專利名稱：大斷面管幕－箱涵推進施工方法
技術領域：
屬地下施工技術領域，確切地說是一種地下施工的暗挖技術。
背景技術：
隨著我國城市交通系統(tǒng)建設的不斷發(fā)展，目前，地下工程施工技術主要有明挖法、盾構法、頂管法、沉管法、沉箱法、管棚法、逆筑法、凍結法等，這些施工技術都有各自的特點和適用范圍，明挖法工程開支低但對周圍環(huán)境干擾大；盾構法雖然有著縮短工期適合復雜地層及較好的施工質量，但施工操作要求嚴，造價高，且斷面變化不夠靈活；頂管法一般用于直徑較小的市政管線等小型隧道的施工；沉管法用于水底的地下工程；沉箱和逆筑法一般用于豎直的工程；管棚法則用于地層條件好的地下工程支護中；凍結法技術要求嚴格用于含水地層中。上述各種施工方法對于淺埋的大斷面且地面環(huán)境維護要求嚴格的軟土地區(qū)工程，都有其局限性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種對環(huán)境影響小，造價低，工期短，適合淺層軟土地層施工的大斷面管幕-箱涵推進施工方法。
本發(fā)明采取的技術方案鋼管間有鎖扣相連構成的封閉式管幕，用水平頂管的方法形成口字形的矩型鋼管幕，鋼管的鎖口間壓注止水泥漿，鋼管內(nèi)充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐節(jié)向前開挖和推進箱涵，在推進過程中向管幕和箱涵之間的建筑空隙內(nèi)壓注復合泥漿；并由以下操作順序完成1)構筑始發(fā)井和接收井；2)對進出洞口進行土體加固；3)將帶有鎖扣的鋼管有序地分節(jié)水平頂入土層，構成口字形的水平鋼管幕；4)鋼管鎖口處壓注止水泥漿；5)向鋼管內(nèi)充填混凝土，提高管幕的剛度；6)構筑箱涵限位的導向墩；7)在工作井內(nèi)制作首節(jié)箱涵，并安裝網(wǎng)格工具頭；8)破除箱涵頂進出洞位置的連續(xù)墻；和加固體；
9)在工作井內(nèi)逐節(jié)制作，并向管幕內(nèi)用多組油缸推進箱涵；10)向管幕與箱涵之間空隙注入復合泥漿。
實施本發(fā)明后的積極效果是創(chuàng)造了一個在軟土地層大斷面地道施工的方法，這個施工方法很少影響地面環(huán)境，施工周期短，造價低，并能較好地控制地表沉降。
圖1.工作井，管幕，箱涵施工關系斷面示意2.管幕包裹箱涵狀態(tài)橫截面示意3箱涵頂入管幕的立體示意4工作井斷面示意圖
具體實施例方式現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明作進一步說明大斷面管幕-箱涵推進施工方法，包含常規(guī)施工要構筑工作井，土體加固3，構筑地下連續(xù)墻4，此外，在本施工方法中還包括鋼管間有鎖扣6相連構成的封閉式管幕7，用水平頂管的方法形成口字形的矩型鋼管幕，鋼管的鎖口間壓注止水泥漿，鋼管內(nèi)充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐節(jié)向前開挖和推進箱涵11，在推進過程中向管幕和箱涵之間的建筑空隙內(nèi)壓注復合泥漿；并由以下操作順序完成1)構筑始發(fā)井2和接收井1；2)進行土體3加固，井壁構筑地下連續(xù)墻4；3)將帶有鎖扣6的鋼管，有序地分節(jié)水平頂入土層，構成管幕7；4)鋼管鎖口處壓注止水泥漿；5)向鋼管內(nèi)充填混凝土6)構筑箱涵限位的導向墩14；7)在工作井內(nèi)制作箱涵11；
8)破除箱涵頂進出洞位置的連續(xù)墻13，和加固體3；9)在工作井內(nèi)逐節(jié)制作，并向管幕內(nèi)用多組油缸15推進箱涵；10)向管幕與箱涵之間建筑空隙處壓注復合泥漿。
鋼管鎖扣，其鎖扣的一種形式為圓管外表面各焊兩對稱內(nèi)向角鋼與焊兩對稱外向角鋼相配合構成管幕鎖扣；第二種形式為兩對稱內(nèi)向角鋼與焊T形鋼相配合構成的管幕鎖扣。
實施例結合具體實例與附圖對本發(fā)明的具體實施敘述如下以某市某路地下立交地道施工為例，該工程管幕段長約125米，呈南北走向，箱涵橫斷面尺寸為34.2米×7.85米。具體實施步驟如下1.構筑南北兩個工作井1；2，工作井系圍護結構采用地下連續(xù)墻施工，采用厚度800mm的地下連續(xù)墻4作為圍護結構，內(nèi)部結構為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，工作井南北側墻未設內(nèi)襯，地下連續(xù)墻墻深南、北工作井分別為32m、31m，然后采用明挖順筑法施工，進行工作井支撐5施工，北工作井豎向共設三道鋼筋混凝土水平桁架支撐加二道φ609鋼管支撐，其中第二道混凝土水平桁架兼作工作井的頂框架，平面外包尺寸為24.6×41.0m，底板底面埋深為16.226m。南工作井基坑豎向設了四道φ609鋼管支撐，加上工作井的頂框架作為第二道混凝土水平桁架支撐，平面外包尺寸為24.6×40.2m，底板底面埋深為17.051m。工作井完成后，對進洞段和出洞段土體進行加固，由于條件所限，本工程只對北側出發(fā)井2出洞段進行8米加固，加固區(qū)3的靠近洞口3米為Φ700的攪拌樁加固，后5米為壓密注漿加固。
2.管幕段采用80根φ970的鋼管通過鎖口6相連形成口字形斷面，鋼管的分節(jié)長度為16米，通過逐節(jié)頂進焊接而成通長管幕7，為了減小地表沉降，應先施工底排管幕，再兩側和頂排的管幕，但本工程中考慮工期因素，具體施工如下通過設立基準管，從基準管開始順序頂進，8臺頂管機同步進行。每根鋼管頂進所需時間為7天，包括設備安裝、調(diào)試、破連續(xù)墻出洞、安裝洞口止水裝置、穿攪拌樁加固區(qū)、鋼管頂進及現(xiàn)場焊接和進洞施工等，頂進速度為30m/天。上排鋼管中，1、5、9、13、21、25、29、33號鋼管為基準管，下排鋼管中，41、47、53、63、68、73號鋼管為基準管。左右兩排鋼管中34、80號鋼管為基準管。鋼管頂進分兩階段進行，第一階段八臺機頭從北工作井向南工作井同時頂進上排33根鋼管，第二階段，八臺機頭從北工作井向南工作井同時頂進剩余的鋼管。
3.管幕頂進完畢，進行GML梁施工(管幕梁)8的施工，其作用是對鋼管幕和地下連續(xù)墻進行可靠的連接。
4.在北工作井內(nèi)拆除洞口位置處的支撐9，澆筑箱涵推進平臺10，并預制首節(jié)箱涵11，箱涵的分節(jié)長度為17～18m，第一節(jié)包括1.3m的網(wǎng)格工具頭12。
5.分層分塊爆破拆除出洞口處的連續(xù)墻13，在箱涵兩側設置導向墩14，采用計算機液壓同步控制系統(tǒng)推進箱涵，油缸15布置于底排，沿著箱涵的中心線對稱布置且向兩邊擴散。邊推進箱涵邊用挖掘機挖除加固土體。推進一段距離，千斤頂縮回，放進頂鐵16，當推進完第一節(jié)箱涵，在北工作井內(nèi)預制第二節(jié)箱涵，如此逐節(jié)頂進箱涵。
6.本工程共有八節(jié)箱涵，在第七節(jié)箱涵接近南井地下墻時，測量南工作井地下墻土壓力的變化，當土壓力大于靜止土壓力的1.2倍時采取以下措施，以防基坑失穩(wěn)降低箱涵推進速度，在網(wǎng)格內(nèi)適當挖土；在南工作井開泄壓孔；在南井用砼支撐建立足夠的抵抗強度。箱涵進洞流程是在南側工作井澆筑后澆帶17，在南井內(nèi)施工車道板18和替換砼撐19，拆除第三四道支撐20及南側地下墻21，施工井內(nèi)頂板22，北側地下連續(xù)墻23及替換砼撐19拆除，內(nèi)部結構與箱涵間最終接頭24施工。25為頂框架，26為底板。
權利要求
1.大斷面管幕-箱涵推進施工方法，包含構筑工作井，土體加固(3)，構筑地下連續(xù)墻(4)，其特征是鋼管間有鎖扣(6)相連構成的封閉式管幕(7)，用水平頂管的方法形成口字形的矩型鋼管幕，鋼管的鎖口間壓注止水泥漿，鋼管內(nèi)充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐節(jié)向前開挖和推進箱涵(11)，在推進過程中向管幕和箱涵之間的建筑空隙內(nèi)壓注復合泥漿；并由以下操作順序完成1)構筑始發(fā)井(2)和接收井(1)；2)對進出洞口進行土體(3)加固；3)將帶有鎖扣(6)的鋼管，有序地分節(jié)水平頂入土層，構成口字形水平鋼管幕(7)；4)鋼管鎖口處壓注止水泥漿；5)向鋼管內(nèi)充填混凝土6)構筑箱涵限位的導向墩(14)；7)在工作井內(nèi)制作首節(jié)箱涵(11)；并安裝網(wǎng)格工具頭；8)破除箱涵頂進出洞位置的連續(xù)墻(13)；和加固體(3)；9)在工作井內(nèi)逐節(jié)制作，并向管幕內(nèi)用多組油缸(15)推進箱涵；10)向管幕與箱涵之間建筑空隙處壓注復合泥漿。
2.根據(jù)權利要求1所述的大斷面管幕-箱涵推進施工方法，其特征是所述的鋼管鎖扣，其鎖扣的一種形式為圓管外表面各焊兩對稱內(nèi)向角鋼與焊兩對稱外向角鋼相配合構成管幕鎖扣；第二種形式為兩對稱內(nèi)向角鋼與焊T形鋼相配合構成的管幕鎖扣。
全文摘要
大斷面管幕－箱涵推進施工方法，屬地下施工技術領域，其特點是鋼管間有鎖扣相連構成的封閉式管幕，用水平頂管的方法形成口字形的矩型鋼管幕，鋼管的鎖口間壓注止水泥漿，鋼管內(nèi)充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐節(jié)向前推進和開挖，在推進過程中向管幕和箱涵之間的建筑空隙內(nèi)壓注復合泥漿。這是一種適合于軟土地層中淺埋暗挖大斷面地道的施工方法，具有工程安全可靠，對周邊環(huán)境影響小，工程投資合理等優(yōu)點的施工方法。
文檔編號E02D29/05GK1800514SQ200510111408
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權日2005年12月13日
發(fā)明者葛金科, 周松, 楊俊龍, 彭少杰, 趙國強 申請人:上海市第二市政工程有限公司