吊耳之间的连线上。
12.作为本发明进一步方案：所述安装方法如下：s1、首先取十字钢板，在十字钢板外围均匀焊接四块侧钢板，在四块侧钢板上均匀对称焊接有八个焊钉，共计三十二个焊钉，而后在侧钢板的端面均匀焊接八块平钢板，并在平钢板上预留若干个通孔；s2、在相对的两块侧钢板上焊接吊耳，且吊耳与侧钢板之间采用碱性焊条进行焊接，通过钻孔设备加工出吊孔，至此完成单个钢柱的整体安装；s3、在地连墙成槽作业完成后，将钢筋笼采用整体制作分节吊装的方式进行下放，待钢筋笼下放至设计标高后，先灌注混凝土，再进行钢柱的吊装下放；s4、在低净空的环境下，钢柱采用分节吊装的方式进行吊装下放，在地连墙内部预留好设定孔位，随后将吊装设备中的吊钩插入吊耳中的吊孔中，通过吊装设备将第一节钢柱吊装至预留孔位，当第一节钢柱吊装完毕后，在焊钉上布置吊锤，通过吊锤的状态控制第一节钢柱的垂直度；s5、在第一节钢柱吊装至设定孔位并控制垂直度后，再进行第二节钢柱的吊装，在进行第二节钢柱的吊装时，先在第二钢柱底部的平钢板上的通孔内焊接钢管，在焊接时保证钢管的二分之一的长度处于第二节钢柱的下方，而后通过吊装设备，将第二节钢柱吊起，使得第二节钢柱缓慢与第一节钢柱接触，在接触过程中，将钢管的一端穿入与对应的第一节钢柱上的通孔内，期间通过钢管牵引直至第一、二节钢柱完全对接；s6、在第一、二节钢柱完全对接后，在第二节钢柱上的焊钉上布置吊锤，控制第二节钢柱的垂直度，垂直度控制完毕后，将钢管与第一节钢柱上的平钢板焊接，同时用大小、材料一致的焊条在钢柱对接边缘处进行焊接，且需保证焊接位置避开焊钉的位置；s7、同理，将所有钢柱通过上述方式完成吊装下放、对接与焊接，并且在每节钢柱吊装下放并对接后，均需布置吊锤保证钢柱垂直度，同时保证最后一节钢柱下放至设计标高，过程中需时刻进行复核，如此便完成低净空地连墙内部钢柱的安装。
13.作为本发明进一步方案：所述步骤s2中的吊孔需采用气动砂轮机对其吊孔内壁进行打磨。
14.作为本发明进一步方案：所述吊装设备采用规格型号为hcz4500的200t随车起重机。
15.作为本发明进一步方案：所述吊锤通过钢索套在焊钉上。
16.有益效果：1.本发明采用分节吊装的方式，吊装下放完一段，就对接一段，直到钢柱到达设定
标高，如此便于控制，同时分节吊装的方式，能够尽可能的避免吊装中出现的问题，确保了对接使得定位精准。
17.2.本发明采用钢管将两钢柱连接，通过将钢管事先焊接在其中一个钢柱上，在通过钢管的一端与另一个钢柱上的通孔对应，若钢管恰好能至下而上穿过另一块钢柱上的平钢板，说明两个钢柱对接准确，若不能，则可以通过钢管牵引直至两钢柱完全对接，如此能够对各个钢柱吊装时进行定位，保证了定位精度。
18.3.本发明通过吊锤确保垂直度，通过观察吊锤的状态可轻易的控制钢柱的垂直度，同时每个钢柱吊装后，都需布置吊锤来保证钢柱的垂直度，避免钢柱安装时出现歪斜、倾倒的情况发生，同时使得钢柱安装完毕后，保证直立状态，便于与混凝土共同支撑地连墙的结构。
附图说明
19.图1为本发明中的钢架的整体结构示意图；图2为本发明中的钢架的俯视结构示意图；图3为本发明中的吊耳的具体结构示意图；图4为本发明的吊装对接过程状态示意图；图5为本发明的吊装对接完成状态示意图；图中：1、焊钉；2、吊耳；3、平钢板；4、钢管；5、十字钢板；6、侧钢板。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提供如下技术方案：如图1
‑
5所示，一种低净空地连墙内部钢柱及其安装方法，钢柱设有若干个，且其包括焊钉1、吊耳2、钢管4、十字钢板5以及侧钢板6；侧钢板6固定连接在十字钢板5的四周，且焊钉1对称竖向排列在侧钢板6的外侧壁表面上，焊钉1的作用如下：第一可以使钢柱与混凝土起到机械咬合作用；第二极大地加强钢柱与混凝土连接强度，提高整体性能；第三，起组合连接作用，与侧钢板6组合结构形成一个整体，通过十字钢板5与侧钢板6的连接，能够大幅度提高钢柱的支撑稳定性，同时侧钢板6与十字钢板5之间的空隙内可浇筑混凝土，保证地连墙更加稳定，吊耳2固定在在钢柱中任意两块相对的侧钢板6的外侧壁表面上，吊耳2内设有吊孔，吊耳2用于支撑与连接吊装设备中的索具，相邻两个钢柱之间通过钢管4焊接连接，通过将钢管4事先焊接在其中一个钢柱上，在通过钢管4的一端与另一个钢柱上的通孔对应，若钢管4恰好能至下而上穿过另一块钢柱上的平钢板3，说明两个钢柱对接准确，若不能，则可以通过钢管4牵引直至两钢柱完全对接，如此能够对各个钢柱吊装时进行定位，保证了定位精度，钢柱两端处固定有向外侧延伸的平钢板3，平钢板3上等距分布有若干个与钢管适配的通孔，钢管4焊接在通孔内。
22.吊耳2内包括支撑钢板、固定在支撑钢板上下表面的复板以及固定在支撑钢板两
侧的肋板，肋板与支撑钢板固定在侧钢板6上，如此结构形式比较合理，在两个方向的刚性均较好，与同负荷的其他类型吊耳相比，自重较轻，且吊孔贯通设置在复板以及支撑钢板上，且吊耳2采用的钢材应该具有良好的可焊性，同时焊脚尺寸应符合要求。
23.平钢板3远离焊钉1的端面与侧钢板6端面平齐，如此设置，使得相邻两个钢柱之间能够紧密贴合，便于后续的对接与焊接过程。
24.钢管4为实心钢管，实心钢管增强两钢柱之间的连接稳定性。
25.吊耳2安装处的侧钢板6及十字钢板5采用双面连续焊接的方式连接，如此设置，能够保证吊耳2及其安装处钢柱内部构件的焊接质量。
26.钢柱的重心位置在吊耳2之间的连线上，如此能够保持吊耳2负载的均衡和分节吊装的平衡，且吊耳2的安装方向应与其受力方向一致，以免产生扭矩。
27.安装方法如下：s1、首先取十字钢板5，在十字钢板5外围均匀焊接四块侧钢板6，在四块侧钢板6上均匀对称焊接有八个焊钉1，共计三十二个焊钉1，而后在侧钢板6的端面均匀焊接八块平钢板3，并在平钢板3上预留若干个通孔，该通孔与钢管4的大小相对应；s2、在相对的两块侧钢板6上焊接吊耳2，且吊耳2与侧钢板6之间采用碱性焊条进行焊接，通过钻孔设备加工出吊孔，至此完成单个钢柱的整体安装；s3、在地连墙成槽作业完成后，将钢筋笼采用整体制作分节吊装的方式进行下放，待钢筋笼下放至设计标高后，先灌注混凝土，再进行钢柱的吊装下放；s4、在低净空的环境下，钢柱采用分节吊装的方式进行吊装下放，吊装下放完一段，就对接一段，直到钢柱到达设定标高，如此便于控制，同时分节吊装的方式，能够尽可能的避免吊装中出现的问题，确保了对接使得定位精准，在地连墙内部预留好设定孔位，随后将吊装设备中的吊钩插入吊耳2中的吊孔中，通过吊装设备将第一节钢柱吊装至预留孔位，当第一节钢柱吊装完毕后，在焊钉1上布置吊锤，通过吊锤的状态控制第一节钢柱的垂直度；s5、在第一节钢柱吊装至设定孔位并控制垂直度后，再进行第二节钢柱的吊装，在进行第二节钢柱的吊装时，先在第二钢柱底部的平钢板3上的通孔内焊接钢管4，在焊接时保证钢管4的二分之一的长度处于第二节钢柱的下方，而后通过吊装设备，将第二节钢柱吊起，使得第二节钢柱缓慢与第一节钢柱接触，在接触过程中，将钢管4的一端穿入与对应的第一节钢柱上的通孔内，若钢管4恰好能至下而上穿过第一节钢柱上的平钢板3，说明两钢柱对接准确，若不能，则可以通过钢管4牵引直至第一、二节钢柱完全对接，当上下节型钢柱对接完全后；s6、在第一、二节钢柱完全对接后，在第二节钢柱上的焊钉1上布置吊锤，控制第二节钢柱的垂直度，垂直度控制完毕后，将钢管4与第一节钢柱上的平钢板3焊接，同时用大小、材料一致的焊条在钢柱对接边缘处进行焊接，使其成为一个整体，且需保证焊接位置避开焊钉1的位置；s7、同理，将所有钢柱通过上述方式完成吊装下放、对接与焊接，并且在每节钢柱吊装下放并对接后，均需布置吊锤保证钢柱垂直度，同时保证最后一节钢柱下放至设计标高，过程中需时刻进行复核，及时纠偏，确保精确定位，如此便完成低净空地连墙内部钢柱的安装。
28.步骤s2中的吊孔需采用气动砂轮机对其吊孔内壁进行打磨，如此能够保证吊孔的内部足够光滑，以便损坏吊装设备的索具。
29.吊装设备采用规格型号为hcz4500的200t随车起重机。
30.吊锤通过钢索套在焊钉1上，如此设置，一方面可以使得在控制垂直度之后便于将吊锤拆卸以及将吊锤安装在焊钉1上，另一方面，通过钢索能够防止吊锤处于自然垂下状态时，吊锤突然掉下。
31.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。