CN108301440A - 具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法 - Google Patents

具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法 Download PDF

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张延年
马恕君
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/10Tunnels or galleries specially adapted to house conduits, e.g. oil pipe-lines, sewer pipes ; Making conduits in situ, e.g. of concrete ; Casings, i.e. manhole shafts, access or inspection chambers or coverings of boreholes or narrow wells

Abstract

本发明涉及地下工程施工技术领域,特别是一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法。步骤包括:预制混凝土节段、基坑开挖及临时支护、修筑集水井、运输和安装混凝土节段、砌筑排水沟、铺设防水层和回填施工。本发明的有益效果和优点是便于工厂化集中生产,成本低,节约施工成本及排水沟施工时间,具有环保效果;有效对地下水及地表降水进行疏导,并对综合管廊所处土体中所含水进行收集与循环可避免廊体外围蓄水、廊体内部渗水、漏水等对廊体造成的损害,间接延长廊体使用寿命;避免破坏地下水体环境,可在土体内形成地下水的自循环,收集到的水资源可进行二次利用,提高了地下水与地表降水的利用率,符合海绵城市的构想。

Description

具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及地下工程施工技术领域,特别是一种具有防水、排水功能的地下综合 管廊施工方法。
背景技术
[0002] 随着国家快速发展,以修建地下综合管廊对地下空间进行充分利用,来节约地上 空间,已经成为不可逆转的趋势。与此同时,地下综合管廊修筑技术日渐成熟,但综合管廊 修建后破坏了土体原有的水系统平衡,导致土体中的水系以综合管廊为通道汇集在一起, 当含水地层与综合管廊连通,以渗水、漏水为主要因素的弊病便日渐显露。以明挖预制法这 一施工方法修建的综合管廊通常采用在预制混凝土节段上铺设防水层及苯板,达到防水及 保温的效果。遇到富集水的地质条件,通常采用井点降水这一处理办法。处理水的问题不能 一味的归结到堵水这个问题上,在一定程度上也需要排水,对水进行疏通并有效地管理再 加以利用,不至于地下水大量流失,保护地下水环境,成为现在地下构筑物处理水的主要趋 势。本工法采用明挖预制法的综合管廊施工方法,深挖基坑时,留出排水暗沟,安装预制混 凝土节段后,采用透水混凝土进行回填,并以防水混凝土砌筑排水暗沟,形成“人子坡”便于 地下水和地表降水的排出和收集,在整个土体内形成地下水循环,减小地下水与地表降水 对综合管廊结构的冲击与损害,具有良好的经济效益与可操作性。能够起到有效的防、排水 作用。
发明内容
[0003] 针对现有技术存在的问题,本发明可提供一种可对现有综合管廊防排水处理措施 进行改进并具有防、排水效果好,便于工厂化集中生产,成本低,可对综合管廊所处土体中 所含水进行收集与循环,预防水系统对综合管廊结构造成损害,延长综合管廊使用寿命的 施工方法。
[0004] 实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行:
[0005] (1)施工准备
[0006] 进行现场施工场地地质勘察,核对施工图,做好应急预案,必要时制定好施工预加 固方案,确保通电、通路,通水。在所挖基坑外围设置围挡,围挡高2.5m,采用彩钢板制作,彩 钢板上绘有企业文化宣传标语,在施工场地设置警示牌。设置护栏,护栏高1.2m,埋深0.6m, 骨架为钢管直径φ5〇.清理非工作人员,确定并布置深挖基坑机械作业设备,施工机其附件 检修校验,调试至正常运行状态。清理平整场地,测量平整后的场地标高,对基坑按照设计 要求进行开挖。
[0007] (2)预制混凝土节段
[0008] 根据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015,采用C40及以上强度的自防水 混凝土预制混凝土节段,混凝土抗渗等级与埋深关系见下表1。吊运加工好的钢筋骨架,模 板安装调试,浇筑混凝土,养成后拆模移到混凝土预制节段成品摆放区。
[0009] 表1防水混凝土设计抗渗等级
[0010]
Figure CN108301440AD00041
[0011] (3)基坑开挖及临时支护
[0012] 根据《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013,开挖前,首先对基坑四周 预埋监控测量点位,读取初始值,开挖过程中经常测量,发现如有异常(超出警戒值以外)立 即处理,待无安全隐患合格后才准继续施工,确保基坑的安全,采用人工配合挖掘机开挖或 小爆破开挖。基坑开挖范围除正常混凝土节段预留尺寸,还应包括排水管道位置。若所开挖 基坑地质条件较差,可采用土钉临时支护。
[0013] ⑷修筑集水井
[0014] 基坑开挖结束后,修筑集水井,其目的是将排水沟排出的地下水与降水汇入集水 井中。集水井直径一般为5m〜10m,计算公式为:
Figure CN108301440AD00042
[0015] D一一集水井直径(m);
[0016] Q--设计流量(m/s);
[0017] t一一考虑虹吸管事故时调节的时间(可用2〜3min);
[0018] H一一虹吸管淹没动水位以下的深度(1〜1.5m)。
[0019] (5)运输和安装混凝土节段
[0020] 混凝土节段达到设计强度后,用平板拖车进行运输,履带吊安装,节段安装时根据 《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015采用现场涂胶拼装并施加预应力形成刚性接 头连接。
[0021] (6)砌筑排水沟
[0022] 安装混凝土节段后,在略低于综合管廊廊体底部位置采用防水混凝土砌筑U形排 水沟,排水沟在综合管廊廊体纵向方向设置倾斜角不低于2 % —3 %的坡度,呈缓缓的“人子 坡”形状。
[0023] ⑵铺设防水层
[0024] 以地下综合管廊设计要求确定防水等级,根据《地下工程防水技术规范》GB50108-2008,确定铺设卷材防水层及张贴苯板,防水层从结构底板垫层铺设至顶板基面,并应在外 围形成封闭的防水层。防水卷材的品种规格和层数,应根据地下工程防水等级、地下水位高 低及水压力作用状况、结构构造形式和施工工艺等因素确定。不同品种卷材的厚度见下表 2〇
[0025] 表2不同品种卷材的厚度
[0026]
Figure CN108301440AD00051
[0027] ⑶回填施工
[0028] 回填施工时,采用强度为C30的透水混凝土进行回填。基坑墙背采用水平分层对称 回填方式,回填至侧向回填厚度Im范围内,厚度大于Im范围采用基坑原本开挖出的天然土 体进行回填,并采用机械碾压。
[0029] 本发明的有益效果和优点是便于工厂化集中生产,成本低,节约施工成本及排水 沟施工时间,具有环保效果;有效对地下水及地表降水进行疏导,并对综合管廊所处土体中 所含水进行收集与循环可避免廊体外围蓄水、廊体内部渗水、漏水等对廊体造成的损害,间 接延长廊体使用寿命;避免破坏地下水体环境,可在土体内形成地下水的自循环,收集到的 水资源可进行二次利用,提高了地下水与地表降水的利用率,符合海绵城市的构想。
附图说明
[0030] 图1为一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法流程图
[0031] 图2为一种具有防水、排水功能的地下综合管廊横截面示意图
[0032] 图3为一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法的u形人字坡排水沟示意 图
具体实施方式
[0033] 实施例
[0034] 图1〜图3所示,一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法包括基坑开挖 及临时支护、预制混凝土节段、运输和安装混凝土节段、砌筑排水沟、铺设防水层、回填施工 和修筑集水井。
[0035] 下面结合附图说明本发明的施工过程:
[0036] 将本工法的一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法应用于地下综合管 廊的施工,该综合管廊长度约为514m,基坑开挖时采用机械与人工开挖,综合管廊埋深大于 IOm,防渗等级为P8,为矩形箱室单仓结构,截面尺寸为:4.9.4m X 6.4m,布置在机动车道下 方。该综合管廊采用明挖预制法施工,基坑开挖时,最大深度大于l〇m。根据周边地质条件及 开挖深度决定基坑是否需要采用锚固土钉进行临时支护。遇到富水地带可采用井点降水。 该综合管廊采用预制高强防渗混凝土结构,混凝土强度等级为C40,抗渗等级为P8。混凝土 节段饶筑时,采用先底板后腹板最后顶板的饶筑方式,分层饶筑,每层厚度20cm〜30cm,每 预制节段长度为2.5m,节段拐角处尺寸为15cmX 15cm,共预制节段206描。混凝土节段经养 护后强度达到设计强度要求,进行运输安装,采用现场涂胶拼装并施加预应力形成刚性接 头连接。相邻节段试接时保证接缝小于5mm,且保持结合面预应力管道畅通。完成两跨以上 的综合管廊施工后,在廊体底部采用强度为C40的抗渗混凝土进行U形截面排水沟的砌筑, 排水沟纵向坡度以廊体中点为最高点沿廊体低向廊体两端,排水沟坡度为廊体总体坡度的 2%〜3%,并同时进行湿接缝的施工,在依次完成综合管廊的拼装后铺设防水卷材,防水卷 材铺设于顶板及廊体两侧腹板保证基面坚实平整,无缝无孔、无空鼓,接缝应密实。铺设防 水卷材后采用强度为C30透水混凝土进行回填,回填部位为廊体腹板外围至顶板,两侧腹板 回填至侧向回填厚度Im范围内,顶板采用防水混凝土,自防水层算起向上Im的厚度,Im以外 的范围采用正常土体回填。廊体整体修筑好后,在廊体两端砌筑集水井。
[0037] (1)施工准备
[0038] 进行现场施工场地地质勘察,核对施工图,做好应急预案,必要时制定好施工预加 固方案,确保通电、通路,通水。在所挖基坑外围设置围挡,围挡高2.5m,采用彩钢板制作,彩 钢板上绘有企业文化宣传标语,在施工场地设置警示牌。设置护栏,护栏高1.2m,埋深0.6m, 骨架为钢管直径φ5〇.>
[0039] 预制厂(场)预制台座、钢筋绑扎台座、施工道路、加工车间、起重设备、节段出运系 统、节段堆放储存、混凝土供应系统和水电供应系统等应根据工程数量、进度要求、现有场 地面积及外部条件等因素进行总平面布置和工艺设计。
[0040] 为了确保节段运输过程的安全,需做好运输车辆的选型及相应的加固工作,对运 输线路上有碍安全运输的隐患必须逐一排查处理。应根据节段重量、尺寸、现场条件及进度 要求等因素进行拼装设备的选型。
[0041] (2)预制混凝土节段
[0042] 预制混凝土节段采用长线匹配法预制施工。综合管廊节段混凝土采用强度为C40 的防水混凝土,通过混凝土运输车运输至现场,卸料到料斗后,由龙门吊起吊料斗入模。浇 筑顺序为:先底板后腹板再顶板。
[0043] 底板浇筑:底板采用端模上挂设溜槽输送混凝土至底板上进行浇筑。底板浇筑时 均分2〜3层进行,每层浇筑厚度控制为20〜30cm。振捣采用插入式高频振捣器振捣,振捣时 间以10〜30s为宜。底板浇筑时采取中央往两侧浇筑,在浇筑时预留IOcm暂不浇满,待侧板 浇筑一定高度后,再进行补料浇筑;侧板浇筑:侧板采用两边对称下料,每层混凝土浇注厚 度为30cm。插入式高频振捣棒单次振捣时间不超过30s,每处累计振捣时间不超过60-80s, 防止过振离析;顶板浇筑:顶板混凝土由料斗直接下料,为确保顶面密实,顶板混凝土拟采 取二次振捣三次抹面的浇筑方式。在混凝土初凝前用木槎板对表面进行再次收面,收面完 成后及时覆盖塑料薄膜,防止混凝土表面产生收缩裂纹。浇筑成型后进行粉刷隔离剂,隔离 剂的配合比为双飞粉:洗洁精=1:0.5。而后进行混凝土养护。
[0044] ⑶基坑开挖及临时支护
[0045] 根据《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013,开挖前,首先对基坑四周 预埋监控测量点位,读取初始值,开挖过程中经常测量,发现如有异常(超出警戒值以外)立 即处理,待无安全隐患合格后才准继续施工,确保基坑的安全,采用人工配合挖掘机开挖或 小爆破开挖。按照综合管廊设计尺寸进行基坑开挖,,开挖采用分层开挖方式,进行开挖范 围除正常混凝土节段预留尺寸,还应包括排水管道位置。若基坑地质条件较差,可采用锚固 土钉的方式进行临时支护。
[0046] ⑷修筑集水井
[0047] 集水井修筑采用防水混凝土等级为C30,抗渗等级为S8,抗冻等级为F300;混凝土 保护层厚度为池壁为30mm,梁、支柱、底板为40mm,走道板为25mm。承载力特征值为120Kpa。 在土方开挖时一般根据开挖深度及现场具体情况,需要进行放宽,一般放宽0.5 — 1.0米。土 方开挖完后,打混凝土垫层,在池底绑扎钢筋,然后进行底板浇筑,池底底板厚度为30cm。然 后进行池壁钢筋绑扎与模板支设,池壁浇筑与底板厚度相同。水池一次浇筑完成,不留施工 缝;水池内壁、底板顶面抹20厚1:2防水水泥砂浆,防水砂浆应分层紧密连续涂抹;水池土建 完成后,覆土应沿水池四周分层均匀回填,并采用机械碾压。
[0048] (5)运输和安装混凝土节段
[0049] 节段转运起吊采用的节段吊具为自行设计加工的“Γ字形钢梁结构,吊点为4个预 留吊孔,吊杆用4根φ32ηιηι精乳螺纹钢筋。综合管廊标准节段选用70t平板车进行节段运 输。
[0050] 运至现场的综合管廊节段采用260t履带吊吊至基坑内,节段拼装门机移至安装位 置,首节段精确定位后,在其底部四角采用螺旋千斤顶支撑固定;而后用门机起吊后续节段 进行相邻的匹配面进行试拼,检查匹配面接缝满足要求后,进行相邻匹配面涂胶施工,门机 吊着后续节段缓缓向前靠拢前节段,合拢过程借助临时预应力张拉确保相邻匹配面的充分 接触,并及时清除挤压出多余胶体;依次完成一跨综合管廊其他节段的拼装,待胶体固化后 开始永久性预应力钢绞线穿束、张拉、管道压浆、底板压浆;完成两跨以上综合管廊拼装后, 即可开始实施综合管廊的排水沟砌筑与湿接缝的施工。
[0051] (6)砌筑排水沟
[0052] 完成两跨以上的综合管廊施工后,在略低于综合管廊廊体底部位置采用强度为 C40防水混凝土砌筑U形排水沟,排水沟纵向坡度以廊体中点为最高点沿廊体低向廊体两 端,排水沟坡度为廊体总体坡度的2%〜3%,呈缓缓的“人子坡”形状。
[0053] ⑵铺设防水层
[0054] 在完成所有综合管廊的拼装后,以地下综合管廊设计要求确定防水等级,根据《地 下工程防水技术规范》GB50108-2008,确定铺设卷材防水层及张贴苯板,防水层从结构底板 垫层铺设至顶板基面,并应在外围形成封闭的防水层。防水卷材的品种规格和层数,应根据 地下工程防水等级、地下水位高低及水压力作用状况、结构构造形式和施工工艺等因素确 定。
[0055] ⑶回填施工
[0056] 回填施工时,采用强度为C30的透水混凝土进行回填。在基坑上挂设溜槽输送透水 混凝土至底部防水混凝凝土层上进行回填。每次回填厚度约为20cm〜30cm。回填时,透水混 凝土采用插入式高频振捣器振捣,振捣时间以10〜30s为宜。基坑墙背采用水平分层对称回 填方式,回填至侧向回填厚度Im范围内,厚度大于Im范围采用基坑原本开挖出的天然土体 进行回填,并采用机械碾压。

Claims (3)

1. 具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法,其特征在于:包括以下步骤进行: (1)预制混凝土节段 采用C40及以上强度的自防水混凝土预制混凝土节段,吊运加工好的钢筋骨架,模板安 装调试,浇筑混凝土,养成后拆模移到混凝土预制节段成品摆放区; ⑵基坑开挖及临时支护 开挖前,首先对基坑四周预埋监控测量点位,读取初始值,开挖过程中经常测量,发现 如有异常(超出警戒值以外)立即处理,采用人工配合挖掘机开挖或小爆破开挖;基坑开挖 范围除正常混凝土节段预留尺寸,还应包括排水管道位置; ⑶修筑集水井 天然土体进行回填,并采用机械碾压。 廊体建成回填施工结束后,在综合管廊的两端修筑集水井,将排水沟排出的地下水与 降水汇入集水井中。集水井直径一般为5m〜10m,计算公式为:
Figure CN108301440AC00021
D——集水井直径(m); Q 设计流量(m/s); t一一考虑虹吸管事故时调节的时间(可用2〜3min); H一一虹吸管淹没动水位以下的深度(1〜1.5m); ⑷运输和安装混凝土节段 混凝土节段达到设计强度后,用平板拖车进行运输,履带吊安装,节段安装时采用现场 涂胶拼装并施加预应力形成刚性接头连接; (5) 砌筑排水沟 安装混凝土节段后,在略低于综合管廊廊体底部位置采用防水混凝土砌筑U形排水沟, 排水沟在综合管廊廊体纵向方向设置倾斜角不低于2%〜3%的坡度,呈缓缓的人字坡形 状; (6) 铺设防水层 以地下综合管廊设计要求确定防水等级,确定铺设卷材防水层及张贴苯板,防水层从 结构底板垫层铺设至顶板基面,并在外围形成封闭的防水层; ⑵回填施工 回填施工时,采用强度为C30的透水混凝土进行回填。基坑墙背采用水平分层对称回填 方式,回填至侧向回填厚度Im范围内,厚度大于Im范围采用基坑原本开挖出的天然土体进 行回填,并采用机械碾压。
2. 如权利要求1所述的一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法,其特征在 于:砌筑排水沟时在廊体纵向设置了 2 %〜3 %坡度,形成人字坡。
3. 如权利要求1所述的一种具有防水、排水功能的地下综合管廊施工方法,其特征在 于:在综合管廊廊体两端设置集水井,收集通过排水沟及透水混凝土排出流出的水。
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