CN105002931B - 一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，属于交通工程技术领域，采用预制拼装施工方法拼接下穿通道的闭合框架结构，纵向、上下拼接面均设置剪力键，拼接缝采用结构胶胶接，上下拼接利用自重形成压力，上下接缝设连接钢板，胶接完成后，与上下节段的预埋钢板焊接，纵向拼接设临时预应力，纵向形成大节段后张拉永久预应力，保证大节段长期整体性，预制节段采用工厂化预制，与基坑开挖同步进行，使具有一定规模、施工期交通干扰对生产生活影响较大的城市道路改造得到顺利进行，大大的缩短了施工工期，加快了现场施工进度，大量减少现场立模、钢筋切割绑扎焊接、混凝土浇筑等施工工序，降低对周边区域的粉尘、噪音污染。

Description

一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体地说，涉及一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法。

背景技术

城市浅埋下穿通道一般采用明挖现浇的施工方法。但其对周围环境的影响非常大，对城市生活干扰很大，应用受到各种因素的限制，尤其是当地面交通和环境不允许时，只能选择其他的施工方法，并且明挖现浇需要大量的进行现场立模、钢筋切割绑扎焊接、混凝土浇筑等施工工序，施工工期长，现场施工进度慢，施工期对交通的影响大。

尽管目前采用盖挖法或新奥法代替明挖现浇的施工方法，以解决其对城市生活的干扰和周围环境的影响。但是盖挖法或新奥法的进度慢、劳动强度大和风险大，相应的施工难度也不断加大。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，打破常规城市浅埋下穿通道的施工理念，采用预制拼装施工方法拼接下穿通道的闭合框架结构，使具有一定规模、施工期交通干扰对生产生活影响较大的城市道路改造得到顺利进行，解决了明挖现浇施工方法对周围环境影响大，对城市生活干扰大以及盖挖法或新奥法进度慢、劳动强度大和风险大的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案：一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，包括前期的围护桩、基坑开挖及预应力锚索支护、基础垫层浇筑步骤；

基础垫层浇筑后实施以下步骤：

步骤1：预制节段的上下拼装

预制节段采用匹配法工厂化预制，运输、卸梁、利用门架将预制节段移动至指定位置进行拼接；

单个预制节段的上下拼接采用结构胶、利用自重压力进行拼接，达到强度后，在上下接缝处设连接钢板，通过胶接后与上下预制节段的预埋钢板焊接，从而形成单个封闭预制节段；

步骤2：预制节段纵向拼接

完成上下拼装后，相邻两个封闭预制节段纵向拼接，首先通过千斤顶将封闭预制节段抬升离开地面，再采用结构胶、利用临时预应力提供压力进行纵向拼接；每7-10个封闭预制节段两两纵向拼接形成大节段，完成一个大节段后张拉永久预应力，保证大节段长期整体性；

步骤3：压浆浇筑

大节段拼接完成后进行底部压浆，移除千斤顶；

步骤4：大节段拼接浇筑

大节段两端设湿浇段，相邻大节段之间设沉降缝，湿浇段钢筋绑扎、埋设止水带并现场浇筑连接成通道，然后在预制节段拼装的通道侧墙外及围护桩之间浇筑混凝土，最后在预制节段拼装的通道上方进行防水层铺设及路面铺设。

所述的封闭预制节段为单孔预制节段，其包括倒U型预制节段1、U型预制节段2、剪力键3、剪力键槽4、预埋钢板5、波纹管6及钢板止水带7，所述的倒U型预制节段1的下端与U型预制节段2的上端匹配拼接，拼接面处采用剪力键3与剪力键槽4配合，所述的预埋钢板5设置在倒山型预制节段1与山型预制节段2的端部，所述的波纹管6设置在倒U型预制节段1及U型预制节段2的直角处，所述的钢板止水带7设置在倒U型预制节段1及U型预制节段2的内部。

所述的单孔预制节段纵向单节段长3m，高均为3.6m，宽为10.35m，采用普通钢筋砼结构，单件吊装重量为178.5t。

所述的封闭预制节段为双孔预制节段，其包括倒山型预制节段8、山型预制节段9、剪力键3、剪力键槽4、预埋钢板5、波纹管6及钢板止水带7，所述的倒山型预制节段8的下端面与山型预制节段9的上端面匹配拼接，拼接面处采用剪力键3与剪力键槽4配合，所述的预埋钢板5设置在倒山型预制节段8与山型预制节段9的端部，所述的波纹管6设置在倒山型预制节段8及山型预制节段9的直角处，所述的钢板止水带76设置在倒山型预制节段8及山型预制节段9的内部。

所述的双孔预制节段纵向单节段长2m，高均为3.6m，宽为19.90m，采用普通钢筋砼结构，单件吊装重量为209.6t。

所述的前期的围护桩、基坑开挖及预应力锚索支护、基础垫层浇筑步骤如下：

场地平整，定位放线，围护桩采用φ1000mm1200mm灌注桩，止水帷幕采用φ600mm二重管旋喷桩；凿除围护桩桩头，进行冠梁施工，冠梁强度达到80％；

基坑开挖至3米时，即第一道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第一道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至3米时，即第二道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第二道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至基坑底面；

在基坑底部两侧设置千斤顶支撑位，并在千斤顶支撑位上铺设钢筋网片，然后对基坑底部浇筑50CM厚混凝土基础垫层，再浇筑34CM厚预制节段基础垫层。

所述的防水层铺设及路面铺设的步骤如下：

预制节段拼装的通道上方铺设水泥砂浆隔离层后铺设SBS自粘式防水卷材，在SBS自粘式防水卷材上铺设钢筋网后浇筑10CM厚水泥保护层；在已浇筑的10CM厚水泥保护层上回填砂性土，在砂性土上铺设水泥稳定碎石层，最后铺设改性沥青砼。

所述的围护桩深度在l3～16．5m范围内，二重管旋喷桩长度为12m，二重管旋喷桩采取分批跳孔施作。

所述的预应力锚索采用3根1860级15.2钢绞线制作，采用OVM15～3型锚具。

本发明的有益效果：

1、预制节段采用工厂化预制，与基坑开挖同步进行，单个预制节段的拼装是先进行上下拼接形成单个封闭预制节段后，再由封闭预制节段进行纵向拼接，在预制节段的上下拼接以及大节段的形成过程中无需立模，从而大量减少了现场立模、钢筋切割绑扎焊接、混凝土浇筑等施工工序、减少施工车辆和机具对交通的干扰，降低对周边区域的粉尘、噪音污染。

2、预制节段上下拼接以及纵向拼接的拼接缝采用结构胶胶接，预制节段双面涂胶，胶接时胶接面压力不小于0.2Mpa，上下拼接利用自重形成压力，纵向拼接设临时预应力，采用结构胶胶接的方式拼接预制节段，结合面应力分布均匀，对预制节段无热影响和变形，抗剥离、耐冲击，保证了预制节段间拼接的稳定性，且施工工艺简便，大大的缩短了施工工期，尤其加快了现场施工进度，缩短了施工期对交通的影响。

3、随着城市化进程的推进,预制节段式拼装技术因其自身的技术特点在城市下穿通道建设中具有不可比拟的优势，其施工质量得到了很好的保证，常见的下穿通道渗水现象也大大减少，取得了良好的社会效益。

附图说明

图1为单孔预制节段的倒U型预制节段断面图；

图2为单孔预制节段的U型预制节段断面图；

图3为单孔预制节段拼装断面图；

图4为单孔预制节段的侧面图；

图5为双孔预制节段的倒山型预制节段断面图；

图6为双孔预制节段的山型预制节段断面图；

图7为双孔预制节段的拼装断面图；

图8为双孔预制节段的结构侧面图；

图9为由双孔预制节段构成的大节段示意图。

图中，1-倒U型预制节段、2-U型预制节段、3-剪力键、4-剪力键槽、5-预埋钢板、6-波纹管、7-钢板止水带、8-倒山型预制节段、9-山型预制节段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-4所示，所述的封闭预制节段为单孔预制节段，其包括倒U型预制节段1、U型预制节段2、剪力键3、剪力键槽4、预埋钢板5、波纹管6及钢板止水带7，所述的倒U型预制节段1的下端与U型预制节段2的上端匹配拼接，拼接面处采用剪力键3与剪力键槽4配合，所述的预埋钢板5设置在倒山型预制节段1与山型预制节段2的端部，所述的波纹管6设置在倒U型预制节段1及U型预制节段2的直角处，所述的钢板止水带7设置在倒U型预制节段1及U型预制节段2的内部。

所述的单孔预制节段纵向单节段长3m，高均为3.6m，宽为10.35m，采用普通钢筋砼结构，单件吊装重量为178.5t。

单孔预制节段采用匹配法预制，预制阶段与拼接阶段预制节段顺序完全对应。

单孔预制节段拼装构筑方法，包括前期的围护桩、基坑开挖及预应力锚索支护、基础垫层浇筑步骤；

围护桩施工：场地平整，定位放线，围护桩采用φ1000mm1200mm灌注桩，围护桩深度在l3～16．5m范围内，止水帷幕采用φ600mm二重管旋喷桩，二重管旋喷桩长度为12m，二重管旋喷桩采取分批跳孔施作；凿除围护桩桩头，进行冠梁施工，冠梁强度达到80％；

基坑开挖及预应力锚索支护：基坑开挖至3米时，即第一道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第一道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至3米时，即第二道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第二道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至基坑底面，其中，预应力锚索采用3根1860级15.2钢绞线制作，采用OVM15～3型锚具；

基础垫层浇筑：在基坑底部两侧设置千斤顶支撑位，并在千斤顶支撑位上铺设钢筋网片，然后对基坑底部浇筑50CM厚混凝土基础垫层，再浇筑34CM厚预制节段基础垫层；

基础垫层浇筑后实施以下步骤：

步骤1：预制节段的上下拼装

预制节段采用匹配法工厂化预制，运输、卸梁、利用门架将预制节段移动至指定位置进行拼接；

倒U型预制节段1与U型预制节段2的上下拼接采用结构胶、利用自重压力进行拼接，达到强度后，在上下接缝处设连接钢板，通过胶接后与倒U型预制节段1和U型预制节段2的预埋钢板5焊接，从而形成单个封闭的单孔预制节段；

步骤2：预制节段纵向拼接

完成上下拼装后，相邻两个单孔预制节段纵向拼接，首先通过千斤顶将单孔预制节段抬升离开地面，再采用结构胶、利用临时预应力提供压力进行纵向拼接；每7-8个单孔预制节段两两纵向拼接形成大节段，完成一个大节段后张拉永久预应力，保证大节段长期整体性；

步骤3：压浆浇筑

大节段拼接完成后进行底部压浆，移除千斤顶；

步骤4：大节段拼接浇筑

大节段两端设湿浇段，相邻大节段之间设沉降缝，湿浇段钢筋绑扎、埋设止水带并现场浇筑连接成通道，在预制节段拼装的通道侧墙外及围护桩之间浇筑混凝土，然后在预制节段拼装的通道上方铺设水泥砂浆隔离层后铺设SBS自粘式防水卷材，在SBS自粘式防水卷材上铺设钢筋网后浇筑10CM厚水泥保护层；在已浇筑的10CM厚水泥保护层上回填砂性土，在砂性土上铺设水泥稳定碎石层，最后铺设改性沥青砼。

实施例2

如图5-9所示，所述的封闭预制节段为双孔预制节段，其包括倒山型预制节段8、山型预制节段9、剪力键3、剪力键槽4、预埋钢板5、波纹管6及钢板止水带7，所述的倒山型预制节段8的下端面与山型预制节段9的上端面匹配拼接，拼接面处采用剪力键3与剪力键槽4配合，所述的预埋钢板5设置在倒山型预制节段8与山型预制节段9的端部，所述的波纹管6设置在倒山型预制节段8及山型预制节段9的直角处，所述的钢板止水带76设置在倒山型预制节段8及山型预制节段9的内部。

所述的双孔预制节段纵向单节段长2m，高均为3.6m，宽为19.90m，采用普通钢筋砼结构，单件吊装重量为209.6t。

双孔预制节段采用匹配法预制，预制阶段与拼接阶段预制节段顺序完全对应。

双孔预制节段拼装构筑方法，包括前期的围护桩、基坑开挖及预应力锚索支护、基础垫层浇筑步骤；

围护桩施工：场地平整，定位放线，围护桩采用φ1000mm1200mm灌注桩，围护桩深度在l3～16．5m范围内，止水帷幕采用φ600mm二重管旋喷桩，二重管旋喷桩长度为12m，二重管旋喷桩采取分批跳孔施作；凿除围护桩桩头，进行冠梁施工，冠梁强度达到80％；

基坑开挖及预应力锚索支护：基坑开挖至3米时，即第一道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第一道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至3米时，即第二道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第二道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至基坑底面，其中，预应力锚索采用3根1860级15.2钢绞线制作，采用OVM15～3型锚具；

基础垫层浇筑：在基坑底部两侧设置千斤顶支撑位，并在千斤顶支撑位上铺设钢筋网片，然后对基坑底部浇筑50CM厚混凝土基础垫层，再浇筑34CM厚预制节段基础垫层；

基础垫层浇筑后实施以下步骤：

步骤1：预制节段的上下拼装

预制节段采用匹配法工厂化预制，运输、卸梁、利用门架将预制节段移动至指定位置进行拼接；

倒山型预制节段8与山型预制节段9的上下拼接采用结构胶、利用自重压力进行拼接，达到强度后，在上下接缝处设连接钢板，通过胶接后与倒山型预制节段8与山型预制节段9的预埋钢板5焊接，从而形成单个的封闭双孔预制节段；

步骤2：预制节段纵向拼接

完成上下拼装后，相邻两个双孔预制节段纵向拼接，首先通过千斤顶将双孔预制节段抬升离开地面，再采用结构胶、利用临时预应力提供压力进行纵向拼接；每10个双孔预制节段两两纵向拼接形成大节段，完成一个大节段后张拉永久预应力，保证大节段长期整体性；

步骤3：压浆浇筑

大节段拼接完成后进行底部压浆，移除千斤顶；

步骤4：大节段拼接浇筑

大节段两端设湿浇段，相邻大节段之间设沉降缝，湿浇段钢筋绑扎、埋设止水带并现场浇筑连接成通道，在预制节段拼装的通道侧墙外及围护桩之间浇筑混凝土，然后在预制节段拼装的通道上方铺设水泥砂浆隔离层后铺设SBS自粘式防水卷材，在SBS自粘式防水卷材上铺设钢筋网后浇筑10CM厚水泥保护层；在已浇筑的10CM厚水泥保护层上回填砂性土，在砂性土上铺设水泥稳定碎石层，最后铺设改性沥青砼。

本发明的原理与设计特点：

预制节段的纵向、上下拼接面均设置剪力键，采用匹配法预制，预制阶段与拼接阶段节段顺序完全对应，拼接缝采用结构胶胶接，预制节段双面涂胶，胶接时胶接面压力不小于0.2Mpa。上下拼接利用自重形成压力，上下接缝设连接钢板，胶接完成后，与上下节段的预埋钢板焊接；纵向拼接设临时预应力，纵向形成大节段后张拉永久预应力，保证大节段长期整体性。

本发明的预制节段采用工厂化预制，与基坑开挖同步进行，通过双向预制节段拼装大大的缩短了施工工期，尤其加快了现场施工进度，缩短了施工期对交通的影响；大量减少现场立模、钢筋切割绑扎焊接、混凝土浇筑等施工工序，减少施工车辆和机具对交通的干扰，降低对周边区域的粉尘、噪音污染；随着城市化进程的推进,预制节段式拼装技术因其自身的技术特点在城市下穿通道建设中具有不可比拟的优势，其施工质量得到了很好的保证，常见的下穿通道渗水现象也大大减少，取得了良好的社会效益。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，包括前期的围护桩、基坑开挖及预应力锚索支护、基础垫层浇筑步骤，其特征在于，基础垫层浇筑后实施以下步骤：

步骤1：预制节段的上下拼装

预制节段采用匹配法工厂化预制，运输、卸梁、利用门架将预制节段移动至指定位置进行拼接；

单个预制节段的上下拼接采用结构胶、利用自重压力进行拼接，达到强度后，在上下接缝处设连接钢板，通过胶接后与上下预制节段的预埋钢板焊接，从而形成单个封闭预制节段；

步骤2：预制节段的纵向拼接

完成上下拼装后，相邻两个封闭预制节段纵向拼接，首先通过千斤顶将封闭预制节段抬升离开地面，再采用结构胶、利用临时预应力提供压力进行纵向拼接；每7-10个封闭预制节段两两纵向拼接形成大节段，完成一个大节段后张拉永久预应力，保证大节段长期整体性；

步骤3：压浆浇筑

大节段拼接完成后进行底部压浆，移除千斤顶；

步骤4：大节段拼接浇筑

大节段两端设湿浇段，相邻大节段之间设沉降缝，湿浇段钢筋绑扎、埋设止水带并现场浇筑连接成通道，在预制节段拼装的通道侧墙外及围护桩之间浇筑混凝土，最后在预制节段拼装的通道上方进行防水层铺设及路面铺设。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，其特征在于：所述的封闭预制节段为单孔预制节段，其包括倒U型预制节段、U型预制节段、剪力键、剪力键槽、预埋钢板、波纹管及钢板止水带，所述的倒U型预制节段的下端面与U型预制节段的上端面匹配拼接，拼接面处采用剪力键与剪力键槽配合，所述的预埋钢板设置在倒U型预制节段与U型预制节段的端部，所述的波纹管设置在倒U型预制节段及U型预制节段的直角处，所述的钢板止水带设置在倒U型预制节段及U型预制节段的内部。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，其特征在于：所述的封闭预制节段为双孔预制节段，其包括倒山型预制节段、山型预制节段、剪力键、剪力键槽、预埋钢板、波纹管及钢板止水带，所述的倒山型预制节段的下端面与山型预制节段的上端面匹配拼接，拼接面处采用剪力键与剪力键槽配合，所述的预埋钢板设置在倒山型预制节段与山型预制节段的端部，所述的波纹管设置在倒山型预制节段及山型预制节段的直角处，所述的钢板止水带设置在倒山型预制节段及山型预制节段的内部。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，其特征在于，所述的前期的围护桩、基坑开挖及预应力锚索支护、基础垫层浇筑步骤如下：

场地平整，定位放线，围护桩采用φ1000mm1200mm灌注桩，止水帷幕采用φ600mm二重管旋喷桩；凿除围护桩桩头，进行冠梁施工，冠梁强度达到80％；

基坑开挖至3米时，即第一道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第一道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至3米时，即第二道锚索位置以下，预应力锚索施工并进行第二道锚索腰梁施工，锚索浆液强度达到80％后张拉施工，基坑开挖至基坑底面；

在基坑底部两侧设置千斤顶支撑位，并在千斤顶支撑位上铺设钢筋网片，然后对基坑底部浇筑50CM厚混凝土基础垫层，再浇筑34CM厚预制节段基础垫层。

5.根据权利要求4所述的一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，其特征在于，所述的防水层铺设及路面铺设的步骤如下：

预制节段拼装的通道上方铺设水泥砂浆隔离层后铺设SBS自粘式防水卷材，在SBS自粘式防水卷材上铺设钢筋网后浇筑10CM厚水泥保护层；在已浇筑的10CM厚水泥保护层上回填砂性土，在砂性土上铺设水泥稳定碎石层，最后铺设改性沥青砼。

6.根据权利要求4所述的一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，其特征在于：所述的围护桩深度在l3～16．5m范围内，二重管旋喷桩长度为12m，二重管旋喷桩采取分批跳孔施作。

7.根据权利要求4所述的一种大尺寸下穿通道双向预制节段拼装构筑方法，其特征在于：所述的预应力锚索采用3根1860级15.2钢绞线制作，采用OVM15～3型锚具。