一种具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井的制作方法

1.本实用新型涉及市政公用工程领域，尤其涉及一种具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井。


背景技术：

2.当前，在城市道路中存在很多地下管网检修井，如供水管道、排水管道、消防管道、电力管道、燃气管道等。经调查统计，相当部分检修井的井壁-井盖结构存在以下工程问题：(1)检修井周围的路面发生沉降，井壁-井盖结构的高程相对较大，形成“凸形”；(2)井盖周围20cm左右宽度的路面材料发生破坏，伴有压剪裂缝；(3)井壁结构发生向内的收敛变形，特别是井壁顶部部位伴有破坏现象，导致整个井壁-井盖结构无法满足正常使用；(4)井盖发生压弯变形，甚至出现裂缝和掉块等；除此之外，在车辆通过时还会引起荷载振动和噪声污染等连带问题。
3.上述现象影响了城市道路的平顺性、舒适性和安全性，给市民的出行和生活造成安全隐患和不良影响，同时也加剧了井壁-井盖结构的破坏，属于恶性循环。因此，有必要针对这些问题分析其中的原因并提出科学合理的解决方案，特别是要对当前的井壁-井盖结构在设计、建造等方面进行适当的优化和改进。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井。
5.经分析，产生上述工程问题的原因在于：(1)井壁-井盖结构和道路结构互为独立，材料存在差异，它们的强度和刚度不同，接触面的粘结力不够，故在荷载作用下会产生不均匀沉降；(2)井盖所用材料一般为铸铁或混凝土，且为预制构件，而周围的路面材料一般为现浇混凝土、沥青混凝土或水泥砂浆，井盖和路面的建造过程互为独立，故两种结构的整体性和粘结性差，在荷载作用下容易产生压剪裂缝和破坏；(3)井壁一般为砖砌或混凝土结构，且厚度有限，在路面荷载作用下会受到横向挤压作用，从而发生向内的位移和破坏。特别是随着交通流量的增大和荷载的重复作用，这种现象越来越明显；(4)井盖一般为铸铁或混凝土，在路面荷载的重复作用下，由于承载力不够，易发生压弯变形，甚至产生拉裂裂缝和断裂等。总之，产生前述工程问题的原因可以概括为：结构材料不一样；结构建造互为独立；承受荷载越来越大。
6.以产生上述工程问题的原因为基础，本实用新型设计了一种具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井，包括加筋型井壁结构以及整体式井盖结构；
7.加筋型井壁结构包括井壁以及设置在井壁内部的拉结筋；
8.整体式井盖结构包括设置在井壁顶部的井盖护圈、井壁顶部护墩和井盖。
9.加筋型井壁结构中的拉结筋由下向上分层布置，相邻两层拉结筋之间的竖向间距为20-30cm，同一平面上的拉结筋圆周均匀布置且两两之间的夹角为30
°
或45
°
，拉结筋一端
和井壁内侧平齐，折弯90
°
设置且弯曲段长度为拉结筋直径的三倍。
10.当检修井埋深不小于0.8m时，每层拉结筋的长度按照线性差值计算，其中最底层的拉结筋外端与井壁外侧的距离为检修井的内半径，最顶层的拉结筋外端与井壁外侧的距离为检修井的内直径；当检修井埋深小于0.8m时，每层拉结筋的长度均为检修井的内直径。
11.检修井的井底表面不放置拉结筋，井壁顶部放置拉结筋。
12.拉结筋为直径为6-10mm的光圆钢筋，钢筋经过防锈处理。
13.整体式井盖结构中的井盖护圈包括安装在检修井的井壁顶部的环形底板以及设置在环形底板上表面外边缘的挡板，挡板外壁中间位置设有悬挑围栅，环形底板上表面圆周均布有四个凸块，每个凸块顶部均设有螺栓孔。
14.环形底板、挡板为厚6-10mm的钢板；环形底板的宽度为5-10cm，挡板的高度为4-6cm；悬挑围栅为厚6-8mm的钢板，悬挑围栅的外边缘与井壁外侧平齐或者延伸至井壁外侧外部；凸块为直径为20-30mm的半球形结构；螺栓孔的直径为10mm。
15.整体式井盖结构中的井壁顶部护墩为设置在井壁顶部的混凝土护墩，悬挑围栅位于混凝土护墩内部。
16.整体式井盖结构中的井盖底部成拱形结构，井盖底部圆周均布有四个凹体，环形底板上的凸块插入对应的凹体内，井盖上对应每个凹体均设有一个螺栓连接孔，井盖通过螺栓连接孔以及螺栓孔内的螺栓与环形底板连接在一起，井盖上贯穿有透气孔，井盖与环形底板之间设有硅胶垫。
17.上述具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井的建造方法，建造方法分为三种工况：
18.a、井壁-井盖结构建造滞前于道路结构的工况：
19.将拉结筋长度范围内的土体全部开挖，然后进行井壁砌筑、填筑夯实、拉结筋放置、井盖护圈定位、井壁顶部护墩浇筑，井盖放置，直至建造完成；
20.具体操作过程如下：
21.土方开挖；基底夯实；垫层施作；第一层井壁砌筑；护壁套筒安放；摊铺壁后土体；壁后土体夯实；取出护壁套筒；标识拉结筋位置；划槽挤入拉结筋；清扫井壁表面；下一层井壁砌筑，依次循环；顶层土方夯实完毕；清扫井壁顶部表面；井壁顶部找平层施作；护墩浇筑槽开挖；放置井盖护圈；混凝土护墩浇筑，放置井盖；建造完毕；
22.过程中：每层井壁砌筑高度以拉结筋所在平面位置为准；井壁壁后填充材料选用级配良好的黏土或灰土材料；土体填筑和夯实过程中，建造荷载会对井壁造成侧向挤压，应在井壁内部安放护壁套筒；为避免上一层壁后土体填筑和夯实过程中对下一层拉结筋产生扰动，在下一层土体填筑和夯实时，土体夯实后高度应超过井壁表面至少两倍拉结筋的直径，然后沿拉结筋放置方向划槽并将拉结筋挤入；井壁顶部应做找平层，找平层厚度为拉结筋的直径；混凝土护墩浇筑槽土方开挖时，人工开挖，不能触碰到拉结筋；
23.b、道路结构建造滞前于井壁-井盖结构的工况：
24.采取工况a中的全开挖方法，不同之处在于，井壁壁后填充材料和道路结构保持一致，且新旧结构搭接处开挖成阶梯型，避免不均匀沉降；采用“少开挖、低干扰、快恢复”的原则，只开挖井壁外径范围内的土体，然后将拉结筋采用锤击插入法或钻孔植入法置于周围土体中；
25.锤击插入法的具体过程为：
26.土方开挖；基底夯实；垫层施作；第一层井壁砌筑；壁后缝隙填充；标识拉结筋位置；锤击插入拉结筋；清扫井壁表面；下一层井壁砌筑，依次循环；顶层拉结筋插入；清扫井壁顶部表面；井壁顶部找平层施作；清扫护墩浇筑槽；放置井盖护圈；混凝土护墩浇筑，放置井盖；建造完毕；
27.钻孔植入法的具体过程为：
28.土方开挖；基底夯实；垫层施作；第一层井壁砌筑；壁后缝隙填充；标识拉结筋位置；钻机钻孔；锤击植入拉结筋；清扫井壁表面；下一层井壁砌筑，依次循环；顶层拉结筋植入；清扫井壁顶部表面；井壁顶部找平层施作；清扫护墩浇筑槽；放置井盖护圈；混凝土护墩浇筑，放置井盖；建造完毕；
29.过程中：为保证井壁砌筑具有一定的工作面，土方开挖范围应大于检修井的外径6-10cm；混凝土护墩浇筑槽应随土方开挖一同完成；井壁壁后缝隙应填充密实，选用水泥浆或水泥砂浆；对于软弱的土层直接采用锤击插入法，对于坚硬的路基路面层采用钻孔植入法；为保证拉结筋和土体紧密接触，钻孔直径应小于拉结筋直径1-2mm；
30.c、既有井壁-井盖结构更新改造的工况：
31.采用“非开挖、低干扰、快恢复”的原则，参照工况b中的建造方法，采用锤击插入法或钻孔植入法直接将拉结筋置于周围土体中。
32.本实用新型的有益效果是：本实用新型井壁-井盖结构和周围路基路面结构成为一个整体，拉结筋的使用使得两种结构产生了联系，增强了整体性，不仅提高了周围土体的抗压抗剪强度，使其“自立”能力增强，也对井壁起到拉结作用；在拉结筋的作用下，周围土体的刚度增加，在荷载作用下的沉降变小，井壁所受的横向挤压降低；通过改变不同深度处拉结筋的长度，可实现刚度和沉降的均匀变化，形成一种非结构性的内部阶梯型搭接，可避免不均匀沉降；整体式井盖结构由井壁顶部的井盖护圈、井壁顶部护墩和井盖组成，对井壁顶部加以保护。
附图说明
33.图1为检修井的平面示意图；
34.图2为检修井的剖面示意图(平行管槽方向)；
35.图3为检修井的剖面示意图(垂直管槽方向)；
36.图4为拉结筋的平面布置示意图；
37.图5为检修井安保区范围示意图(平面方向)；
38.图6为井盖护圈平面示意图；
39.图7为井盖护圈剖面示意图(图6中a-a剖面)；
40.图8为井壁顶部混凝土护墩示意图；
41.图9为井壁顶部混凝土护墩平面示意图；
42.图10为井盖的平面示意图；
43.图11为井盖的剖面示意图(图10中b-b剖面)；
44.图12为加筋型井壁-整体式井盖结构的剖面示意图；
45.图13为井盖和井盖护圈搭接部位示意图；
46.图14为加筋型井壁-整体式井盖全开挖法建造流程；
47.图15为加筋型井壁-整体式井盖锤击插入法建造流程；
48.图16为加筋型井壁-整体式井盖钻孔植入法建造流程；
49.其中：1-检修井；2-井壁；3-管槽；4-井底；5-地表；6-拉结筋；7-安保区边界；8-环形底板；9-挡板；10-悬挑围栅；11-凸块；12-螺栓孔；13-混凝土护墩；14-井壁边缘；15-混凝土护墩边缘；16-井盖；17-透气孔；18-凹体；19-硅胶垫；20-螺栓连接孔；
50.以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
51.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
52.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
53.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
54.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
55.一种具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井，包括加筋型井壁结构以及整体式井盖结构；加筋型井壁结构是在井壁2中增设了拉结筋6，拉结筋6的一端折弯90
°
放置在井壁2中，整体式井盖结构由井盖护圈、井壁顶部护墩和井盖16组成。
56.其中，井盖护圈主要由环形底板8、挡板9、悬挑围栅10、凸块11、螺栓孔12组成，井壁顶部护墩由现浇混凝土做成，表面与地表5平齐，井盖16的底部外边缘为水平状，中间部位呈拱形，整体呈“穹顶”状，设有透气孔17、凹体18和螺栓连接孔20。井盖护圈通过找平层放置在井壁2顶部，井盖护圈和井壁顶部护墩通过悬挑围栅10连接，井盖16和井盖护圈通过螺栓连接。
57.为实现井壁2和周围道路结构的协调作用，增强它们之间的联系和整体性，参考墙体拉结筋和加筋土的原理，可考虑在井壁2和周围土体中分层安放拉结筋6，如图1-图4所示。
58.由图1-图4可以看出，拉结筋6的使用使得两种结构产生了联系，增强了整体性，不仅提高了周围土体的抗压抗剪强度，使其“自立”能力增强，也对井壁起到拉结作用。在拉结筋6的作用下，周围土体的刚度增加，在荷载作用下的沉降变小，井壁2所受的横向挤压降低。那么，通过改变不同深度处拉结筋6的长度，可实现刚度和沉降的均匀变化，形成一种非
结构性的内部阶梯型搭接，可避免不均匀沉降。
59.拉结筋6由下向上分层布置，竖向间距为20-30cm，同一平面上，拉结筋6呈“星射状”布置，两两夹角为30
°
或45
°
，例如：两两夹角为30
°
时，每层布置十二根拉结筋6，两两夹角为45
°
时，每层布置八根拉结筋6，拉结筋6使用6-10mm的光圆钢筋，钢筋需经过防锈处理。其中，检修井1的井底4的垫层表面不放置拉结筋6，井壁2顶部放置拉结筋6。拉结筋6的放置避开检修井1底部的管槽3。拉结筋6一端和井壁2内侧平齐，折弯90
°
，弯曲段长度为三倍钢筋直径，另一端距井壁2外侧的距离和埋置深度相关，底层和顶层拉结筋6的外端距井壁2外侧的距离分别为检修井1的内半径和内直径，中间层拉结筋6的长度按线性插值计算。特别的，当检修井1埋深较浅、小于0.8m时，为减少拉结筋6的加工量，长度可选择一致，均按检修井1的内直径计算。
60.加筋型井壁结构属于隐蔽工程，需要设置其安全保护区(安保区)，以避免周围工程建造对其造成影响和破坏。那么，安保区的范围在平面上即为井壁2顶部拉结筋6长度范围内，安保区边界7的位置如图5所示，在深度上和周围道路结构的安保区范围一致，一般以地基的下卧层上表面为界，并均可赋予一个大于1.0的安全系数。
61.井盖护圈的作用是为了给井盖16提供一个水平垫板和保护空间，同时对井壁2顶部加以保护，它主要由环形底板8、挡板9、悬挑围栅10、凸块11、螺栓孔12组成，分别如图6和图7所示。
62.其中，井盖护圈为钢制，环形底板8和挡板9为6-10mm厚的钢板，环形底板8宽5-10cm，挡板9高4-6cm；悬挑围栅10由6-8mm厚的钢板制成，形状类似“田”字，于挡板9外侧中间高度位置向外悬挑，其长度至少应和井壁2外侧平齐，具体尺寸可根据实际情况而定；凸块11为直径为20-30mm的半球，在中间设一直径为10mm的螺栓孔12，和井盖16内侧的半球状的凹体18对应，用于井盖16的稳定和固定。同时，为美化外观、钝化棱角和防止腐蚀，井盖护圈各部位在生产时均需进行打磨和防腐防锈处理。
63.为防止井壁2顶部被破坏和阻止井盖护圈的移动，在井壁2顶部需要设置一圈护墩，混凝土护墩13由现浇混凝土做成，混凝土护墩13、井壁边缘14和混凝土护墩边缘15如图8和图9所示。
64.其中，井盖护圈的悬挑围栅10和井壁2顶部拉结筋6充当混凝土护墩13中的钢筋，可提高其整体性和抗压剪强度，有利于保护井壁2顶部，混凝土护墩13的宽*高一般为20*20cm，混凝土可选用c25或c30。
65.井盖16为钢制，顶面和挡板9的上表面持平，即井盖16完全坐落于井盖护圈里面，保证了井盖16和井盖护圈的整体性，井盖16上设有透气孔17、凹体18和螺栓连接孔20。为减少振动和降低噪声，井盖16和井盖护圈接触的底表面和侧面粘贴硅胶垫19，凹体18部位不用粘贴，厚度为3-5mm，分别如图10和图11所示。
66.凹体18和螺栓连接孔20的直径和井盖护圈环形底板8上的凸块11相一致，螺栓孔12的作用是为了将井盖16固定在井盖护圈上，避免振动和挪移；井盖16的底部四周为水平状，和环形底板8的宽度完全一致，而中间部位呈拱形，整体呈“穹顶”状，不仅节约材料，且受力合理，具体尺寸可根据材料强度和承受荷载计算而定；透气孔17的直径为30mm，不仅用于平衡井内外的气压，也用于检修时便于挪移井盖16。
67.综上，将加筋井壁结构、井盖护圈、井壁顶部护墩、井盖16拼装在一起，即可得到一
种具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井，分别如图12和图13所示。
68.上述具有加筋型井壁和整体式井盖的检修井的建造方法，建造方法分为三种工况：
69.a、井壁-井盖结构建造滞前于道路结构的工况：
70.将拉结筋6长度范围内的土体全部开挖，然后进行井壁2砌筑、填筑夯实、拉结筋6放置、井盖护圈定位、井壁顶部护墩浇筑，井盖16放置，直至建造完成；
71.具体操作过程如下：
72.土方开挖；基底夯实；垫层施作；第一层井壁2砌筑；护壁套筒安放；摊铺壁后土体；壁后土体夯实；取出护壁套筒；标识拉结筋6位置；划槽挤入拉结筋6；清扫井壁2表面；下一层井壁2砌筑，依次循环；顶层土方夯实完毕；清扫井壁2顶部表面；井壁2顶部找平层施作；护墩浇筑槽开挖；放置井盖护圈；混凝土护墩13浇筑，放置井盖16；建造完毕；如图14所示；
73.过程中：每层井壁2砌筑高度以拉结筋6所在平面位置为准；井壁2壁后填充材料选用级配良好的黏土或灰土材料；土体填筑和夯实过程中，建造荷载会对井壁2造成侧向挤压，应在井壁2内部安放护壁套筒；为避免上一层壁后土体填筑和夯实过程中对下一层拉结筋6产生扰动，在下一层土体填筑和夯实时，土体夯实后高度应超过井壁2表面至少两倍拉结筋6的直径，然后沿拉结筋6放置方向划槽并将拉结筋6挤入；井壁2顶部应做找平层，找平层厚度为拉结筋6的直径；混凝土护墩13浇筑槽土方开挖时，人工开挖，不能触碰到拉结筋6；
74.b、道路结构建造滞前于井壁-井盖结构的工况：
75.采取工况a中的全开挖方法，不同之处在于，井壁2壁后填充材料和道路结构保持一致，且新旧结构搭接处开挖成阶梯型，避免不均匀沉降；采用“少开挖、低干扰、快恢复”的原则，只开挖井壁2外径范围内的土体，然后将拉结筋6采用锤击插入法或钻孔植入法置于周围土体中；
76.锤击插入法的具体过程为：
77.土方开挖；基底夯实；垫层施作；第一层井壁2砌筑；壁后缝隙填充；标识拉结筋6位置；锤击插入拉结筋6；清扫井壁2表面；下一层井壁2砌筑，依次循环；顶层拉结筋6插入；清扫井壁2顶部表面；井壁2顶部找平层施作；清扫护墩浇筑槽；放置井盖护圈；混凝土护墩13浇筑，放置井盖16；建造完毕；如图15所示；
78.钻孔植入法的具体过程为：
79.土方开挖；基底夯实；垫层施作；第一层井壁2砌筑；壁后缝隙填充；标识拉结筋6位置；钻机钻孔；锤击植入拉结筋6；清扫井壁2表面；下一层井壁2砌筑，依次循环；顶层拉结筋6植入；清扫井壁2顶部表面；井壁2顶部找平层施作；清扫护墩浇筑槽；放置井盖护圈；混凝土护墩13浇筑，放置井盖16；建造完毕，如图16所示，
80.过程中：为保证井壁2砌筑具有一定的工作面，土方开挖范围应大于检修井1的外径6-10cm；混凝土护墩13浇筑槽应随土方开挖一同完成；井壁2壁后缝隙应填充密实，选用水泥浆或水泥砂浆；对于软弱的土层直接采用锤击插入法，对于坚硬的路基路面层采用钻孔植入法；为保证拉结筋6和土体紧密接触，钻孔直径应小于拉结筋6直径1-2mm；
81.c、既有井壁-井盖结构更新改造的工况：
82.采用“非开挖、低干扰、快恢复”的原则，参照工况b中的建造方法，采用锤击插入法
或钻孔植入法直接将拉结筋6置于周围土体中。
83.上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。