CN105672450A - 平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法 - Google Patents

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曹依雯
庄静
吴坚慧
邵建伟
熊艾玲
董瑶瑶
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    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03FSEWERS; CESSPOOLS
    • E03F3/00Sewer pipe-line systems
    • E03F3/06Methods of, or installations for, laying sewer pipes

Abstract

本发明公开了一种平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,包括下述步骤:步骤一、采用水泥与水玻璃的混合物,通过分层注浆工艺对沟槽底部进行加固处理;步骤二、施工支护拉森钢板桩;采用拉森钢板桩作为围护桩;步骤三、开挖并设置钢支撑和钢围檩,钢支撑通过型钢与拉森钢板桩固定连接;步骤四、挖至基坑底,夯平管道基础;步骤五、在管道基础上敷设玻璃纤维增强塑料夹砂大口径管道,施工主体结构,待主体结构达到设计强度后,自下而上回填,直至回填至设计地面标高;步骤六,拔出拉森钢板桩,并填充拉森钢板桩或钢围檩拔出后的空隙。本发明施工速度快、能确保基坑开挖过程中围护桩顶的位移和周边地面沉降量在可接受的范围内。

Description

平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,尤其涉及一种平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法。
背景技术
为了提高城市的排水防涝能力,一般需要设置大口径的排水管道,敷设大口径排水管道已成为解决城市建成区道路积水的重要措施。但是,城市建成区中大量的地铁隧道结构已经实施完毕,如果需要在排水系统中设置大口径排水管道,则只能在地铁隧道结构上方实施。
目前,设置于地铁隧道结构上方的大口径排水管道通常采用钢筋混凝土管道,敷设过程中基坑敞开的时间需满足钢筋混凝土管中基础的养护时间、大口径钢筋混凝土管的吊装时间、相配套的钢筋混凝土窨井的立模、浇筑和养护时间等;基坑开挖的空间需满足钢筋混凝土吊装的工作面和配套管枕、底板和垫层的安装要求。一般而言,基坑敞开的时间越久,开挖的空间越大,带来的基坑底部的土体变形量就越大。由于大口径钢筋混凝土管道的自重较重,所需的吊装机械设备的规格大,下管过程中产生的附加荷载也较大。
此外,目前敷设的排水管道也常采用横列板支护或者槽钢钢板桩围护,由于围护措施的刚度较小,带来的周边地面沉降较大,而且还要与所在地的地下水处理方案相配合。在临近构筑物处敷设排水管道时,常采用直径400mm的树根桩加双排直径800mm的旋喷桩作为排水管道基坑的围护桩,以减小对临近构筑物的影响,但是这种围护桩竖向第一道水平支撑需采用钢筋混凝土围檩,围护桩和围檩都需要养护,作业时间也较长。
但是,如果采用上述的大口径管道的铺设反复,对于平行铺设于既有地铁隧道结构上方的大口径管道,由于地铁隧道结构对于周围环境变化十分敏感,尤其是在隧道上方进行作业施工会使得隧道结构发生位移和变形,甚至使得隧道结构开裂渗漏。因此,平行于既有地铁隧道结构的上方铺设大口径排水管道一直都是管道敷设的禁区,给城市室外排水设计带来了极大的挑战。
因此,本领域技术人员亟需研究一种施工速度快、能确保基坑开挖过程中围护桩顶的位移和周边地面沉降量在可接受的范围内的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供了一种施工速度快、能确保基坑开挖过程中围护桩顶的位移和周边地面沉降量在可接受的范围内的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法。
为实现上述目的,本发明提供了一种平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,包括下述步骤:步骤一、采用水泥与水玻璃的混合物,通过分层注浆工艺对沟槽底部进行加固处理;步骤二、施工支护拉森钢板桩;采用拉森钢板桩作为围护桩,所述拉森钢板桩的边缘设置有通长防水锁口;步骤三、开挖并设置钢支撑和钢围檩,所述钢支撑通过型钢与所述拉森钢板桩固定连接;步骤四、挖至基坑底,夯平管道基础;步骤五、在所述管道基础上敷设玻璃纤维增强塑料夹砂大口径管道,施工主体结构,待主体结构达到设计强度后,自下而上回填,直至回填至设计地面标高;步骤六,拔出所述拉森钢板桩,并填充所述拉森钢板桩或所述钢围檩拔出后的空隙。
在一些优选实施方式中,所述水泥采用强度为42.5的新鲜普通硅酸盐水泥,所述水泥与水玻璃的混合物的组份如下:注浆体积比大于或等于20%,水灰比为0.5,水泥与水玻璃体积比为1:1,水玻璃模数为3.0~3.3。
在一些优选实施方式中,所述通长防水锁口内填充有密封止水材料。
在一些优选实施方式中,所述密封止水材料为黄油或者沥青。
在一些优选实施方式中,所述拉森钢板桩采用屏风式打入法施工,且采用静压沉桩的方式。
在一些优选实施方式中,所述钢围檩与所述钢支撑、所述拉森钢板桩之间通过焊接方式连接。
在一些优选实施方式中,所述钢围檩与所述钢支撑、所述拉森钢板桩的连接处设置有加劲板。
在一些优选实施方式中,夯平管道基础时采用25cm砾石砂基础,5cm黄砂衬平,压实度为90%。
在一些优选实施方式中,所述步骤五中回填时,回填至所述钢支撑的高程处后再拆除钢支撑。
在一些优选实施方式中,每次开挖敷设一节管道,回填完成后再采用同样围护及开挖的方式敷设下一节管道。每节管道长度为3m或4.5m。
在一些优选实施方式中,步骤六中,采用水灰比为0.8的水泥浆液填充钢板桩或钢围檩拔出后的空隙。
本发明的有益效果:
本发明的上述铺设方式,采用拉森钢板桩作为围护桩,基坑开挖空间减少了约20%,空间占地减少了约50%,同时由于采用钢支撑和钢围檩,基坑的敞开时间约减少了50%,加快了施工速度,有效地减小对既有地铁隧道结构的影响。
本发明的上述铺设方式中,采用拉森钢板桩作为围护桩,拉森钢板桩的边缘设置有通长防水锁口,通长防水锁口内填充有密封止水材料,从而使得拉森钢板桩之间相互咬合成既能截水又相互牵制的连续护壁,保证了围护体系的刚度和强度,确保基坑开挖过程中围护桩顶的位移和周边地面沉降量在可接受的范围内。
本发明的上述铺设方式中,采用水泥与水玻璃分层注浆方式对沟槽底部的土体进行加固,增加了基坑内侧被动区的强度,有效地减少了围护体系的内力和变形,同时对大口径管道提供了可靠的基础支撑。
此外,大口径管道采用玻璃纤维增强塑料夹砂管,玻璃纤维增强塑料夹砂管的自重较轻,所需的吊装设备较小,与一般的车辆荷载基本持平,减小对既有地铁隧道结构的影响。
每次开挖敷设一节管道,回填完成后再采用同样围护及开挖的方式敷设下一节道。
每节管道长度为3m或4.5m,能够满足道路交通在夜间封锁部分车道施工,白天开放交通的要求,减少单次开挖面积能够保证对地铁隧道的影响是很小的,是可控的。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所述,本实施例提出了一种平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,该方法包括下述步骤:
步骤一、采用水泥与水玻璃的混合物2,通过分层注浆工艺对沟槽底部进行加固处理。水泥与水玻璃的混合物中,采用新鲜普通硅酸盐水泥(水泥强度等级42.5)与水玻璃的混合液,水泥掺量和水灰比应根据现场试验确定。但混合物的组份应同时满足下列条件:注浆体积比大于或等于20%,水灰比为0.5,水泥与水玻璃体积比为1:1,水玻璃模数为3.0~3.3。
水泥与水玻璃混合物分层注浆对沟槽底部的土体进行加固,增加了基坑内侧被动区的强度,有效地减少了围护体系的内力和变形,同时对大口径管道提供了可靠的基础支撑。
步骤二、施工支护拉森钢板桩1。采用拉森钢板桩1作为围护桩,拉森钢板桩1采用屏风式打入法施工。拉森钢板桩1的边缘设置有通长防水锁口,通长防水锁口内填充有密封止水材料。其中,密封止水材料优选采用为黄油、沥青等材料。具体应用时,采用标准钢板桩作为锁口整形胎具,采用慢速卷扬机牵拉调整处理,或用氧乙炔焰热烘结合大锤敲击胎具推进方法进行调直处理。
由于采用拉森钢板桩作为围护桩,拉森钢板桩的边缘设置有通长防水锁口,从而使得拉森钢板桩之间相互咬合成既能截水又相互牵制的连续护壁,保证了围护体系的刚度和强度,确保基坑开挖过程中围护桩顶的位移和周边地面沉降量在可接受的范围内。
步骤三、开挖并设置钢支撑和钢围檩。钢支撑通过型钢与拉森钢板桩1固定连接。本实施例中,型钢采用H型型钢5,钢支撑为水平支撑6,H型型钢设置于水平支撑6的两侧,并通过焊接方式进行连接。
根据设计尺寸,开挖至水平支撑6下0.3m后施工水平支撑6。拉森钢板桩1与钢围檩宜采用焊接连接方式,钢围檩应贴合拉森钢板桩1,钢围檩与拉森钢板桩1之间如果存在间隙,则应在间隙中灌细石混凝土来填实。钢围檩与钢支撑连接处围檩和支撑的翼缘和腹板均应加焊加劲板,加劲板的厚度不小于10mm。焊接采用角焊接,角焊缝的焊角尺寸不得小于1.5t0.5,且不得小于8mm。
本发明的上述铺设方式,采用拉森钢板桩作为围护桩,基坑开挖的空间减少了约20%,空间占地减少了约50%,同时由于采用钢支撑和钢围檩,基坑的敞开时间约减少了50%,从而加快了施工速度,有效地减小对既有地铁隧道结构的影响。
步骤四、挖至基坑底,夯平管道基础3。管道基础3采用25cm砾石砂基础,5cm黄砂衬平,压实度为90%。
步骤五、在管道基础上敷设玻璃纤维增强塑料夹砂大口径管道4,施工主体结构,待主体结构达到设计强度后,自下而上回填,直至回填至设计地面标高。
步骤六,拔出拉森钢板桩1,采用水灰比为0.8的水泥浆液填充拉森钢板桩或钢围檩拔出后的空隙。具体应用时,沿全桩深度范围内空隙压密注浆。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,包括下述步骤:
步骤一、采用水泥与水玻璃的混合物,通过分层注浆工艺对沟槽底部进行加固处理;
步骤二、施工支护拉森钢板桩;采用拉森钢板桩作为围护桩,所述拉森钢板桩的边缘设置有通长防水锁口;
步骤三、开挖并设置钢支撑和钢围檩,所述钢支撑通过型钢与所述拉森钢板桩固定连接;
步骤四、挖至基坑底,夯平管道基础;
步骤五、在所述管道基础上敷设玻璃纤维增强塑料夹砂大口径管道,施工主体结构,待主体结构达到设计强度后,自下而上回填,直至回填至设计地面标高;
步骤六,拔出所述拉森钢板桩,并填充所述拉森钢板桩或所述钢围檩拔出后的空隙。
2.如权利要求1所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述水泥采用强度为42.5的新鲜普通硅酸盐水泥,所述水泥与水玻璃的混合物的组份如下:注浆体积比大于或等于20%,水灰比为0.5,水泥与水玻璃体积比为1:1,水玻璃模数为3.0~3.3。
3.如权利要求2所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述通长防水锁口内填充有密封止水材料。
4.如权利要求3所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述密封止水材料为黄油或者沥青。
5.如权利要求3所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述拉森钢板桩采用屏风式打入法施工,且采用静压沉桩的方式。
6.如权利要求4或5所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述钢围檩与所述钢支撑、所述拉森钢板桩之间通过焊接方式连接。
7.如权利要求6所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述钢围檩与所述钢支撑、所述拉森钢板桩的连接处设置有加劲板。
8.如权利要求7所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,夯平管道基础时采用25cm砾石砂基础,5cm黄砂衬平,压实度为90%。
9.如权利要求8所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,所述步骤五中回填时,回填至所述钢支撑的高程处后再拆除钢支撑。
10.如权利要求1所述的平行于既有地铁隧道结构上方大口径排水管道的敷设方法,其特征在于,每次开挖敷设一节管道,回填完成后再采用同样围护及开挖的方式敷设下一节管道。
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