CN101603315B - 一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法，属于建筑工程领域。本发明包括如下步骤：①施工制作接口段地下连续墙；②施工制作接口段主体结构；③水下浇筑自密实混凝土围堰；④施工制作防渗墙；本发明具有加工场地小、吊装作业可控性强、施工精度高、二次围堰稳定性好、止水效果好、安全风险小等优点。

Description

一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法

技术领域：

本发明属于建筑工程领域，尤其是涉及一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法。

背景技术：

目前国内的沉管隧道二次围堰通常采用混凝土砌块围堰，即事先预制加工混凝土砌块，分层、分块吊装砌块，砌块作为外模，在砌块中分层灌注混凝土形成围堰的施工步骤。由于砌块为薄壁结构，不具备堆码的可能。因此一般需要一个很大的加工、堆放场地，由于施工环境较为复杂或带有一定坡度，施工现场一般不具备这样的条件，主要有以下风险：

1、由于砌块本身很重，吊装时安全风险及不可控因素太多，吊装作业的精度也无法准确预计，极有可能造成每层的最后一块砌块无法下放。

2、在吊装时也较易造成砌块碰撞，从而破坏砌块的混凝土壁，使其产生断裂，产生不可预料的后果或影响施工质量。

3、砌块无法与底部及两侧的结构形成有效的整体，稳定性差，其底部及两侧与即使有结构连接处也容易渗水。

综上所述，这种砌块围堰的施工方法存在预制场地困难、吊装作业带来的不可控因素太多、施工精度难以控制、稳定性差及止水效果不能得到有效保证，所以存在大量的安全风险等问题。

发明内容：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法。本发明通过将接口段地下连续墙、接口段主体结构、防渗墙及二次围堰紧密的连接成一个整体，形成了一道严密的二次围堰防渗体系；接口段地下连续墙预先埋设的连接钢筋与之后浇筑的防渗墙、接口段主体结构、二次围堰连接成一个整体，使得后期浇筑的防渗墙、接口段主体结构、二次围堰通过其两侧的连续墙与两侧的地层紧密连接在一起；接口段主体结构顶板清理打毛、浇筑围堰的层与层之间预埋连接钢筋，这些措施使得防渗墙、接口段主体结构、二次围堰三者之间也有效的连成了一个整体，因此本发明具有加工场地小、吊装作业可控性强、施工精度高、稳定性好、止水效果好、安全风险小等优点。

为实现上述发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的施工方法包含如下步骤：

①施工制作接口段地下连续墙；②施工制作接口段主体结构；③水下浇筑自密实混凝土围堰；④施工制作防渗墙；

以下对本发明进一步详细描述：

①施工制作接口段地下连续墙：

在开挖基坑前首先施工制作钢筋混凝土结构的地下连续墙作为基坑的围护结构，同时在施工制作的接口段地下连续墙内预埋连接钢筋，接口段地下连续墙从地面上直接施工，主要工序为：先采用液压抓斗挖槽机成槽，现场整体加工钢筋笼，采用吊机将钢筋笼吊装到挖好的槽内，最后灌注满足设计要求的混凝土；接口段连续墙施工完毕后进行接口段开挖，开挖至设计标高后，在裸露出的连续墙内预埋连接钢筋，为接口段主体结构施工及二次围堰施工做准备；

所述的施工制作接口段地下连续墙中，所述的预埋钢筋与后期施工的接口段主体结构及二次围堰连接成一道整体，有助于二次围堰的稳定性，且更容易采取措施处理连接处的止水问题；

所述的施工制作接口段地下连续墙中，所述的液压抓斗挖槽机成槽后需进行扫孔挖除铲平抓接部位的壁面及铲除槽底沉渣以消除槽底沉渣对地下连接墙墙体的沉降；

所述的施工制作接口段地下连续墙中，所述的灌注满足设计要求的混凝土在其配比中采用低水化热的水泥，采用5-25mm的连续级配骨料作为粗骨料，细度模量控制在2.4～2.8以内的干净中粗砂作为细骨料，添加粉煤灰来减少水泥用量，降低了水胶比，加入了能提高混凝土抗裂性能的外加剂；同时采取降温防晒的措施对粗骨料入仓温度进行控制，使用冰水搅拌、减少运输升温、合适的施工工艺、混凝土养护和在结构内部设置冷却降温措施等来实现对混凝土抗裂性能的提高；浇筑过程中采用插入式振动棒振捣，以达到所述的混凝土密实效果，在所述的混凝土终凝后及时进行养护，养护方法采用麻袋覆盖、洒水方式养护；

②施工制作接口段主体结构：

在接口段施工制作一个主体结构以连接隧道岸上段与水下沉管段，施工顺序为：绑扎底板钢筋-浇筑底板混凝土-绑扎侧墙钢筋和顶板钢筋-浇筑侧墙混凝土和顶板混凝土；

所述的施工制作接口段主体结构在坞门破除前施工制作；

所述的接口段主体结构采用现场浇筑的方式施工制作，内部模板采用满堂支架配大块钢模体系，外侧模板采用碗扣支架配大块钢模体系；

所述的施工制作接口段主体结构中，所述的接口段主体结构是一个钢筋混凝土框架结构，其断面形式与沉管管段完全一样；

③水下浇筑自密实混凝土围堰：

a、作业面清理及打毛：

所述的水下浇筑自密实混凝土围堰即二次围堰施工制作在接口段主体结构的顶部；

为保证新浇混凝土能与接口段主体结构接触紧密，在立模前必须先清除接口段主体结构顶部上覆盖的泥浆或碎渣；采取由潜水员使用高压水枪清洗浇筑面，利用高压水枪的冲击力将泥浆或原混凝土表面的松散层冲刷出浇筑面，并将接口段主体结构顶板收成毛面；

b、立模：

所述的水下浇筑混凝土必须要立模板，采用框架式模板组装，先加工出一个整体框架，然后再将制式模板分块往框架内嵌装；

为保证所述的框架在水下能够稳定，特制作直立式三角支架，所述的支架安放好后，由潜水员按照从左至右的顺序，将所述的模板嵌入支架上的由钢筋加工成的插槽内，模板嵌入完成后，由潜水员使用铅丝将模板与支架扎紧固定；

c、水下自密实混凝土浇筑：

所述的水下浇筑自密实混凝土围堰采用水下自密实混凝土进行水下浇筑；

所述的水下自密实混凝土为一种高性能混凝土，在浇筑过程中不需要振捣就可以密实，密实凝结后的强度可满足设计要求；

所述的水下自密实混凝土熟料由搅拌运输车自混凝土搅拌站运至施工区域，泵送至浇筑平台上集料斗内，通过导管浇筑水下自密实混凝土；

考虑施工时的作业能力，所述的混凝土二次围堰采取分层浇筑，且每层施工前需将底层混凝土面层的薄弱处使用高压水枪清洗去除；浇筑过程中，新浇筑的混凝土通过地下连续墙内预留钢筋与两侧的地下连续墙连接成一个整体；

所述的二次围堰底部浇筑的混凝土与打毛的接口段主体结构顶板连接成一个整体；在分层浇筑的过程中，层与层之间预留钢筋，将相邻两层连接成一个整体；

所述的二次围堰与接口段主体结构顶板及地下连续墙结合处采用橡胶止水带，并在新浇筑的每层混凝土的迎水面安装一道紫铜止水垫；

④施工制作防渗墙：

所述的防渗墙为施工制作于接口段主体结构底部的一道素混凝土连续墙；施工制作防渗墙时，接口段的基坑开挖至防渗墙顶部标高，采用液压抓斗挖槽机成槽，在槽内灌注满足设计要求的混凝土，形成一道素混凝土连续墙；

所述的防渗墙与地下连续墙、接口段主体结构、二次围堰形成一个整体二次围堰防渗体系；

由于采用如上所述的施工方法，本发明具有以下优越性：

一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法，只需要很小的场地用来加工、堆放模板，解决了施工现场场地十分有限的难题；只需进行小型钢模板构件和支架的吊装，可利用小型船驳吊放，吊装作业可控性强；模板支架吊装时由于重量较小，可通过水上初步定位后进行吊放，水下由潜水员观测控制，施工精度高；将二次围堰底部的接口段主体结构顶端混凝土收成毛面、在浇筑的层与层之间预留连接钢筋，在二次围堰两侧的地下连续墙内预埋连接钢筋，这样整体浇筑成的二次围堰与底部的接口段主体结构、防渗墙及两侧的地下连续墙都连接成了一个整体，层与层之间也连接成了一个整体，最终形成的二次围堰防渗体系稳定性好；同时二次围堰层与层之间及二次围堰两侧与连续墙接触面通过安装止水带等措施保证止水效果，这些都使止水效果能得到有效控制。

本发明具有加工场地小、吊装作业可控性强、施工精度高、二次围堰稳定性好、止水效果好、安全风险小等优点。

附图说明：

图1是本发明中所述的沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法的具体步骤流程图；

图2是本发明中所述的地下连续墙的平面图；

图3是本发明中所述的接口段地下连续墙立面图；

图4是本发明中所述的接口段主体结构平面图；

图5是本发明中所述的接口段主体结构立面图；

图6是本发明中所述的二次围堰立面图；

图7是本发明中所述的二次围堰剖面图；

图8是本发明中所述的模板支架立面图；

图9是本发明中所述的浇注平台立面图；

图10是本发明中所述的防渗墙平面图；

图11是本发明中所述的防渗墙立面图；

在图中：1、河流；2、干坞；3、坞门；4、沉埋管段；5、接口地下连续墙；6、隧道轮廓线；7、地面；8、连接钢筋；9、预制管段；10、防渗墙；11、接口段主体结构；12、模板；13、斜撑支架；14、混凝土围堰主体；15、集料斗；16、工字钢固定；17、导管；18、二次围堰；19、隧道岸上段。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，在开挖基坑前首先施工制作钢筋混凝土结构的地下连续墙5作为基坑的围护结构，同时在施工制作的接口段地下连续墙5内预埋连接钢筋8，接口段地下连续墙5从地面上直接施工，主要工序为：先采用液压抓斗挖槽机成槽，现场整体加工钢筋笼，采用吊机将钢筋笼吊装到挖好的槽内，最后灌注满足设计要求的混凝土；接口段连续墙5施工完毕后进行接口段开挖，开挖至设计标高后，在裸露出的连续墙内预埋连接钢筋8，为接口段主体结构11施工及二次围堰18施工做准备。

所述的施工制作接口段地下连续墙5中，所述的预埋钢筋8与后期施工的接口段主体结构11及二次围堰18连接成一道整体，有助于二次围堰18的稳定性，且更容易采取措施处理连接处的止水问题。

所述的施工制作接口段地下连续墙5中，所述的液压抓斗挖槽机成槽后需进行扫孔挖除铲平抓接部位的壁面及铲除槽底沉渣以消除槽底沉渣对地下连接墙5墙体的沉降。

所述的施工制作接口段地下连续墙5中，所述的灌注满足设计要求的混凝土在其配比中采用低水化热的水泥，5-25mm的连续级配骨料作为粗骨料，细度模量控制在2.4～2.8以内的干净中粗砂作为细骨料，添加粉煤灰来减少水泥用量，降低了水胶比，加入了能提高混凝土抗裂性能的外加剂；同时采取降温防晒的措施对粗骨料入仓温度进行控制，使用冰水搅拌、减少运输升温、合适的施工工艺、混凝土养护和在结构内部设置冷却降温措施等来实现对混凝土抗裂性能的提高；浇筑过程中采用插入式振动棒振捣，以达到所述的混凝土密实效果，在所述的混凝土终凝后及时进行养护，养护方法采用麻袋覆盖、洒水方式养护。

如图4、图5所示在接口段施工制作一个主体结构11以连接隧道岸上段19与水下沉管段4，施工顺序为：绑扎底板钢筋-浇筑底板混凝土-绑扎侧墙钢筋和顶板钢筋-浇筑侧墙混凝土和顶板混凝土。

所述的施工制作接口段主体结构11在坞门3破除前施工制作。

所述的接口段主体结构11采用现场浇筑的方式施工制作，内部模板采用满堂支架配大块钢模体系，外侧模板采用碗扣支架配大块钢模体系。

所述的施工制作接口段主体结构11是一个钢筋混凝土框架结构，其断面形式与沉管管段完全一样。

如图6、图7所示，所述的二次围堰18施工制作在接口段主体结构11的顶部。

为保证新浇混凝土能与接口段主体结构11接触紧密，在立模前必须先清除接口段主体结构11顶部上覆盖的泥浆或碎渣；采取由潜水员使用高压水枪清洗浇筑面，利用高压水枪的冲击力将泥浆或原混凝土表面的松散层冲刷出浇筑面，并将接口段主体结构11顶板收成毛面。

如图8所示，所述的水下浇筑混凝土必须要立模板，采用框架式模板组装，先加工出一个整体框架，然后再将制式模板12分块往框架内嵌装。

为保证所述的框架在水下能够稳定，特制作直立式三角支架13，所述的支架13安放好后，由潜水员按照从左至右的顺序，将所述的模板12嵌入支架13上的由钢筋加工成的插槽内，模板12嵌入完成后，由潜水员使用铅丝将模板12与支架13扎紧固定。

如图9所示，所述的水下浇筑自密实混凝土围堰采用水下自密实混凝土进行水下浇筑。

所述的水下自密实混凝土为一种高性能混凝土，在浇筑过程中不需要振捣就可以密实，密实凝结后的强度可满足设计要求。

所述的水下自密实混凝土熟料由搅拌运输车自混凝土搅拌站运至施工区域，泵送至浇筑平台上集料斗15内，通过导管17浇筑水下自密实混凝土。

考虑施工时的作业能力，所述的混凝土二次围堰18采取分层浇筑，大致按3m为一层，形成阶梯，浇筑第二层时需待底层混凝土初凝并形成一定强度(不低于36小时)方可立模作业，且每层施工前需将底层混凝土面层的薄弱处使用高压水枪清洗去除；浇筑过程中，新浇筑的混凝土通过地下连续墙5内预留钢筋8与两侧的地下连续墙5连接成一个整体。

所述的二次围堰18底部浇筑的混凝土与打毛的接口段主体结构11顶板连接成一个整体；在分层浇筑的过程中，层与层之间预留钢筋，将相邻两层连接成一个整体。

所述的二次围堰18与接口段主体结构11顶板及地下连续墙5结合处采用橡胶止水带，并在新浇筑的每层混凝土的迎水面安装一道紫铜止水垫。

如图10、图11所示，在接口段主体结构11底部施工制作一道素混凝土连续墙作为防渗墙10；施工制作防渗墙10时，接口段的基坑开挖至防渗墙10顶部标高，采用液压抓斗挖槽机成槽，在槽内灌注满足设计要求的混凝土，形成一道素混凝土连续墙。

所述的防渗墙10与地下连续墙5、接口段主体结构11、二次围堰18形成一个整体二次围堰防渗体系。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (1)

1.一种沉管隧道二次围堰防渗体系的施工方法，其特征在于；所述施工方法具体施工步骤如下：

①施工制作接口段地下连续墙：在开挖基坑前首先施工制作钢筋混凝土结构的地下连续墙(5)作为基坑的围护结构，同时在施工制作的接口段地下连续墙(5)内预埋连接钢筋(8)，接口段地下连续墙(5)从地面上直接施工，主要工序为：先采用液压抓斗挖槽机成槽，现场整体加工钢筋笼，采用吊机将钢筋笼吊装到挖好的槽内，最后灌注满足设计要求的混凝土；接口段连续墙施工完毕后进行接口段开挖，开挖至设计标高后，在裸露出的连续墙内预埋连接钢筋(8)，为接口段主体结构(11)施工及二次围堰(18)施工做准备；

所述的施工制作接口段地下连续墙(5)中，所述的预埋连接钢筋(8)与后期施工的接口段主体结构(11)及二次围堰(18)连接成一道整体，有助于二次围堰(18)的稳定性，且更容易采取措施处理连接处的止水问题；

所述的施工制作接口段地下连续墙(5)中，所述的液压抓斗挖槽机成槽后需进行扫孔挖除铲平抓接部位的壁面及铲除槽底沉渣以消除槽底沉渣对地下连续墙(5)墙体的沉降；

所述的施工制作接口段地下连续墙(5)中，所述的灌注满足设计要求的混凝土在其配比中采用低水化热的水泥，5-25mm的连续级配骨料作为粗骨料，细度模量控制在2.4～2.8以内的干净中粗砂作为细骨料，添加粉煤灰来减少水泥用量，降低了水胶比，加入了能提高混凝土抗裂性能的外加剂；同时采取降温防晒的措施对粗骨料入仓温度进行控制，使用冰水搅拌、减少运输升温、合适的施工工艺、混凝土养护和在结构内部设置冷却降温措施来实现对混凝土抗裂性能的提高；浇筑过程中采用插入式振动棒振捣，以达到所述的混凝土密实效果，在所述的混凝土终凝后及时进行养护，养护方法采用麻袋覆盖、洒水方式养护；

②施工制作接口段主体结构：

在接口段施工制作一个主体结构(11)以连接隧道岸上段(19)与水下沉管段(4)，施工顺序为：绑扎底板钢筋-浇筑底板混凝土-绑扎侧墙钢筋和顶板钢筋-浇筑侧墙混凝土和顶板混凝土；

所述的施工制作接口段主体结构(11)在坞门(3)破除前施工制作；

所述的接口段主体结构(11)采用现场浇筑的方式施工制作，内部模板采用满堂支架配大块钢模体系，外侧模板采用碗扣支架配大块钢模体系；

所述的施工制作接口段主体结构(11)中，所述的接口段主体结构(11)是一个钢筋混凝土框架结构，其断面形式与水下沉管段(4)完全一样；

③水下浇筑自密实混凝土围堰：

a、作业面清理及打毛：

所述的水下浇筑自密实混凝土围堰即二次围堰(18)施工制作在接口段主体结构(11)的顶部；

为保证新浇混凝土能与接口段主体结构(11)接触紧密，在立模前必须先清除接口段主体结构(11)顶部上覆盖的泥浆或碎渣；采取由潜水员使用高压水枪清洗浇筑面，利用高压水枪的冲击力将泥浆或原混凝土表面的松散层冲刷出浇筑面，并将接口段主体结构(11)顶板收成毛面；

b、立模：

所述的水下浇筑混凝土必须要立模板，采用框架式模板组装，先加工出一个整体框架，然后再将制式模板(12)分块往框架内嵌装；

为保证所述的框架在水下能够稳定，制作直立式三角支架(13)，所述的支架(13)安放好后，由潜水员按照从左至右的顺序，将所述的制式模板(12)嵌入支架(13)上的由钢筋加工成的插槽内，制式模板(12)嵌入完成后，由潜水员使用铅丝将制式模板(12)与支架(13)扎紧固定；

c、水下自密实混凝土浇筑：

所述的水下浇筑自密实混凝土围堰采用水下自密实混凝土进行水下浇筑；

所述的水下自密实混凝土为一种高性能混凝土，在浇筑过程中不需要振捣就可以密实，密实凝结后的强度可满足设计要求；

所述的水下自密实混凝土熟料由搅拌运输车自混凝土搅拌站运至施工区域，泵送至浇筑平台上集料斗(15)内，通过导管(17)浇筑水下自密实混凝土；

考虑施工时的作业能力，所述的混凝土二次围堰(18)采取分层浇筑，且每层施工前需将底层混凝土面层的薄弱处使用高压水枪清洗去除；浇筑过程中，新浇筑的混凝土通过地下连续墙(5)内预留钢筋(8)与两侧的地下连续墙(5)连接成一个整体；

所述的二次围堰(18)底部浇筑的混凝土与打毛的接口段主体结构(11)顶板连接成一个整体；在分层浇筑的过程中，层与层之间预留钢筋，将相邻两层连接成一个整体；

所述的二次围堰(18)与接口段主体结构(11)顶板及地下连续墙(5)结合处采用橡胶止水带，并在新浇筑的每层混凝土的迎水面安装一道紫铜止水垫；

④施工制作防渗墙：

所述的防渗墙(10)为施工制作于接口段主体结构(11)底部的一道素混凝土连续墙；施工制作防渗墙(10)时，由接口段设置的基坑处开挖至防渗墙(10)顶部标高，采用液压抓斗挖槽机成槽，在槽内灌注满足设计要求的混凝土，形成一道素混凝土连续墙；

所述的防渗墙(10)与地下连续墙(5)、接口段主体结构(11)、二次围堰(18)形成一个整体二次围堰防渗体系。

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