CN107905801B - 盾构管廊系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种盾构管廊系统及其施工方法，盾构管廊系统包括由多个盾构管廊标准段沿纵向拼接或一个盾构管廊标准段构成的管廊主线，盾构管廊标准段的两端分别设置盾构始发井和盾构终止井，管廊主线的外部一侧间隔设置多个管廊综合节点单元，各管廊综合节点单元能通过管廊连接段与管廊主线连通，各管廊连接段远离管廊综合节点单元的一端能密封且能开启地设置连接段隔板。该盾构管廊系统及其施工方法，克服现有技术中存在的施工工期长、管廊综合节点施工空间受限、施工造价高等问题，能够减少盾构线路与管廊综合节点单元的施工关联度，减少盾构管廊系统整体工期，充分发挥盾构管廊长距离实施的优势，减少施工造价。
Description
技术领域
本发明涉及城市综合管廊技术领域，尤其涉及一种盾构管廊系统及其施工方法。
背景技术
综合管廊技术作为市政管线敷设形式得到了广泛的关注，在各国都有很成熟的案例，特别我国综合管廊建设近年来发展迅猛，新建城区建设综合管廊常常会面对特殊环境，如下穿河道断面宽度较大河流、下穿铁路、高速公路、现状输水、输气、输油等长输管线等，大开挖施工方式受到限制，必须采用非开挖施工方式；对于已建城区建设综合管廊常常具有实施条件有限、限制因素较多、影响范围较大、施工难度较大等诸多特点，也必须采用非开挖施工方式。而盾构法(盾构法是使用盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩，防止发生隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用刀盘进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠推进油缸在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。该法具有全过程实现自动化作业，施工劳动强度低，不影响地面交通与设施；施工中不受气候条件影响，不产生噪音和扰动；在松软含水层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性)作为高效、安全的非开挖方式得到了社会的认可。
目前盾构管廊技术是在市政轨道交通技术转化而来的，将管廊综合节点作为轨道交通的场站进行处理，采用“先站后盾”的施工工序。施工工序先期完成盾构始发井11、盾构终止井12以及管廊所必需的管廊综合节点92(用于综合管廊使用过程中的通风、投料等工序，是综合管廊上必须设置的，其设置间距需满足管廊规范规定)，如图2所示，现有的管廊综合节点92设置于综合管廊主体91上，当盾构机到达管廊综合节点时，顶破节点端墙预留的盾构洞口，停止盾构，再平推过管廊综合节点，进行二次盾构。现有的盾构管廊及其施工方法具有如下问题：
(1)“先站后盾”工艺与施工形式导致必须先期完成管廊综合节点，所有节点实施时预留盾构孔洞，管廊综合节点的施工工艺复杂，管廊综合节点本身的施工周期较长；由于管廊综合节点位于综合管廊主体上，管廊综合节点与综合管廊主体存在施工关联，二者不能同时施工，一般是管廊综合节点施工完毕后，进行综合管廊主体盾构施工，增加了盾构管廊整体的施工工期。
(2)管廊规范规定管廊防火区间距离不宜超过200米，为发挥盾构管廊长距离的优势，常常扩大管廊综合节点之间的距离(600米至800米)，通风分区包含3至4个防火分区，管廊综合节点较大，盾构管廊常常在已建城区中使用，建设空间受限，大型综合节点位置往往缺少建设空间，导致管廊盾构路由延长，造价大幅度提高。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种盾构管廊系统及其施工方法，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盾构管廊系统及其施工方法，克服现有技术中存在的施工工期长、管廊综合节点施工空间受限、施工造价高等问题，该盾构管廊系统中管廊综合节点单元结构简单、施工周期短，能够减少盾构线路与管廊综合节点单元的施工关联度，减少盾构管廊系统整体工期，充分发挥盾构管廊长距离实施的优势，减少施工造价。
本发明的目的是这样实现的，一种盾构管廊系统，所述盾构管廊系统包括由多个盾构管廊标准段沿纵向拼接或一个盾构管廊标准段构成的管廊主线，所述盾构管廊标准段的两端分别设置盾构始发井和盾构终止井，所述管廊主线的外部一侧间隔设置多个管廊综合节点单元，各所述管廊综合节点单元能通过管廊连接段与所述管廊主线连通，各所述管廊连接段远离所述管廊综合节点单元的一端能密封且能开启地设置连接段隔板。
在本发明的一较佳实施方式中，衬砌于各所述盾构管廊标准段的内壁上的管廊管片为钢筋混凝土管片，衬砌于各所述管廊连接段的内壁上的连接段管片为钢制管片，所述连接段管片连接段隔板为钢制管片。
在本发明的一较佳实施方式中，各所述盾构管廊标准段的长度为2000至3000米。
本发明的目的还可以这样实现，一种盾构管廊系统的施工方法，包括以下步骤，
步骤a、在管廊综合节点单元的设计位置处进行管廊综合节点单元施工，同时进行盾构管廊标准段的盾构始发井和盾构终止井施工；
步骤b、盾构始发井和盾构终止井施工完成后开始管廊主线的盾构施工，管廊主线的盾构施工能与管廊综合节点单元施工同时进行，盾构管廊标准段内，盾构机一次顶进完成盾构施工；
步骤c、管廊综合节点单元施工结束后，完成管廊综合节点单元与管廊主线之间的管廊连接段的施工，在各管廊连接段远离管廊综合节点单元的一端设置能密封隔离各管廊连接段与管廊主线的连接段隔板；
步骤d、完成管廊主线的盾构施工后，开启各连接段隔板，连通管廊综合节点单元与管廊主线。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤a中，管廊综合节点单元采用大开挖方式进行施工。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤a中，管廊综合节点单元采用竖向支撑施工方式或采用竖向沉井施工方式。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤c中，管廊连接段采用新奥法施工，由管廊综合节点单元向管廊主线进行暗挖。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤c中，管廊连接段采用顶管或盾构的方式施工。
由上所述，本发明提供的盾构管廊系统及其施工方法具有如下有益效果：
(1)本发明的盾构管廊系统及其施工方法中，管廊综合节点单元设置于管廊主线的外部一侧，能够减少盾构线路与管廊综合节点单元的施工关联度，二者施工能够同时进行，减少了“先站后盾”的等待工期，同时由于管廊综合节点单元不再设置于管廊主线上，不需进行盾构洞口的施工，其本身的结构进一步简化，缩减了管廊综合节点单元的施工工期；盾构管廊标准段内，盾构机通过管廊综合节点单元位置时不再停盾，一次盾构距离有效加长，提高盾构效率，有效缩减盾构施工工期，综上所述，本发明的盾构管廊系统有效地减少了整体施工工期；
(2)本发明的盾构管廊系统的管廊综合节点单元位置更加灵活，减小了管廊综合节点单元位置对管廊主线的线路的影响；
(3)本发明的盾构管廊系统充分发挥盾构管廊长距离实施的优势，减少施工造价；适用范围广，能够用于具有不同舱室的盾构综合管廊、具有不同入廊管线的盾构综合管廊和新建及已建城区的盾构综合管廊。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明的盾构管廊系统的结构示意图。
图2：为现有技术中的盾构管廊的结构示意图。
图中：
100、盾构管廊系统；
1、管廊主线；
10、盾构管廊标准段；11、盾构始发井；12、盾构终止井；
2、管廊综合节点单元；
21、管廊连接段；22、连接段隔板；
91、综合管廊主体；92、管廊综合节点。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供一种盾构管廊系统100，盾构管廊系统100包括由多个盾构管廊标准段10沿纵向拼接或一个盾构管廊标准段10构成的管廊主线1，盾构管廊标准段10的两端分别设置盾构始发井11和盾构终止井12，管廊主线1的外部一侧间隔设置多个管廊综合节点单元2(各管廊综合节点单元的间隔距离满足管廊规范规定)，各管廊综合节点单元2能通过管廊连接段21与管廊主线1连通，各管廊连接段21远离管廊综合节点单元2的一端能密封且能开启地设置连接段隔板22。本发明的盾构管廊系统100中，管廊综合节点单元设置于管廊主线的外部一侧，能够减少盾构线路与管廊综合节点单元的施工关联度，二者施工能够同时进行，减少了“先站后盾”的等待工期，同时由于管廊综合节点单元不再设置于管廊主线上，不需进行盾构洞口的施工，其本身的结构进一步简化，缩减了管廊综合节点单元的施工工期；盾构管廊标准段内，盾构机通过管廊综合节点单元位置时不再停盾，一次盾构距离有效加长，提高盾构效率，有效缩减盾构施工工期，综上所述，本发明的盾构管廊系统100有效地减少了整体施工工期；本发明的盾构管廊系统100的管廊综合节点单元位置更加灵活，减小了管廊综合节点单元位置对管廊主线的线路的影响；本发明的盾构管廊系统100充分发挥盾构管廊长距离实施的优势，减少施工造价，适用范围广，能够用于具有不同舱室的盾构综合管廊、具有不同入廊管线的盾构综合管廊和新建及已建城区的盾构综合管廊。
进一步，衬砌于各盾构管廊标准段10的内壁上的管廊管片(现有技术，管片是管廊支撑体系的结构，盾构推进的同时进行拼装，保证土体的稳定和及时防止土体的挤压引起断面的变形；管片一般是分块分段依次衬砌的，盾构管廊的断面的一环一般由4至12片拼装构成)为钢筋混凝土管片，衬砌于各管廊连接段21的内壁上的连接段管片为钢制管片，连接段隔板22由钢制管片构成。
进一步，各盾构管廊标准段10的长度为2000至3000米，管廊综合节点单元设置于管廊主线的外部一侧，盾构施工过程中，盾构机不再需要停盾，一次顶进距离由原来600至800米增加到2000米至3000米，盾构机能够一次顶进完成盾构管廊标准段10的施工，提高盾构效率，减少盾构施工的施工工期。
本发明的盾构管廊系统100的施工方法，包括以下步骤，
步骤a、在管廊综合节点单元2的设计位置处进行管廊综合节点单元2施工，同时进行盾构管廊标准段10的盾构始发井11和盾构终止井12施工，当管廊主线1由多个盾构管廊标准段10沿纵向拼接构成时，相邻两个盾构管廊标准段10之间，前一盾构管廊标准段10的盾构终止井12构成后一盾构管廊标准段10的盾构始发井11，该共用的结构可以称为管廊主线中间井；
在施工空间足够大的情况下施工时，管廊综合节点单元2可以采用大开挖方式进行施工建设；当施工面积受限时，管廊综合节点单元2采用竖向支撑施工方式或采用竖向沉井施工方式进行施工建设。
步骤b、盾构始发井11和盾构终止井12(当管廊主线1由多个盾构管廊标准段10沿纵向拼接构成时，还包括相邻盾构管廊标准段10共用的管廊主线中间井)施工完成后开始管廊主线1的盾构施工，盾构施工与管廊综合节点单元2的施工能够同时进行，盾构管廊标准段10内，盾构机一次顶进完成盾构施工；
步骤c、管廊综合节点单元2施工结束后，完成管廊综合节点单元2与管廊主线1之间的管廊连接段21的施工，在各管廊连接段21远离管廊综合节点单元2的一端设置能密封隔离各管廊连接段21与管廊主线1的连接段隔板22；
管廊连接段21有两种施工方式，一种是，管廊连接段21采用新奥法(现有技术，暗挖的一种，暗挖一般包括新奥法、顶管法、盾构法。)施工，由管廊综合节点单元2向管廊主线1(管廊主线1的设计位置，此时管廊主线1尚未盾构至盾构终止井或者已经结束盾构施工)进行暗挖；第二种是，管廊连接段21由于地质等原因受限，需要采用顶管或盾构的方式施工。
步骤d、完成管廊主线1的盾构施工后，开启各连接段隔板22，连通管廊综合节点单元2与管廊主线1，完成盾构管廊系统100的施工。
与管廊连接段21的两种施工方式相应地，开启各连接段隔板22的方法有相应的两种方式。
当管廊连接段21采用新奥法施工时，管廊连接段21由管廊综合节点单元2向管廊主线1进行暗挖，当挖至连接段隔板22时，拆除部分连接段隔板22(钢制管片)，并在局部进行切割，切割后的连接段隔板22(钢制管片)与暗挖管廊连接段21预埋的钢板焊接，管廊综合节点单元2通过管廊连接段21与管廊主线1连通，形成完整的盾构管廊系统。
当管廊连接段21采用顶管或盾构的方式施工时，管廊连接段21可由管廊主线1向管廊综合节点单元2进行盾构，此时盾构机的尺寸受到盾构线路断面的限制；管廊连接段21还可由管廊综合节点单元2向管廊主线1进行盾构。采用此施工方式时，连接段隔板22(钢制管片)外部提前进行注浆施工，固化周边土体，完成管廊连接段21施工后，拆除连接段隔板22(钢制管片)，管廊综合节点单元2通过管廊连接段21与管廊主线1连通，形成完整的盾构管廊系统。
由上所述，本发明提供的盾构管廊系统及其施工方法具有如下有益效果：
(1)本发明的盾构管廊系统及其施工方法中，管廊综合节点单元设置于管廊主线的外部一侧，能够减少盾构线路与管廊综合节点单元的施工关联度，二者施工能够同时进行，减少了“先站后盾”的等待工期，同时由于管廊综合节点单元不再设置于管廊主线上，不需进行盾构洞口的施工，其本身的结构进一步简化，缩减了管廊综合节点单元的施工工期；盾构管廊标准段内，盾构机通过管廊综合节点单元位置时不再停盾，一次盾构距离有效加长，提高盾构效率，有效缩减盾构施工工期，综上所述，本发明的盾构管廊系统有效地减少了整体施工工期；
(2)本发明的盾构管廊系统的管廊综合节点单元位置更加灵活，减小了管廊综合节点单元位置对管廊主线的线路的影响；
(3)本发明的盾构管廊系统充分发挥盾构管廊长距离实施的优势，减少施工造价；适用范围广，能够用于具有不同舱室的盾构综合管廊、具有不同入廊管线的盾构综合管廊和新建及已建城区的盾构综合管廊。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种盾构管廊系统，所述盾构管廊系统包括由多个盾构管廊标准段沿纵向拼接或一个盾构管廊标准段构成的管廊主线，所述盾构管廊标准段的两端分别设置盾构始发井和盾构终止井，其特征在于，所述管廊主线的外部一侧间隔设置多个管廊综合节点单元，各所述管廊综合节点单元能通过管廊连接段与所述管廊主线连通，各所述管廊连接段远离所述管廊综合节点单元的一端能密封且能开启地设置连接段隔板。
2.如权利要求1所述的盾构管廊系统，其特征在于，衬砌于各所述盾构管廊标准段的内壁上的管廊管片为钢筋混凝土管片，衬砌于各所述管廊连接段的内壁上的连接段管片为钢制管片，所述连接段隔板为钢制管片。
3.如权利要求1所述的盾构管廊系统，其特征在于，各所述盾构管廊标准段的长度为2000至3000米。
4.如权利要求1至3任一项所述的盾构管廊系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤a、在管廊综合节点单元的设计位置处进行管廊综合节点单元施工，同时进行盾构管廊标准段的盾构始发井和盾构终止井施工；
步骤b、盾构始发井和盾构终止井施工完成后开始管廊主线的盾构施工，管廊主线的盾构施工能与管廊综合节点单元施工同时进行，盾构管廊标准段内，盾构机一次顶进完成盾构施工；
步骤c、管廊综合节点单元施工结束后，完成管廊综合节点单元与管廊主线之间的管廊连接段的施工，在各管廊连接段远离管廊综合节点单元的一端设置能密封隔离各管廊连接段与管廊主线连接段隔板；
步骤d、完成管廊主线的盾构施工后，开启各连接段隔板，连通管廊综合节点单元与管廊主线。
5.如权利要求4所述的盾构管廊系统的施工方法，其特征在于，步骤a中，管廊综合节点单元采用大开挖方式进行施工。
6.如权利要求4所述的盾构管廊系统的施工方法，其特征在于，步骤a中，管廊综合节点单元采用竖向支撑施工方式或采用竖向沉井施工方式。
7.如权利要求4所述的盾构管廊系统的施工方法，其特征在于，步骤c中，管廊连接段采用新奥法施工，由管廊综合节点单元向管廊主线进行暗挖。
8.如权利要求4所述的盾构管廊系统的施工方法，其特征在于，步骤c中，管廊连接段采用顶管或盾构的方式施工。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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