用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构及其施工方法、支撑系统与流程

本技术涉及市政给排水结构支护，特别是一种用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构及其施工方法、支撑系统。

背景技术：

1、农村生活污水治理是农村人居环境整治的重要内容。现在常用的农村污水治理方式包括：沼气池处理生活污水、人工湿地处理系统、一体化污水处理设备处理生活污水。治理方式均需把污水通过管道收集到处理站进行集中处理。管道收集污水的线路常需经过沟渠段，尤其在农村进行污水收集时。在农村地区污水收集沟渠的渠壁主要为毛石挡墙(如图1所示)。当需要收集污水时，通过沟渠段部分时，常采用挂管实现在指定区域铺管，挂管需要稳定的支座系统来保证管道段的安全性和稳定性。

2、现有挂管支座结构如图2a)、b)所示，该支座由三根l型型钢焊接形成稳定的三脚架，然后通过膨胀螺栓将该三脚架固定在混凝土结构的渠壁上，为经过沟渠段铺设的管道提供支撑反力。但当渠壁是毛石挡墙组成时，使用膨胀螺栓固定三脚架，存在以下问题：

3、(1)毛石挡墙堆砌形成的渠壁由于毛石块体之间没有强粘结力连接，而是通过叠置堆叠形成，现有结构的三角支座与毛石块连接面仅为l型型钢，接触界面小，稳定性较差。

4、(2)通过膨胀螺栓将焊接好的三脚架，固定在毛石挡墙渠壁上，三脚架长时间暴露在室外经受物理、化学风化作用，极易腐蚀损坏，造成管道失去支撑后，影响管道正常工作。

5、(3)经过沟渠段的管道在工作中，同时受到风荷载、沟渠过水断面充满水的水浮力、管道中水流的冲刷力等多个方向荷载联合作用，在膨胀螺栓无法穿过毛石挡墙与后面土体形成稳定的支座系统的情况下支架结构无法为其提供足够的抗力，保证管道长期安全工作。

6、现有技术中未见以毛石挡墙作为基础铺设管道的相关结构。

7、公开于背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本技术针对上述技术问题提供了一种用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，该支座系统及施工方法适用于管道经过毛石挡墙渠壁段，为该段管道安全、稳定工作提供足够的支撑反力，是一种可靠、安全、可行、快捷的新型挂管支座。

2、本技术提供了一种用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，包括：反力装置、三角架支撑构件、带弹性垫圈钢板；反力装置设置于毛石挡墙沟渠渠壁后的稳定土层中；带弹性垫圈钢板安装于反力装置上并容纳设置于沟渠内；三角架支撑构件安装于带弹性垫圈钢板外侧；待铺设管道拆卸安装于三角架支撑构件顶面上；

3、反力装置包括：螺旋中空钢管、钻孔；钻孔开设于渠壁上，螺旋中空钢管插设于钻孔内；钻孔与螺旋中空钢管之间的间隙中灌注设置粘结浆料；

4、采集毛石挡墙的土层参数进行静力平衡计算得到螺旋中空钢管长度。

5、优选地，反力装置包括：塔式垫板基座；塔式垫板基座套设于螺旋中空钢管上，并卡接设置于带弹性垫圈钢板与渠壁之间。

6、优选地，反力装置包括：止浆活塞、喷浆头装置；止浆活塞套设于螺旋中空钢管上，并卡接于钻孔内；喷浆头装置设置于螺旋中空钢管容纳设置于钻孔内的端头上。

7、优选地，带弹性垫圈钢板包括：钢板、多个弹性垫圈、多个螺栓钻孔；钢板中部对称设置多个弹性垫圈；钢板的周缘上设置多个螺栓钻孔；螺旋中空钢管的伸出端与螺栓孔拆卸连接；三角架支撑构件拆卸安装于螺旋中空钢管的伸出端上。

8、优选地，三角架支撑构件包括：支架、支撑杆；支架与螺旋中空钢管的伸出端拆卸连接；支架顶面上设置支撑杆；待铺设管道拆卸安装于支撑杆上；

9、三角架支撑构件包括：corten钢管卡；corten钢管卡卡接设置于待铺设管道外并与支撑杆拆卸连接。

10、优选地，包括：成对设置的反力装置、成对设置的三角架支撑构件、支撑板；钢板上各顶角上开设螺栓孔；钢板与反力装置拆卸连接；三角架支撑构件设置与钢板外侧壁上并与反力装置拆卸连接；支撑板铺设于成对设置的三角架支撑构件顶面上；铺设管道放置于支撑板上。

11、本技术的另一方面还提供了一种如上述的用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构的施工方法，包括以下步骤：

12、1)通过钻头穿破毛石挡墙将螺旋中空钢管打入墙背后的稳定土层中，分析土层参数、注浆体与土体的粘结力，采用静力平衡计算得出所需的螺旋中空钢管长度，向螺旋中空钢管的伸出端灌注粘结浆料至粘结浆料充满螺旋中空钢管与钻孔间隙，待注浆体强度达到设计要求后，安装施工塔式基座得到反力装置；

13、2)在成对设置的螺旋中空钢管伸出端上安装带弹性垫圈钢板，并在带弹性垫圈钢板外壁上焊接三角架支撑构件；

14、3)重复步骤1～2)至在毛石挡墙渠壁上间隔设置多个反力装置并安装三角架支撑构件，在各三角架支撑构件上铺设管道。

15、优选地，步骤1)中的螺旋中空钢管长度按以下步骤确定：

16、步骤s1：对支座进行受力分析按如下所示平衡方程2f＝g计算受力得到支座承担的管道荷载，并根据钢管重量表查询得到钢管每延米重量w、3m重量，按管内满水情况计算水重得到垂直荷载；

17、步骤s2：采用建筑基坑工程规范如下公式，确定锚杆锚固体与岩土层间的长度：

18、

19、式中：k——锚杆锚固体抗拔安全系数，按表8.2.3-1取值；

20、la——锚杆锚固段长度(m)，尚应满足本规范第8.4.1条的规定；

21、frbk——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kpa)，应通过试验确定；当无试验资料时可按表8.2.3-2和表8.2.3-3取值；

22、d——锚杆锚固段钻孔直径(mm)。

23、优选地，步骤2)还包括在三脚架支撑构件上焊接corten钢箍环。

24、本技术的另一方面还提供了一种用于毛石挡墙沟渠挂管的支撑系统，包括：多个如上述的用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构按如上述的方法施工得到；用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构沿毛石挡墙渠壁间隔设置；待铺设管道放置于用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构上，并与用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构拆卸连接。

25、本技术能产生的有益效果包括：

26、1)本技术所提供的用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，该挂管支座系统可以沿毛石挡墙沟渠设置，该挂管支座系统柯有效解决市政工程中需要在毛石挡墙沟渠挂管的难题，提高了市政工程铺管效率，为管道铺设的路径选择增添了更多选项，可以降低工程成本，提高施工速度。

27、2)本技术所提供的用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，通过采集毛石挡墙的土层参数如内摩擦角、粘聚力、注浆体与土体的粘结力力学参数，对施工段的毛石挡墙进行分析，根据分析结果进行静力平衡计算，确定所用螺旋中空钢管长度，从而既保护了毛石挡墙结构，又能以毛石挡墙为支撑基座，为铺设的输送管道提供可靠的支撑力。

28、3)本技术所提供的用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，通过在螺旋中空钢管与钻孔之间填充粘结浆料，提高螺旋中空钢管与土体的连接可靠性，利用伸出墙体的螺旋中空钢管连接反力装置，在反力装置外设置三角架支撑构件，并在三角架支撑构件上铺设管道，从而实现在毛石挡墙内侧壁上稳固可靠的铺设管道。

29、4)本技术所提供的用于毛石挡墙沟渠的挂管支座结构，所用反力装置具备良好承载能力和通过螺旋结构注浆与毛石挡墙背后的土体形成稳定的结构，以提供均匀的支撑力和抗倾覆能力。该系统施工便利和可操作性强，整个支座系统能够方便地安装和调整，减少施工时间和人力成本。