CN104005419B - 下沉法施工的箱涵构造及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种下沉法施工的箱涵构造及施工方法，属于排水工程领域，特别涉及一种排水管道构造及施工方法。适用于地下管线复杂，地面杆线较多，不能采用明挖施工的地段铺设雨水箱涵。主要包括侧壁、底部横撑、顶部横撑、挖土孔、出土孔、顶板侧翼，侧壁、底板横撑、顶板横撑组成一个框架，施工时利用框架自身较高的刚度作为支撑，采用沉井工艺边挖边下沉，下沉到位后再施工箱涵的底部和顶部，提高了施工的安全性，对邻近建筑物、各种管线的影响比较小，地表产生的沉降和移位也很少。
Description
技术领域
本发明涉及一种下沉法施工的箱涵构造及施工方法，属于排水工程领域，特别涉及一种排水管道构造及施工方法。
背景技术
城市雨水排放一般都是有组织排水，降雨的地面径流通过雨水口收集排入雨水管道，再通过雨水管道系统排入自然水体。我国许多城市大部分雨水管道修建于上世纪80年代以前，重现期基本采用0.5～1年，标准低，径流系数ψ取值也低。随着经济的发展，城镇化进程的加速，城市建设用地面积和硬化面积的增加，雨水汇水面积F和综合径流系数ψ也随之提高，使得雨水流量Q增大，而原有雨水管道管径偏小，造成城区经常出现积水内涝现象。解决旧城区内涝问题最常用的方法是翻建管道，按照设计流量更换大管径的管道。一般雨水管道采用开槽明挖施工，沟槽宽度除管道自身构造尺寸外，还要考虑施工在管道两侧流出操作宽度，防止沟槽坍塌需要放坡或者设置支撑，占用的施工宽度很大，开挖面积大，施工周期长，对道路交通影响较大。而且旧城区改造雨水管道，受到许多条件的制约，城市道路下布满了各种工程管线，除了雨水、污水排水管道外，还有给水管、燃气管、热力管、电缆沟、通信管沟等，由于雨水管道相对其他管线埋深较深，在地下管线复杂，改造起来施工难度较大，有的采用现有技术明挖法无法施工。
发明内容
本发明的目的是提供一种下沉法施工的箱涵构造及施工方法，适用于地下管线复杂，地面杆线较多，不能采用明挖施工的地段铺设雨水箱涵。其有益效果为采用逆作法施工，先预制箱涵侧壁及支撑结构，利用自身较高的刚度作为支撑，采用沉井工艺边挖边下沉，下沉到位后再施工箱涵的底部和顶部，提高了施工的安全性，对邻近建筑物、各种管线的影响比较小，地表产生的沉降和移位也很少。
本发明是通过以下技术实现的：所述的下沉法施工的箱涵构造，主要包括侧壁1、底部横撑2、顶部横撑3、挖土孔4、出土孔5、顶板侧翼6，底部横撑2位于侧壁1下部的两端，顶部横撑3位于侧壁1上部的两端，侧壁1、底板横撑2、顶板横撑3组成一个除侧壁1外两端和上下通透的长度5～10米的框架，两端为企口8，企口8一端为承口，另一端为插口，插口一端安装有胶圈12。侧壁1和两个底部横撑2中间形成挖土孔4，侧壁1和两个顶部横撑3及顶板侧翼6中间形成出土孔5。侧壁1的下部外侧设置有刃脚7，侧壁1的下部内侧设有底板凹槽9，底板凹槽9预留有钢筋，后浇底板10通过预留钢筋锚固。顶板侧翼6宽度为箱涵内宽的1/4～1/6，使后浇顶板11与顶板侧翼6的衔接处位于顶板弯矩最小处。出土孔5的一周设置有预留钢筋，后浇顶板11通过预留钢筋与顶部横撑3、顶板侧翼6锚固。每侧的侧壁1设有2～4个注浆孔13，注浆孔13贯通侧壁1，内设带内螺纹的注浆管14，螺纹端位于侧壁1的内侧，以便安装带有阀门的注浆高压管，注浆管14沉入侧壁1，形成一个深20～30毫米的凹坑，便于注浆后封闭注浆孔13。
下沉法施工箱涵的施工方法，是一种逆作法，是一种自上而下挖土，利用箱涵自重下沉，依靠箱涵构造支护沟槽防止坍塌的施工方法。可分为若干个施工段，每个施工段先施工一节标准节作为基准，控制好标准节两端的平面位置和高程，再以标准节为基准分别向箱涵的上、下游依次施工，第二节的一端与标准节的接口对接，另一端作为下一节对接的基准，第二节施工完毕将其封底固定，第三节与第二节对接，以此类推。两个施工段对接合拢处，调整最后一节箱涵的长度，使合拢处流出0.5～1.5米的合拢段，合拢段采用现浇箱涵对接。每一节箱涵的施工步骤如下：a、预制箱涵框架；b、在挖土孔沿刃脚的内缘挖土，从出土孔将土运出，箱涵框架依靠自重下沉；c、箱涵框架调整平面位置和高程与上一节对接就位；d、封底；e、浇筑后浇底板和后浇顶板；f、箱涵两侧注浆。
预制箱涵框架可以在原位预制，也可以在工厂预制运至现场。所述的箱涵框架调整平面位置和高程与上一节对接就位，是利用挖土结合千斤顶顶撑调整到设计的平面位置和高程后，再采用牵拉的方法将箱涵框架与前一节接口对接。所述的箱涵两侧注浆，是将连接注浆机带有闸门的高压管安装在注浆管上，向箱涵两侧与土壁之间压注水泥浆，达到要求的压力后，关闭闸门，水泥浆终凝后卸下高压管，用环氧树脂砂浆封闭注浆孔。
附图说明
图1为本发明箱涵框架的立体图；
图2为本发明图1的A-A剖面图（端部横剖面图）；
图3为本发明图1的B-B剖面图（中部横剖面图）；
图4为本发明图1的C-B剖面图（纵剖面图）；
图5为本发明接口剖面图；
图6为本发明注浆孔示意图。
图中：1-侧壁，2-底部横撑，3-顶部横撑，4-挖土孔，5-出土孔，6-顶板侧翼，7-刃脚，8-企口，9-底板凹槽，10-后浇底板，11-后浇顶板，12-胶圈，13-注浆孔，14-注浆管。
具体实施方式
本发明的箱涵分为预制部分和后浇部分。预制部分主要包括侧壁1、底部横撑2、顶部横撑3、挖土孔4、出土孔5、顶板侧翼6，底部横撑2位于侧壁1下部的两端，顶部横撑3位于侧壁1上部的两端，侧壁1、底板横撑2、顶板横撑3组成一个除侧壁1外两端和上下通透的长度5～10米的框架，箱涵框架的立体图见图1，端部横剖面图见图2，中部横剖面图见图3。侧壁1和两个底部横撑2中间形成挖土孔4，侧壁1和两个顶部横撑3及顶板侧翼6中间形成出土孔5。侧壁1的下部外侧设置有刃脚7，侧壁1的下部内侧设有底板凹槽9，底板凹槽9预留有钢筋（钢筋未绘出），后浇底板10通过预留钢筋锚固。顶板侧翼6宽度为箱涵内径的1/4～1/6，使后浇顶板11与顶板侧翼6的衔接处位于顶板弯矩最小处，出土孔5的一周设置有预留钢筋（钢筋未绘出），后浇顶板11通过预留钢筋与顶部横撑3、顶板侧翼6锚固。框架两端为企口8，企口8一端为承口，另一端为插口，插口一端安装有胶圈12，见图4、图5。每个侧壁1设有2～4个注浆孔13，注浆孔13贯通侧壁1，内设带内螺纹的注浆管14，螺纹端位于侧壁1的内侧，以便安装带有阀门的注浆高压管，注浆管14沉入侧壁1，形成一个深20～30毫米的凹坑，便于注浆后封闭注浆孔13，见图6。后浇部分包括后浇底板10和后浇顶板11，后浇部分待箱涵框架下沉就位后施工。
下沉法施工箱涵的施工方法，是一种逆作法，是一种自上而下挖土，利用箱涵自重下沉，依靠箱涵构造支护沟槽防止坍塌的施工方法。预制箱涵框架采用C30钢筋混凝土预制，可以在原位预制，也可以在工厂预制运至现场。施工时根据箱涵的长度可分为若干个施工段，每个施工段先施工一节标准节作为基准，控制好标准节两端的平面位置和高程，再以标准节为基准分别向箱涵的上、下游依次施工，第二节的一端与标准节的接口对接，另一端作为下一节对接的基准，第二节施工完毕将其封底固定，第三节与第二节对接，以此类推。每一节箱涵的施工步骤如下：a、预制箱涵框架；b、在挖土孔沿刃脚的内缘挖土，从出土孔将土运出，箱涵框架依靠自重下沉；c、箱涵框架调整平面位置和高程与上一节对接就位；d、封底；e、浇筑后浇底板和后浇顶板；f、箱涵两侧注浆。
箱涵下沉采用涵底挖土孔4挖土，沿着刃脚7均匀挖土，土从出土孔5运出，箱涵依靠自重下沉，应边下沉边测量监控，快到设计位置时停止下沉，调整箱涵的平面位置和高程符合设计，调整可利用挖土结合千斤顶顶撑调整到设计的平面位置和高程，企口8的插口上的胶圈12应下沉前安装好，再采用牵拉的方法将箱涵框架与前一节接口对接，胶圈12被挤紧密封。对接好的箱涵采用块石或碎石封底，使超挖的土稳固，将后浇底板钢筋与底板凹槽9内的预埋钢筋焊接，采用C30混凝土浇筑后浇底板10。在箱涵两侧通过注浆孔13向侧壁与外侧的土体之间的缝隙注浆，以保证不产生地面沉降位移。将连接注浆机带有闸门的高压管的螺纹安装在注浆管14上，向箱涵两侧与土壁之间压注水泥浆，达到要求的压力后，关闭闸门，水泥浆终凝后卸下高压管，用环氧树脂砂浆封闭注浆孔13。将后浇顶板钢筋与出土孔5的一周预留的钢筋焊接，支模采用C30混凝土浇筑后浇顶板11。在进行注浆和后浇顶板施工的同时可以进行下一节的箱涵下沉施工。多个施工段同时向两端施工，可以缩短工期。两个施工段对接合拢处，调整最后一节箱涵的长度，使合拢处流出0.5～1.5米的合拢段，合拢段采用现浇箱涵对接。在箱涵适当位置或合拢段设置检查井，以利于养护管理，箱涵顶部采用素土或其他采用分层回填压实，施工结束。
Claims (9)
1.一种下沉法施工的箱涵构造，主要包括侧壁（1）、底部横撑（2）、顶部横撑（3）、挖土孔（4）、出土孔（5）、顶板侧翼（6），其特征是：所述的底部横撑（2）位于侧壁（1）下部的两端，顶部横撑（3）位于侧壁（1）上部的两端，侧壁（1）、底板横撑（2）、顶板横撑（3）组成一个除侧壁（1）外两端和上下通透的长度5～10米的框架，两端为企口（8），侧壁（1）和两个底部横撑（2）中间形成挖土孔（4），侧壁（1）和两个顶部横撑（3）及顶板侧翼（6）中间形成出土孔（5）。
2.根据权利要求1所述的下沉法施工的箱涵构造，其特征是：所述的侧壁（1）的下部外侧设置有刃脚（7），侧壁（1）的下部内侧设有底板凹槽（9），每侧的侧壁（1）设有2～4个注浆孔（13）。
3.根据权利要求1所述的下沉法施工的箱涵构造，其特征是：所述的企口（8）一端为承口，另一端为插口，插口一端安装有胶圈（12）。
4.根据权利要求1所述的下沉法施工的箱涵构造，其特征是：所述的顶板侧翼（6）宽度为箱涵内宽的1/4～1/6，出土孔（5）的一周设置有预留钢筋，后浇顶板（11）通过预留钢筋与顶部横撑（3）、顶板侧翼（6）锚固。
5.根据权利要求2所述的下沉法施工的箱涵构造，其特征是：所述的底板凹槽（9）预留有钢筋，后浇底板（10）通过预留钢筋锚固。
6.根据权利要求2所述的下沉法施工的箱涵构造，其特征是：所述的注浆孔（13）贯通侧壁（1），内设带内螺纹的注浆管（14），螺纹端位于侧壁（1）的内侧，注浆管（14）沉入侧壁（1），形成一个深20～30毫米的凹坑。
7.一种下沉法施工权利要求1所述的箱涵构造的施工方法，其特征是：所述的下沉法是一种逆作法，是一种自上而下挖土，利用箱涵自重下沉，依靠箱涵构造支护沟槽防止坍塌的施工方法；可分为若干个施工段，每个施工段先施工一节标准节作为基准，控制好标准节两端的平面位置和高程，再以标准节为基准分别向箱涵的上、下游依次施工，第二节的一端与标准节的接口对接，另一端作为下一节对接的基准，第二节施工完毕将其封底固定，第三节与第二节对接，以此类推；两个施工段对接合拢处，调整最后一节箱涵的长度，使合拢处流出0.5～1.5米的合拢段，合拢段采用现浇箱涵对接；每一节箱涵的施工步骤如下：a、预制箱涵框架；b、在挖土孔沿刃脚的内缘挖土，从出土孔将土运出，箱涵框架依靠自重下沉；c、箱涵框架调整平面位置和高程与上一节对接就位；d、封底；e、浇筑后浇底板和后浇顶板；f、箱涵两侧注浆。
8.根据权利要求7所述的下沉法施工箱涵的施工方法，其特征是：所述的预制箱涵框架可以在原位预制，也可以在工厂预制运至现场；所述的箱涵框架调整平面位置和高程与上一节对接就位，是利用挖土结合千斤顶顶撑调整到设计的平面位置和高程后，再采用牵拉的方法将箱涵框架与前一节接口对接。
9.根据权利要求7所述的下沉法施工箱涵的施工方法，其特征是：所述的箱涵两侧注浆，是将连接注浆机带有闸门的高压管安装在侧壁的注浆管上，向箱涵两侧与土壁之间压注水泥浆，水泥浆终凝后卸下高压管，用环氧树脂砂浆封闭注浆孔。
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