CN106968271B - 地下管廊开挖及支撑的施工方法 - Google Patents

地下管廊开挖及支撑的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种地下管廊开挖及支撑的施工方法通过在待开挖的地下管廊的支护结构处预留土方，形成支撑于支护结构的操作台，挖掘操作台之间的土体形成挖掘机的活动区，从而操作台对支护结构起到支撑作用，防止由于施工井位狭长且深土质松散而存在的安全隐患。施工人员能够在操作台上。操作台给支撑杆的安装提供了操作空间，方便施工人员进行施工，效率高且安全有效。

Description

地下管廊开挖及支撑的施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤指一种地下管廊开挖及支撑的施工方法。
背景技术
目前，随着地下综合管廊的兴起，地方政府越来越多的投入城市核心区域的地下综合管廊的施工。管廊，即管道的走廊。化工及其相关类工厂中很多管道被集中在一起，沿着装置或厂房外布置，形成和走廊类似的样子。地下综合管廊是将两种或两种以上的管线放置其中而形成的一种公共基础设施。它是城市生命线工程基础设施发展的方向。它由钢结构或钢筋混凝土结构的立柱、横梁以及桁架所构成，按类型可分为单层或多层，可通行的或不可通行的等。
地下综合管廊与城市地铁施工类似但又不同于地铁，其具有施工井位狭长且深、地下管线错综复杂、周围老建筑较多、土质松散、坑内钢支撑密集不易出土、工期紧等特点，这对地下综合管廊的土方开挖和支撑的施工造成了很大的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种地下管廊开挖及支撑的施工方法，解决现有技术中地下综合管廊的施工井位狭长且深、土质松散而造成的土方开挖和支撑的施工难度大的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供一种地下管廊开挖及支撑的施工方法，包括：
S1：于待开挖的地下管廊的侧部施工形成支护结构；
S2：挖掘所述支护结构之间的土体，至顶部支撑的预设高度；
S3：继续向下挖掘土体、并于所述支护结构处留设与所述支护结构相贴的顶部操作台，且所述顶部操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的顶部机械操作区；
S4：提供顶部支撑杆，于所述顶部操作台上、将所述顶部支撑杆装设于所述支护结构上对应所述顶部支撑的预设高度处，并通过所述顶部支撑杆顶撑于相对的两个支护结构之间；
S5：挖除所述顶部操作台；
S6：继续向下挖掘土体、并于下一道支撑的预设高度处留设与所述支护结构相贴的下一道操作台，且所述下一道操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的下一道机械操作区；
S7：提供支撑杆，于所述下一道操作台上、将所述支撑杆装设于所述支护结构上对应所述下一道支撑的预设高度处，并通过所述支撑杆顶撑于相对的两个支护结构之间；
S8：挖除所述下一道操作台；
S9：重复步骤S6至S8，直至挖掘土体至底部支撑的预设高度。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的有益效果：
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法通过在待开挖的地下管廊的支护结构处预留土方，形成支撑于支护结构的操作台，挖掘操作台之间的土体形成挖掘机的活动区，从而操作台对支护结构起到支撑作用，防止由于施工井位狭长且深土质松散而存在的安全隐患。施工人员能够在操作台上。操作台给支撑杆的安装提供了操作空间，方便施工人员进行施工，效率高且安全有效。
小型挖掘机在挖掘机的活动区处开挖土方，并利用吊车等将土方运送出去，施工效率高，且解决了在相邻两个支撑杆之间挖掘施工时容易触碰到支撑杆，存在安全隐患的问题。随着土方的开挖，小型挖掘机的位置也随之下降，解决了挖掘机的臂长有限，当开挖的深度大于8m时，地面的挖掘机无法进行开挖施工的问题。本发明在开挖过程中能更好地与支撑杆的安装形成流水作业，无需再搭设脚手架安装钢支撑施工，在减低成本的同时还减少了安全隐患。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的进一步改进在于，还包括：
于所述支护结构处留设与所述支护结构相贴的底部操作台，且所述底部操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的底部机械操作区；
提供底部支撑杆，于所述底部操作台上、将所述底部支撑杆对应所述底部支撑的预设高度装设于所述支护结构上，并通过所述底部支撑杆顶撑于相对的两个支护结构之间；以及
挖除所述底部操作台。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的进一步改进在于，还包括将所述地下管廊开挖至设计基底标高。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的进一步改进在于，在挖掘土体的过程中，提供挖掘机，并将所述挖掘机置于所述顶部机械操作区内，通过所述挖掘机进行挖掘土体。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的进一步改进在于，所述步骤S4包括：
于所述支护结构的顶部施工冠梁，从而通过所述冠梁锚固所述顶部支撑杆的端部。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的进一步改进在于，所述顶部操作台、所述下一道操作台和所述底部操作台均为直角梯形结构台，放坡系数不小于1:1。
附图说明
图1至图9为本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1至图9，显示了本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的步骤示意图。结合图1至图9所示，本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法通过在挖掘支护结构之间的土体，于支护结构处预留与支护结构相贴的操作台，且操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的机械操作区，从而操作台对支护结构起到支撑作用，防止由于施工井位狭长且深土质松散而存在的安全隐患。施工人员能够在操作台上装设支撑杆，方便施工人员进行施工，效率高且安全有效。
将挖掘机放到机械操作区处挖掘支护结构之间的土方，并利用吊车等将土方运送出去，施工效率高，且解决了在相邻两个支撑杆之间挖掘施工时容易触碰到支撑杆，存在安全隐患的问题。随着土方的开挖，小型挖掘机的位置也随之下降，解决了挖掘机的臂长有限，当开挖的深度大于8m时，地面的挖掘机无法进行开挖施工的问题。本发明在开挖过程中能更好地与支撑杆的安装形成流水作业，无需再搭设脚手架安装钢支撑施工，在减低成本的同时还减少了安全隐患。
如图1所示，首先沿着待开挖的地下管廊的周边施工支护结构10，于待开挖的地下管廊的侧部施工形成支护结构10。在本实施例中，支护结构10为主要承受横向推力的桩。
于支护结构10的顶部施工冠梁11，从而以方便后续安装顶部支撑杆时通过冠梁11锚固顶部支撑杆的端部。在地面上支护结构10的外侧施工排水沟12。
接着挖掘支护结构10之间的土体，至顶部支撑的预设高度。具体地，根据施工要求将地下500mm以上的土石方进行整体清运出现场，以空出空间方便后续安装顶部支撑杆。
如图2所示，继续向下挖掘土体、并于支护结构10处留设与支护结构10相贴的顶部操作台20，且顶部操作台20之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的顶部机械操作区21。
具体地，用基坑外挖掘机配合基坑内小型挖机进行开挖。由中间向下挖掘土体至约3m左右深，在地下管廊内侧的四周、支护结构10处预留2至2.5米左右宽度的预留土体不开挖，从而形成向下凹陷的、长棱台形的顶部机械操作区21以及位于顶部机械操作区21的外围、支护结构10处的顶部操作台20，便于后续架设支撑时施工人员站在顶部操作台20上进行施工操作。顶部操作台20对支护结构10具有支撑作用。顶部操作台20为直角梯形结构台，顶部操作台20的放坡系数不小于1：1。
如图3所示，提供顶部支撑杆30，于顶部操作台20上、将顶部支撑杆30装设于支护结构10上对应顶部支撑的预设高度处，并通过顶部支撑杆30顶撑于相对的两个支护结构10之间。
具体地，施工人员在顶部操作台20上施工顶部支撑杆30，将顶部支撑杆30的端部锚固于支护结构10的顶部施工冠梁11上，从而用顶部支撑杆30支撑相对的两个支护结构10。顶部支撑杆30可以采用钢支撑或者混凝土支撑。
如图4所示，提供挖掘机，将挖掘机放置于顶部机械操作区21进行挖掘支护结构10之间土体的作业。挖掘机在顶部机械操作区21处挖掘顶部操作台20的土体，挖除顶部操作台20，继续向下挖掘支护结构10之间的土体，至下一道支撑的预设高度。
具体地，待顶部支撑杆30施工完毕后，用顶部机械操作区21处的挖掘机将顶部操作台20的土方挖除并装车运走。在四周预留土石方的开挖过程中，应分段、分层、分区、对称进行，以保证开挖过程的对称性，防止造成基坑偏压，从而解决了当不对称开挖时，造成支撑杆的受力不均匀、存在有失稳隐患的问题。如果开挖的深度过大，会造成支护结构的悬臂过长，存在断桩的安全隐患，对支护结构10的表面进行喷护混凝土施工，随挖随喷。
继续向下挖掘土体、并于下一道支撑的预设高度处留设与支护结构10相贴的下一道操作台40，且下一道操作台40之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的下一机械操作区41。
具体地，用地面上的挖掘机配合位于下一机械操作区41的小型挖机进行开挖。由中间向下挖掘土体至约3m左右深，在地下管廊内侧的四周、支护结构10处预留2至2.5米左右宽度的预留土体不开挖，从而形成挖掘机的下一机械操作区41以及位于挖掘机的下一机械操作区41的外围、支护结构10处的下一道操作台40，便于后续架设支撑时施工人员站在下一道操作台40上进行施工操作。下一道操作台40对支护结构10具有支撑作用。下一道操作台40为直角梯形结构台，下一道操作台40的放坡系数不小于1：1。
如图5所示，提供支撑杆50，于下一道操作台40上、将支撑杆50装设于支护结构10上对应下一道支撑的预设高度处，并通过支撑杆50顶撑于相对的两个支护结构10之间。
具体地，施工人员在下一道操作台40上施工支撑杆50，将支撑杆50的端部锚固于支护结构10上，从而用支撑杆50支撑相对的两个支护结构10。支撑杆50采用钢支撑制成。
如图6所示，重复开挖土方和安装支撑杆的步骤，直至挖掘土体至底部支撑的预设高度。于支护结构10处留设与支护结构10相贴的底部操作台60，且底部操作台60之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的底部机械操作区61。
具体地，用基坑外挖掘机配合基坑内小型挖机进行开挖。由中间向下挖掘土体至至地下管廊的基底70，在地下管廊内侧的四周、支护结构10处预留2至2.5米左右宽度的预留土体不开挖，从而形成挖掘机的底部机械操作区61以及位于挖掘机的底部机械操作区61的外围、支护结构10处的底部操作台60，便于后续架设支撑时施工人员站在底部操作台60上进行施工操作。底部操作台60为直角梯形结构台，底部操作台60的放坡系数不小于1：1。在开挖超过长臂挖掘机的臂长时，应采用汽车吊配合来进行排土施工。
如图7所示，提供底部支撑杆80，于底部操作台60上、将底部支撑杆80装设于支护结构10上对应底部支撑的预设高度处，并通过底部支撑杆80顶撑于相对的两个支护结构10之间。
具体地，施工人员在底部操作台60上施工底部支撑杆80，将底部支撑杆80的端部锚固于支护结构10上，从而通过底部支撑杆80来支撑支护结构10的底部。底部支撑杆80采用钢支撑制成。
如图8所示，采用底部机械操作区61的挖掘机挖除底部操作台60。
如图9所示，将地下管廊开挖至设计基底标高。具体地，采用人工清槽法将基坑底部0.3米范围内的土方开挖，并采用长臂挖掘机或汽车吊配合吊斗来将剩余土石方排除，以防止使用挖掘机扰动地下管廊基底的土层，最终完成地下管廊开挖及支撑的施工。
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法的有益效果为：
本发明地下管廊开挖及支撑的施工方法通过在待开挖的地下管廊的支护结构处预留土方，形成支撑于支护结构的操作台，挖掘操作台之间的土体形成挖掘机的活动区，从而操作台对支护结构起到支撑作用，防止由于施工井位狭长且深土质松散而存在的安全隐患。施工人员能够在操作台上。操作台给支撑杆的安装提供了操作空间，方便施工人员进行施工，效率高且安全有效。
小型挖掘机在挖掘机的活动区处开挖土方，并利用吊车等将土方运送出去，施工效率高，且解决了在相邻两个支撑杆之间挖掘施工时容易触碰到支撑杆，存在安全隐患的问题。随着土方的开挖，小型挖掘机的位置也随之下降，解决了挖掘机的臂长有限，当开挖的深度大于8m时，地面的挖掘机无法进行开挖施工的问题。本发明在开挖过程中能更好地与支撑杆的安装形成流水作业，无需再搭设脚手架安装钢支撑施工，在减低成本的同时还减少了安全隐患。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种地下管廊开挖及支撑的施工方法，其特征在于，包括：
S1：于待开挖的地下管廊的侧部施工形成支护结构，对所述支护结构的表面进行喷护混凝土施工，随挖随喷；
在地面上所述支护结构的外侧施工排水沟；
S2：挖掘所述支护结构之间的土体，至顶部支撑的预设高度；
S3：继续向下挖掘土体、并于所述支护结构处留设与所述支护结构相贴的顶部操作台，且所述顶部操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的顶部机械操作区；
S4：提供顶部支撑杆，于所述顶部操作台上、将所述顶部支撑杆装设于所述支护结构上对应所述顶部支撑的预设高度处，并通过所述顶部支撑杆顶撑于相对的两个支护结构之间；
S5：挖除所述顶部操作台；
S6：继续向下挖掘土体、并于下一道支撑的预设高度处留设与所述支护结构相贴的下一道操作台，且所述下一道操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的下一机械操作区；
S7：提供支撑杆，于所述下一道操作台上、将所述支撑杆装设于所述支护结构上对应所述下一道支撑的预设高度处，并通过所述支撑杆顶撑于相对的两个支护结构之间；
S8：挖除所述下一道操作台；
S9：重复步骤S6至S8，直至挖掘土体至底部支撑的预设高度；
还包括：
于所述支护结构处留设与所述支护结构相贴的底部操作台，且所述底部操作台之间形成有向下凹陷的、供挖掘机作业的底部机械操作区；
提供底部支撑杆，于所述底部操作台上、将所述底部支撑杆装设于所述支护结构上对应所述底部支撑的预设高度处，并通过所述底部支撑杆顶撑于相对的两个支护结构之间；以及
挖除所述底部操作台；
还包括开挖至地下管廊设计基底标高，采用人工清槽法将基坑底部的土方开挖，并采用长臂挖掘机或汽车吊配合吊斗来将剩余土石方排除；
在挖掘土体的过程中，提供小型挖掘机，并将所述小型挖掘机置于机械操作区内，通过所述小型挖掘机进行挖掘土体，用基坑外挖掘机配合基坑内所述小型挖掘机进行开挖。
2.如权利要求1所述的地下管廊开挖及支撑的施工方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
于所述支护结构的顶部施工冠梁，从而通过所述冠梁锚固所述顶部支撑杆的端部。
3.如权利要求1所述的地下管廊开挖及支撑的施工方法，其特征在于，所述顶部操作台、所述下一道操作台和所述底部操作台均为直角梯形结构台，放坡系数不小于1:1。
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