CN101575976A - 便于开门洞的围护结构及其施工方法、使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于开门洞的围护结构，所述围护结构由门洞部分和位于门洞部分四周的周边部分组成，所述门洞部分是一与掘进机具进出所需口径大小相对应的槽段，所述槽段由水泥土填充，且所述槽段内依次竖直插置若干H型钢，由此构成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙。还公开了上述的便于开门洞的围护结构施工方法。还公开了使用上述便于开门洞的围护结构的出始发井方法及进接收井方法。本发明可以避免人工开门洞所需的劳动量，可以节约工期，还能有效降低施工风险。由于不必添置额外的大型设备，且H型钢可以回收利用，还具有施工简单，造价便宜的优点。

Description

便于开门洞的围护结构及其施工方法、使用方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种便于开门洞的围护结构及其施工方法、使用方法。

背景技术

现有顶管、隧道施工有两个关键工序：出始发井和进接收井。在这两个关键工序中都涉及到“开门洞”这一子工序。“开门洞”是将掘进机具通过时所需穿越的围护结构凿除，或者是直接将围护结构设计成抗弯强度较高但抗剪强度较低的结构，如NOMST工法(Novel Material Shield-cuttable Tunnel-wallSystem，即盾构直接切削新型材料墙体法)中采用碳纤维加强筋地墙，这样掘进机具如盾构机或顶管机可以直接切削围护结构。

当围护结构采用混凝土地下连续墙结构时，因为盾构机或顶管机的切削刀具不具备直接切削混凝土的能力，此时“开门洞”只能人工作业。采用人工作业的缺点如下：作业环境艰苦、恶劣；劳动强度大；外侧土体失去支撑后易坍落，人工作业风险高。为了提高人员的安全系数，在围护外侧一般采用土体改良技术，即在开门洞时，土体经过改良后能够自立。这带来诸多不利。造价提高，工期延长，占用围护外侧空间并可能导致地下管线搬迁。需要配合采用其他辅助措施，如降水等。

采用NOMST工法时，因为围护可以满足基坑开挖时的抗弯要求，同时可以让掘进机具直接切削，所以可以避免人工开门洞时的一些弊端，但其缺点如下：采用了特种碳纤维材料，成本高；碳纤维组成的钢筋笼，制作、吊装等技术要求高。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种便于开门洞的围护结构及其施工方法、使用方法，在满足围护结构所需强度和止水要求前提下，实现掘进机具直接切削进出洞，操作简便，且施工成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种便于开门洞的围护结构，所述围护结构由门洞部分和位于门洞部分四周的周边部分组成，所述门洞部分是一与掘进机具进出所需口径大小相对应的槽段，所述槽段由水泥土填充，且所述槽段内依次竖直插置若干H型钢，由此构成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙。

进一步，所述H型钢交错插置于所述槽段内。

进一步，所述H型钢密插于所述槽段内。

进一步，所述水泥土用所述水泥土用正循环法填充整个槽段。

进一步，所述围护结构的一侧设置有内衬结构，所述内衬结构上设有与围护结构的门洞部分位置和大小相对应的开口。

进一步，所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边设有止水装置。

本发明还公开了一种如上所述的便于开门洞的围护结构的施工方法，包括如下步骤：

工序1，用成槽机成槽，槽段内有成槽护壁所需的泥浆，所成槽段的大小与掘进机具进出所需口径相对应；

工序2，在所述槽段的两侧放置锁扣管；

工序3，用搅拌好的水泥土填充至所述槽段，将原先的护壁泥浆全部置换；

工序4，在填充好水泥土的槽段内竖直插置若干H型钢，插入的H型钢和水泥土组成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙；

工序5，施工所述周边部分，以形成所述围护结构；

工序6，在所述围护结构的一侧设置内衬结构，所述内衬结构上设有与围护结构的门洞部分位置和大小相对应的开口。

进一步，所述H型钢交错插置于所述槽段内。

进一步，所述H型钢密插于所述槽段内。

进一步，所述水泥土用正循环法置换槽内泥浆，最终水泥土填充整个槽段。

进一步，所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边设有止水装置。

本发明还公开了一种使用如上述的便于开门洞的围护结构的出始发井方法，包括以下步骤：

第一步，在所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边安装一止水装置：

第二步，掘进机具穿过所述止水装置进入内衬结构；

第三步，拔除所述围护结构的门洞部分的H型钢；

第四步，掘进机具经过所述围护结构的门洞部分并驶离所述围护结构，安装于掘进机具后面的管道结构抵达内衬结构，将管道结构和内衬结构连接。

本发明还公开了一种使用如上所述的便于开门洞的围护结构的进接收井方法，包括以下步骤：

第一步，在所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边安装一止水装置，止水装置的外侧安装一封门：

第二步，所述掘进机具抵达所述围护结构；

第三步，拔除所述围护结构的门洞部分的H型钢；

第四步，所述掘进机具经所述围护结构的门洞部分抵达封门；

第五步，拆除所述封门，所述掘进机具继续前进，安装于掘进机具后面的管道结构抵达内衬结构，将管道结构和内衬结构连接。

本发明的有益效果：

劳动强度低：由于可以实现掘进机具直接切削，因此，避免了人工开门洞所需的劳动量，如人工凿除时的排架搭设，混凝土分批凿除，混凝土渣土外运等工作量。

节约工期：人工凿除门洞严重影响工期，由于掘进机具直接切削取代人工凿除门洞，因此，可缩短开门洞的工期。同时也节约了人工凿除时所需的土体改良时间。

降低风险：在较小空间内，人工分批凿除直立混凝土结构风险高。且混凝土凿除后，外侧土体失去有效支撑，可能坍塌，风险也非常高。用掘进机具直接切削取代人工凿除门洞，可以有效降低上述风险。

降低造价：相比较采用昂贵碳纤维的NOMST工法，本发明采用H型钢垂直设置并由水泥土填充而形成的既具有较高强度又能有效防止渗漏的围护结构门洞部分，H型钢可以回收，其造价成本非常低。另外，不需添置其他大型设备，所需设备都是正常盾构工作井施工必需的机械，如成槽机、吊机等。

功能全面：此围护结构与混凝土地墙围护一样，可满足强度及止水两方面的要求。

附图说明

图1a是便于开门洞的围护结构实施例1的结构俯视示意图；

图1b是便于开门洞的围护结构实施例1的结构立面示意图；

图1c是H型钢的垂直交错排列方式示意图；

图2a是便于开门洞的围护结构施工方法工序1的俯视示意图；

图2b是便于开门洞的围护结构施工方法工序1的立面示意图；

图3a是便于开门洞的围护结构施工方法工序2的俯视示意图；

图3b是便于开门洞的围护结构施工方法工序2的立面示意图；

图4a是便于开门洞的围护结构施工方法工序3的俯视示意图；

图4b是便于开门洞的围护结构施工方法工序3的立面示意图；

图5a是便于开门洞的围护结构施工方法工序4进行时的俯视示意图；

图5b是便于开门洞的围护结构施工方法工序4进行时的立面示意图；

图5c是便于开门洞的围护结构施工方法工序4结束后的俯视示意图；

图5d是便于开门洞的围护结构施工方法工序4结束后的立面示意图；

图6a是便于开门洞的围护结构施工方法工序5的俯视示意图；

图6b是便于开门洞的围护结构施工方法工序5的立面示意图；

图7a是便于开门洞的围护结构施工方法工序6的俯视示意图；

图7b是图7a的A-A剖视图；

图8a是使用上述便于开门洞的围护结构的出始发井方法第一步示意图；

图8b是使用上述便于开门洞的围护结构的出始发井方法第二步示意图；

图8c是使用上述便于开门洞的围护结构的出始发井方法第三步示意图；

图8d是使用上述便于开门洞的围护结构的出始发井方法第四步示意图；

图9a是使用上述便于开门洞的围护结构的进接收井方法第一步示意图；

图9b是使用上述便于开门洞的围护结构的进接收井方法第二步示意图；

图9c是使用上述便于开门洞的围护结构的进接收井方法第三步示意图；

图9d是使用上述便于开门洞的围护结构的进接收井方法第四步示意图；

图9e是使用上述便于开门洞的围护结构的进接收井方法第五步示意图；

图10a是便于开门洞的围护结构实施例2的结构俯视示意图；

图10b是便于开门洞的围护结构实施例2的结构立面示意图；

图10c是H型钢的依次紧贴连接的排列方式示意图；

图中：1-围护结构，11-门洞部分(槽段)，12-周边部分，2-泥浆，3-锁扣管，4-H型钢，5-水泥土，6-内衬结构，61-开口，7-止水装置，71-封门，9-掘进机具，10-管道结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作清楚、完整地说明：

实施例1

请参阅图1a、图1b和图1c，这种便于开门洞的围护结构1，由门洞部分11和位于门洞部分11四周的周边部分12组成。所述围护结构1是由四面围护结构围成的工作井中涉及门洞部分11的围护结构。所述周边部分12是指工作井的一面涉及门洞部分(即用于供掘进机具9进出)的围护结构1中除门洞部分11的的其他部分。所述工作井为始发井或接收井。所述门洞部分11是一大小与掘进机具9进出所需口径相对应的槽段11，所述槽段11由水泥土5填充，所述槽段11内依次竖直交错设有若干H型钢4，本实施例的H型钢的具体设置方式请参阅图1c。交错插入的H型钢4和水泥土5组成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙。所述围护结构的周边部分12采用通常的围护结构1施工方法施工。所述围护结构1的一侧设置有内衬结构6，所述内衬结构6上设有与围护结构1的门洞部分11位置和大小相对应的开口61，请结合参阅图7a。所述内衬结构6的开口61远离所述围护结构1的一侧周边设有止水装置7。所述水泥土5用正循环法置换槽内泥浆2，最终水泥土填充整个槽段。

这种便于开门洞的围护结构施工方法，包括如下步骤：

工序1，请参阅图2a和图2b，用成槽机成槽，槽段11内有成槽护壁所需的泥浆2，所成槽段11与掘进机具9进出所需口径大小相对应；

工序2，请参阅图3a和图3b，在所述槽段11的两侧放置锁扣管3；

工序3，请参阅图4a和图4b，用地面搅拌好的水泥土5正循环填充至所述槽段11，护壁泥浆2外溢或抽出，直至将原先的护壁泥浆2全部置换。

工序4，请参阅图5a和图5b，在填充好水泥土5的槽段11内交错竖直插置若干H型钢4，使得交错插入的H型钢4和水泥土5组成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙，如图5c和图5d所示；

工序5，请参阅图6a和图6b，按照通常的地墙施工方法施工门洞部分11四周的周边部分12，以形成所述供掘进机具进出的围护结构1。

工序6，请参阅图7a和图7b，在所述围护结构1的靠近工作井的一侧设置内衬结构6。所述内衬结构6采用通常作法施工。所述内衬结构6上设有与围护结构1的门洞部分11位置和大小相对应的开口61。所述内衬结构6的开口61远离所述围护结构1的一侧周边设有一止水装置7。所述止水装置7的一侧面根据需要安装封门71。

以下是上述便于开门洞的围护结构的两种使用方法：

其一是，一种使用上述便于开门洞的围护结构的出始发井方法，包括以下步骤：

第一步，请参阅图8a，所述内衬结构6的开口远离所述围护结构1的一侧周边安装一止水装置7：

第二步，请参阅图8b，掘进机具9穿过所述止水装置7进入内衬结构6；

第三步，请参阅图8c，所述围护结构1的门洞部分11的H型钢4拔除，以便掘进机具顺利切削水泥土5；

第四步，请参阅图8d，掘进机具9经所述围护结构1的门洞部分11驶离所述围护结构1，掘进机具9后方管道结构10施工。所述管道结构10连接在所述掘进机具9的后面，与掘进机具9一通穿过门洞。当管道结构10达到内衬结构6后，用钢筋混凝土构造将管道结构10和内衬结构6连接在一起。

其二是，一种使用上述便于开门洞的围护结构的进接收井方法，包括以下步骤：

第一步，请参阅图9a，所述内衬结构6的开口远离所述围护结构1的一侧周边安装一止水装置7，止水装置的外侧安装一封门71。并围护结构1的门洞、内衬结构6的开口、止水装置7及其封门71所围成的空间内填充泡沫。

第二步，请参阅图9b，所述掘进机具9抵达所述围护结构1远离内衬结构6的一侧；

第三步，请参阅图9c，操作人员将所述围护结构1的门洞部分11的H型钢4拔除；拔除后，掘进机具9可以很方便地切屑门洞部分的水泥土5。

第四步，请参阅图9d，所述掘进机具9经所述围护结构1的门洞部分11抵达封门71；

第五步，请参阅图9e，拆除所述封门，所述掘进机具9继续前进，其后部的管道结构10抵达内衬结构6，进行管道结构10施工。所述管道结构10连接在所述掘进机具9的后面，与掘进机具9一同穿过门洞。当管道结构10达到内衬结构6后，用钢筋混凝土构造将管道结构10和内衬结构6连接在一起。

实施例2

请参阅图10a、图10b和图10c，本实施例与实施例1的区别在于，所述H型钢的设置方式不同。本实施例的H型钢依次垂直密插于所述槽段11内。这种依次紧贴连接的H型钢4和水泥土5组成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙。

本发明由于可以实现掘进机具直接切削取代人工凿除门洞，具有以下有益效果：一、可以避免了人工开门洞所需的劳动量。二、可以节约工期，无需低效率的人工凿除门洞时间，同时也节约了人工凿除时所需的土体改良时间。三、降低风险，避免了在较小空间内，人工分批凿除直立混凝土结构引起的风险。

本发明采用由垂直设置的H型钢和水泥土形成的既具有较高强度又能有效防止渗漏的围护结构门洞部分，相比人工开门洞，可以有效减少人工劳动量，进而可以节约工期，还能有效降低施工风险。相比较采用昂贵碳纤维的NOMST工法，由于不必添置额外的大型设备，且H型钢可以回收利用，还具有施工简单，造价便宜的优点。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种便于开门洞的围护结构，其特征在于：所述围护结构由门洞部分和位于门洞部分四周的周边部分组成，所述门洞部分是一与掘进机具进出所需口径大小相对应的槽段，所述槽段由水泥土填充，且所述槽段内依次竖直插置若干H型钢，由此构成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙。

2.如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构，其特征在于：所述H型钢交错插置于所述槽段内。

3.如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构，其特征在于：所述H型钢密插于所述槽段内。

4.如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构，其特征在于：所述水泥土用正循环法填充整个槽段。

5.如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构，其特征在于：所述围护结构的一侧设置有内衬结构，所述内衬结构上设有与围护结构的门洞部分位置和大小相对应的开口。

6.如权利要求5所述的便于开门洞的围护结构，其特征在于：所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边设有止水装置。

7.一种如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

工序1，用成槽机成槽，槽段内有成槽护壁所需的泥浆，所成槽段的大小与掘进机具进出所需口径相对应；

工序2，在所述槽段的两侧放置锁扣管；

工序3，用搅拌好的水泥土填充至所述槽段，将原先的护壁泥浆全部置换；

工序4，在填充好水泥土的槽段内竖直插置若干H型钢，插入的H型钢和水泥土组成既能止水又满足基坑开挖所需刚度的型钢挡墙；

工序5，施工所述周边部分，以形成所述围护结构；

工序6，在所述围护结构的一侧设置内衬结构，所述内衬结构上设有与围护结构的门洞部分位置和大小相对应的开口。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述H型钢交错插置于所述槽段内。

9.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述H型钢密插于所述槽段内。

10.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述水泥土用正循环法置换槽内泥浆，最终水泥土填充整个槽段。

11.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边设有止水装置。

12.一种使用如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构的出始发井方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边安装一止水装置；

第二步，掘进机具穿过所述止水装置进入内衬结构；

第三步，拔除所述围护结构的门洞部分的H型钢；

第四步，掘进机具经过所述围护结构的门洞部分并驶离所述围护结构，安装于掘进机具后面的管道结构抵达内衬结构，将管道结构和内衬结构连接。

13.一种使用如权利要求1所述的便于开门洞的围护结构的进接收井方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在所述内衬结构远离所述围护结构的一侧的开口周边安装一止水装置，止水装置的外侧安装一封门；

第二步，所述掘进机具抵达所述围护结构；

第三步，拔除所述围护结构的门洞部分的H型钢；

第四步，所述掘进机具经所述围护结构的门洞部分抵达封门；

第五步，拆除所述封门，所述掘进机具继续前进，安装于掘进机具后面的管道结构抵达内衬结构，将管道结构和内衬结构连接。

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