CN105697021B - 盾构穿越浅覆土河床的预制隧道及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盾构穿越浅覆土河床的预制隧道及施工方法，盾构通过前，在河床下预埋预制箱涵，通过涵底打设抗浮锚杆控制箱涵不产生上浮，盾构经过时再空推过涵。此方法既有效解决了盾构浅覆土掘进产生的隧道上浮问题，又能避免盾构浅覆土掘进产生冒顶、涌水、坍塌等事故，又能缩短工期。
Description
技术领域
本发明属岩土及地下工程技术领域，具体涉及一种盾构穿越浅覆土河床的预制隧道及施工方法。
背景技术
城市地下交通系统的建立对缓解日益紧张的城市交通拥堵起到至关重要的作用。随着城市轨道交通线网的不断完善，施工环境变得日益复杂，施工中穿越河流的情况也越来越多。盾构隧道在穿越河流时，一般覆土较浅，盾构掘进时不仅不易控制盾构姿态，产生上浮，还极易产生冒顶、涌水、坍塌等事故。
专利号为ZL200710050176.8的专利公开了一种盾构隧道下穿浅覆土河床施工方法，其方法在盾构穿越施工前，通过地基加固、设置抗浮板、地表压重等辅助措施控制盾构机上浮，通过严格控制盾构参数以及计算机实时监控系统全程监测来确保施工安全。其专利针对特定工程提出，没有普遍适用性，且其所述的盾构参数设置很难准确控制，控制盾构上浮的措施繁琐且造价高。
中国专利102926759A公开了一种大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其方法通过进行二次压浆来纠正隧道上浮，通过严格控制开挖面泥水压力、同步注浆等参数，辅以监控量测来保证施工安全。其方法所述盾构掘进参数控制亦不易准确实现，很难确保此方法的操作性。
发明内容
本发明创造了一种盾构穿越浅覆土河床的预制隧道及施工方法，在河床下预埋预制箱涵，通过涵底锚杆控制箱涵不产生上浮，盾构经过时再空推过涵，此方法既有效解决了盾构浅覆土掘进产生的上浮问题，又能避免盾构掘进产生冒顶、涌水、坍塌等事故，又能缩短工期。
为了实现以上目的，本发明采用下述技术方案。
一种盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，由左右两个独立的预制箱涵组成，每条预制箱涵包括底板、顶板、侧墙，该侧墙包括左侧墙和右侧墙，其特征在于，在顶板与底板的两端为倒角结构，在底板上设有锚杆孔，该锚杆孔用于固定锚杆，在左侧墙或右侧墙上设有螺栓连接孔，该螺栓连接孔通过侧墙横向连接螺栓用于连接相邻两预制箱涵。
所述的预制箱涵整体浇筑成型。
所述的倒角为圆角。
所述的预制箱涵的箱体壁厚为600mm，较优的，可根据实际受力情况确定合理厚度。
本发明的预制箱涵根据实际需要的长度，可分段预制，然后进行拼接即可，即每条预制箱涵由多段预制箱涵段通过螺栓连接组成。
较优的，为使预制、运输、吊装更加方便，每条预制箱涵，将顶板、底板、侧墙分块预制，顶板与侧墙通过榫头和榫槽连接成为整体，底板与侧墙也通过榫接方式连接；其中，底板的两端为倒角结构，并在倒角的末端设有插接榫槽；顶板的两端为倒角结构，并在倒角的末端设有插接榫头；所述的左侧墙上端设有与顶板榫头插接的榫槽，左侧墙下端设有与底板榫槽插接的榫头；所述的右侧墙上端设有与顶板榫头插接的榫槽，右侧墙下端设有与底板榫槽插接的榫头。
一种盾构穿越浅覆土河床的预制隧道施工方法，包括以下步骤：
（一）在施工场地外预制箱涵
预制箱涵的预制步骤为：制作预制箱涵的模板，绑扎钢筋笼，在箱涵侧墙连接部位预留螺栓连接孔，在模板底部预留锚杆孔，浇灌混凝土，养护，拆除摸板；
（二）围堰施工
根据河流水文条件及近年潮位情况，选择合适围堰形式，施工围堰，阻断河流水流，围堰施工完成后，围堰内存水用水泵抽除；
（三）河底基坑开挖与处理
（1）开挖基坑至箱涵底板设计深度，并进行基坑边坡支护；
（2）开挖基坑底以下3-5米范围内进行注浆，进行地层加固；
（四）安装预制箱涵
（1）运输预制箱涵至指定位置；
（2）两预制箱涵侧墙部位用螺栓连接；
（3）打设预制箱涵涵底锚杆，将锚杆尾部锚固在预制箱涵底板，锚杆端头注浆；
（5）预制箱涵内填土、压实；
（五）恢复河道
预制箱涵施工完成后，基坑回填，恢复河道；
（六）盾构推进过箱涵，在左预制箱涵形成左盾构隧道、在右预制箱涵形成右盾构隧道；
（七）围堰拆除，恢复河流
盾构通过后，拆除围堰，恢复河流。
本发明的特点还有：
若河流太宽，为运输、吊装方便，箱涵分为多段预制。
较优的，为使预制、运输、吊装更加方便，预制箱涵亦可分块预制，分为底板、顶板、左侧墙、右侧墙分别预制。
较优的，步骤（三）中，（1）完成后，不进行基底处理，在基坑底打设预制桩；所述步骤（四）为将预制箱涵吊装至预制桩桩顶，通过局部现浇或螺栓锚固将预制桩与预制箱涵连接为整体，可避免对基坑底部地基加固，且预制桩承担预制结构荷载的同时可兼做抗拔桩。
本发明的有益效果为：
1.本发明在预制箱涵底部打设抗拉锚杆，能有效防止浅覆土箱涵结构产生上浮，避免了传统施工方法施做复杂抗拔桩、抗浮板等抗浮结构。
2.应用此施工方法，盾构穿越河流时实为从预制箱涵内部空推掘进，在预制结构的保护下进行，杜绝了穿越河流盾构隧道冒顶、涌水、坍塌等事故的发生，有效确保了盾构施工安全，又能大大缩短工期。
3.本发明的预制箱涵结构简单，便于制作和使用，并且采用预制组合方式，方便施工，可以适应不同情况下使用。
4. 本发明的预制箱涵结构进行工厂化预制，免去了现场浇筑混凝土，极大缩短了工期。
附图说明
图1为结构立面图；
图2为结构平面图；
图3含预制桩的结构立面图；
图4为预制箱涵侧墙螺栓连接图；
图5为预制箱涵构件分块预制图；
图中，1为左预制箱涵；2为右预制箱涵；3为左盾构隧道；4为右盾构隧道；5为侧墙横向连接螺栓；6为锚杆；7为锚杆底部注浆；8为开挖基坑底；9为河底；10为预制桩；11为顶板；12为左侧墙；13为底板；14为围堰；15为河流，16-右侧墙,17-倒角,18-螺栓连接孔，19-锚杆孔,20-顶板榫头，21-侧墙榫槽，22-侧墙榫头，23-底板榫槽。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
一种盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，由左右两个独立的预制箱涵组成。每条预制箱涵包括底板13、顶板11、侧墙，该侧墙包括左侧墙12和右侧墙16，在顶板11与底板13的两端为倒角17结构，在底板13上设有锚杆孔19，该锚杆孔19用于固定锚杆6，在左侧墙或右侧墙上设有螺栓连接孔18，该螺栓连接孔通过侧墙横向连接螺栓5用于连接相邻两预制箱涵。
所述的预制箱涵整体浇筑成型。
作为优选，所述的倒角为圆角。
所述的预制箱涵的箱体壁厚为600mm，较优的，可根据实际受力情况确定合理厚度。
本发明的预制箱涵根据实际需要的长度，可分段预制，然后进行拼接即可，即每条预制箱涵由多段预制箱涵段通过螺栓连接组成。
较优的，为使预制、运输、吊装更加方便，所述的预制箱涵可将顶板11、底板13、左侧墙12、右侧墙16分块预制，顶板与侧墙通过榫头和榫槽连接成为整体，底板与侧墙也通过榫接的方式实现连接。其中，底板13的两端为倒角17结构，并在倒角17的末端设有插接榫槽23；顶板11的两端为倒角17结构，并在倒角17的末端设有插接榫头20；所述的左侧墙12上端设有与顶板11榫头20插接的榫槽21，左侧墙12下端设有与底板13榫槽23插接的榫头22；所述的右侧墙16上端设有与顶板11榫头20插接的榫槽21，右侧墙16下端设有与底板13榫槽23插接的榫头22。
实施例2
一种盾构穿越浅覆土河床的预制隧道施工方法，包括以下步骤：
（一）在施工场地外预制箱涵
预制箱涵的预制步骤为：制作预制箱涵的模板，绑扎钢筋笼，在箱涵侧墙连接部位预留螺栓连接孔18，在模板底部预留锚杆孔19，浇灌混凝土，养护，拆除摸板；
（二）围堰施工
根据河流水文条件及近年潮位情况，选择合适围堰形式，施工围堰14，阻断河流15水流，围堰施工完成后，围堰内存水用水泵抽除；
（三）河底9基坑开挖与处理
（1）开挖基坑至箱涵底板设计深度，并进行基坑边坡支护；
（2）开挖基坑底8以下3-5米范围内进行注浆，进行地层加固；
（四）安装预制箱涵
（1）运输预制箱涵至指定位置；
（2）两预制箱涵相邻部位用侧墙横向连接螺栓5连接，即左预制箱涵1、右预制箱涵2紧邻，利用侧墙横向连接螺栓5连接；
（3）打设预制箱涵涵底锚杆6，将锚杆尾部锚固在预制箱涵底侧箱体壁13，锚杆端头注浆，形成锚杆底部注浆7；
（5）预制箱涵内填土、压实；
（五）恢复河道
预制箱涵施工完成后，基坑回填，恢复河道；
（六）盾构推进过箱涵，在左预制箱涵1形成左盾构隧道3、在右预制箱涵2形成右盾构隧道4；
（七）围堰拆除，恢复河流
盾构通过后，拆除围堰，恢复河流。
若河流太宽，为运输、吊装方便，箱涵分为多段预制。
较优的，为使预制、运输、吊装更加方便，预制箱涵亦可分块预制，分为底板、顶板、左侧墙、右侧墙分别预制。
实施例3
对于步骤（三）中，（1）步骤完成后，不进行基底处理，在基坑底打设预制桩10；
对于步骤（四）为将预制箱涵吊装至预制桩10桩顶，通过局部现浇或螺栓锚固将预制桩10与预制箱涵连接为整体，可避免对基坑底部地基加固，且预制桩承担预制结构荷载的同时可兼做抗拔桩。
其余技术方案同实施例2。
Claims (9)
1.一种盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，由左右两个独立的预制箱涵组成，每条预制箱涵包括底板、顶板、侧墙，该侧墙包括左侧墙和右侧墙，其特征在于，在顶板与底板的两端为倒角结构，在底板上设有锚杆孔，该锚杆孔用于固定锚杆，在两预制箱涵相邻侧的侧墙上设有螺栓连接孔，该螺栓连接孔通过侧墙横向连接螺栓用于连接相邻两预制箱涵。
2.根据权利要求1所述的盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，其特征在于，预制箱涵整体浇筑成型。
3.根据权利要求1所述的盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，其特征在于，所述的倒角为圆角。
4.根据权利要求1所述的盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，其特征在于，所述的预制箱涵的箱体壁厚为600mm。
5.根据权利要求1所述的盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，其特征在于，每条预制箱涵可分成多段预制，即每条预制箱涵由多段预制箱涵段通过螺栓连接组成。
6.根据权利要求1所述的盾构穿越浅覆土河床用预制隧道，其特征在于，每条预制箱涵，将顶板、底板、侧墙分块预制，顶板与侧墙通过榫头和榫槽连接成为整体，底板与侧墙也通过榫接方式连接；其中，底板的两端为倒角结构，并在倒角的末端设有插接榫槽；顶板的两端为倒角结构，并在倒角的末端设有插接榫头；所述的左侧墙上端设有与顶板榫头插接的榫槽，左侧墙下端设有与底板榫槽插接的榫头；所述的右侧墙上端设有与顶板榫头插接的榫槽，右侧墙下端设有与底板榫槽插接的榫头。
7.一种盾构穿越浅覆土河床的预制隧道施工方法，包括以下步骤：
（一）在施工场地外预制箱涵
预制箱涵的预制步骤为：制作预制箱涵的模板，绑扎钢筋笼，在箱涵侧墙连接部位预留螺栓连接孔，在模板底部预留锚杆孔，浇灌混凝土，养护，拆除摸板；
（二）围堰施工
根据河流水文条件及近年潮位情况，选择合适围堰形式，施工围堰，阻断河流水流，围堰施工完成后，围堰内存水用水泵抽除；
（三）河底基坑开挖与处理
（1）开挖基坑至箱涵底板设计深度，并进行基坑边坡支护；
（2）开挖基坑底以下3-5米范围内进行注浆，进行地层加固；
（四）安装预制箱涵
（1）运输预制箱涵至指定位置；
（2）两预制箱涵侧墙部位用螺栓连接；
（3）打设预制箱涵涵底锚杆，将锚杆尾部锚固在预制箱涵底板，锚杆端头注浆；
（5）预制箱涵内填土、压实；
（五）恢复河道
预制箱涵施工完成后，基坑回填，恢复河道；
（六）盾构推进过箱涵，在左预制箱涵形成左盾构隧道、在右预制箱涵形成右盾构隧道；
（七）围堰拆除，恢复河流
盾构通过后，拆除围堰，恢复河流。
8.根据权利要求7所述的盾构穿越浅覆土河床的预制隧道施工方法，其特征在于，所述的预制箱涵分为多段预制。
9.根据权利要求7所述的盾构穿越浅覆土河床的预制隧道施工方法，其特征在于，步骤（三）中，（1）完成后，不进行基底处理，在基坑底打设预制桩；
所述步骤（四）为将预制箱涵吊装至预制桩桩顶，通过局部现浇或螺栓锚固将预制桩与预制箱涵连接为整体，可避免对基坑底部地基加固，且预制桩承担预制结构荷载的同时可兼做抗拔桩。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |