CN108798715B - 一种隧道型综合管廊分块式构件拼装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于地下施工技术领域，提供一种隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，本发明创新性的采用分块预制拼装方式对隧道型管廊进行设计与施工，形成一套拼装施工技术，解决了该类型工程有限空间内大量现浇混凝土结构施工的难题并大大节省工期；创新性的在隧道二衬内侧和底板现浇混凝土结构中进行大量的钢筋预埋，采用设置钢筋笼和方钢管架加固的预埋固定技术，施工方便快捷且预埋精度高。
Description
技术领域
本发明属于地下施工技术领域，尤其涉及一种隧道型综合管廊分块式构件拼装方法。
背景技术
十堰市地下综合管廊PPP项目是全国首批综合管廊试点工程。该工程中首次将综合管廊与隧道结构结合，进行设计与施工。隧道最大长度为505米，总计长度约1.6公里。此工程存在受限空间内大量的钢筋混凝土二次施工的难题。隧道型综合管廊的深化设计和施工工艺的选择，直接影响该工程的施工工期，成本，质量、安全等各项指标履约。
综合管廊的常见施工方法，主要有普通模板现浇、快拆模板现浇、叠合墙板现浇、整节段预制拼装四种。
其中普通模板现浇、快拆模板现浇、叠合墙板现浇施工方法，存在材料运输困难、架体搭设困难、施工人员多存在坠落、坍塌、触电安全风险大，救援困难等问题，需要较长的施工工期；整节段预制拼装方法在隧道狭小空间内存在构件过重运输困难、组装难度大等问题，施工条件有限难以实施。以上四种方法均无法满足隧道型管廊结构施工安全保障及工期进度要求。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，旨在解决现有暗挖隧道中综合管廊结构施工安全风险较高、施工进度受限的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
(1)对隧道型综合管廊结构进行分块构件预制，确定分块构件与隧道之间以及各分块构件之间的连接节点做法，所述隧道型综合管廊由多个标准节组成，一个标准节内的分块构件划分为多个墙构件和多个板构件；
(2)在施工隧道二衬过程中预埋钢筋，隧道二衬施工完毕后，剔凿出预埋牛腿钢筋，将钢筋冷弯至水平方向，并将隧道二衬接触面凿毛处理，清理干净，采用定型钢模进行隧道二衬牛腿现浇混凝土施工；
(3)现浇混凝土施工隧道底板，其中隧道底板内设置钢筋笼，进行用于固定墙构件的L形钢筋的预埋施工；
(4)墙构件底部预埋有灌浆套筒，采用机械吊装墙构件，停止下落后，由专人安装斜支撑和固定角码，利用斜支撑和固定角码固定并调整预制的墙构件，调整墙构件定位、标高及垂直度；
(5)在板构件安装前，在安装好的墙构件顶部安装倒L型的铝模托架，调整铝模托架顶部标高至设计标高，通过铅垂观察板构件的边线是否与铝模托架上的定位线对齐；对齐后，将板构件缓慢下落至铝模托架上，其中位于边跨的板构件安装时靠近隧道二衬的端头放置在牛腿上，需先在牛腿表面铺一层水泥胶，再安装板构件，板构件下方均设置临时顶撑；
(6)按照先边跨后中跨的顺序进行吊装，一个标准节吊装完成后进入下一标准节，如此向前推进，安装完毕后，墙构件底部的灌浆套筒注浆填充，浇筑分块构件间后浇带，并采用聚乙烯发泡填缝板和聚硫密封膏进行密封处理，达到设计强度后拆除临时顶撑。
进一步的，步骤(2)中，预埋钢筋时采用点焊固定在隧道二衬的配筋上，预埋牛腿钢筋与隧道台车间采用3cm厚聚苯乙烯泡沫板进行填充，台车脱模时即可与预埋钢筋脱离。
进一步的，步骤(3)所述的L形钢筋的预埋施工时，L形钢筋通过方钢管架加固，定位偏差控制在5mm以内，外露长度为120mm，垂直度应满足3％以内。
进一步的，步骤(4)中，墙构件的斜支撑和固定角码一端与墙构件栓接，另一端在混凝土隧道底板上使用膨胀螺栓固定。
进一步的，步骤(5)中，墙构件预留Φ30mm孔洞，通过穿墙螺杆将铝模托架固定并调节至设计标高，其中铝模托架厚度10mm，每块板构件底部设置两根临时顶撑，临时顶撑间距1m，临时顶撑与板构件间加垫一根10cm×10cm方木。
进一步的，步骤(5)中，位于边跨的板构件一端放置在牛腿上，板构件就位至牛腿顶部100mm处时，需按标高控制线放置垫铁。
进一步的，步骤(6)中，墙构件与板构件之间的纵向T型节点采用比墙构件板构件的混凝土强度高一等级的微膨胀细石混凝土浇筑，墙构件与墙构件、板构件与板构件间形成的凹槽采用高一等级微膨胀细石混凝土浇筑，墙构件与墙构件、板构件与板构件环向接缝采用聚硫密封膏以及聚乙烯发泡填缝板进行密封处理，须保证聚硫密封膏填缝深度≥20mm。
进一步的，墙构件底部预埋有灌浆套筒，灌浆套筒与墙构件内钢筋采用直螺纹连接，灌浆套筒与底板上的L形钢筋采用灌浆套筒连接方法，灌浆套筒内的注浆连接前，应检查插入的L形钢筋的清洁、除锈，确保注浆有效握裹。
本发明的有益效果是：本发明创新性的采用分块预制拼装方式对隧道型管廊进行设计与施工，形成一套拼装施工技术，解决了该类型工程有限空间内大量现浇混凝土结构施工的难题并大大节省工期；创新性的在隧道二衬内侧和底板现浇混凝土结构中进行大量的钢筋预埋，采用设置钢筋笼和方钢管架加固的预埋固定技术，施工方便快捷且预埋精度高。
附图说明
图1是分块构件划分及纵向节点示意图；
图2是分块构件横向节点示意图；
图3是隧道二衬牛腿施工示意图；
图4是底板预埋L型钢筋定位施工示意图；
图5是分块构件拼装示意图；
图6是板构件临时定撑示意图；
图7是L型铝模托架示意图；
图8是墙构件内灌浆套筒示意图；
图9是前后相邻墙构件间后浇带示意图；
图10是前后相邻板构件间后浇带示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参照图1-10所示，本实施例提供的隧道型综合管廊分块式构件拼装方法包括下述步骤：
步骤(1)、对隧道型综合管廊结构进行分块构件预制，确定分块构件与隧道之间以及各分块构件之间的连接节点做法，所述隧道型综合管廊由多个标准节组成，一个标准节内的分块构件划分为多个墙构件和多个板构件。
本步骤首先需要对隧道型综合管廊结构进行构件分块及节点深化设计。隧道型综合管廊由多个标准节组成，如图1所示，一个标准节内分块构件划分为多个墙构件和多个板构件，墙构件分别为YQ1、YQ2...YQn(n代表墙构件数量)，板构件分别为YB1、YB2...YBm(m代表板构件数量)。图示中，一个标准节有四块板构件YB1-YB4，以及三块墙构件YQ1-YQ3。其中YB1和YB4是边跨板构件，YB2和YB3是中间板构件。
另外，沿隧道型综合管廊纵向有三种连接节点：
a节点：板构件与隧道二衬的连接节点；
b节点：墙构件与隧道底板的连接节点；
c节点：墙构件与板构件的连接节点。
如图2所示，沿隧道型综合管廊横断面环向(即沿着隧道型综合管廊的长度方向)有两种连接节点：
d节点：墙构件与墙构件之间的连接节点；
e节点：板构件与板构件之间的连接节点。
隧道型综合管廊设计时，先设计好这5种节点的做法，以便后续施工时安装设计的做法安装。
步骤(2)、在施工隧道二衬过程中预埋钢筋，隧道二衬施工完毕后，剔凿出预埋牛腿钢筋，将钢筋冷弯至水平方向，并将隧道二衬接触面凿毛处理，清理干净，采用定型钢模进行隧道二衬牛腿现浇混凝土施工。
本步骤施工牛腿。支撑边跨板构件的牛腿为现浇钢筋混凝土结构，在隧道二衬101内壁上通长设置，如图3所示，在隧道二衬施工完成后及时进行二衬内牛腿钢筋102的剔出，牛腿钢筋102完成冷弯后进行钢筋骨架的安装，采用定型钢模进行隧道二衬牛腿现浇混凝土施工，得到钢筋混凝土牛腿103，每块模板贴合牛腿下部及外围表面，每块钢板弯折成型，且采用钢背楞加强。模板底面及外侧开孔，采用钢螺杆拉结固定。模板下部采用可调顶撑辅助支撑，采用移动门架作为操作架体。另外预埋钢筋时采用点焊固定在隧道二衬的配筋上，预埋牛腿钢筋与隧道台车间采用3cm厚聚苯乙烯泡沫板进行填充，台车脱模时即可与预埋钢筋脱离。
步骤(3)、现浇混凝土施工隧道底板，其中隧道底板内设置钢筋笼，进行用于固定墙构件的L形钢筋的预埋施工。
本步骤中，隧道底板为现浇混凝土施工，如图4所示，底板内设置钢筋笼201，并预埋固定墙构件的L形钢筋202，两者通过纵向精确筋204固定。定位底板L形钢筋需与墙体预制件底部的灌浆套筒匹配。L形钢筋通过方钢管架203加固，其定位偏差控制在5mm以内，钢筋外露长度为120mm，垂直度应满足3％以内。
步骤(4)、墙构件底部预埋有灌浆套筒，采用机械吊装墙构件，停止下落后，由专人安装斜支撑和固定角码，利用斜支撑和固定角码固定并调整预制的墙构件，调整墙构件定位、标高及垂直度。
据施工空间情况及分块构件尺寸重量，选用适合型号的起吊安装设备。如图5所示，先进行墙构件的安装，工作面上安装人员提前按墙构件定位线将预埋钢筋位置调整好，按标高控制线及灰饼将垫铁准备好，待墙构件下放至距隧道底板0.5m处，根据预先定位控制线微调，微调完成后减缓下放。由两名专业操作工人手扶引导降落，降落至140mm时一名工人利用专用目视镜观察连接钢筋是否对孔，墙构件就位至控制线内，并放置垫铁，采用固定角码和临时斜支撑加固后进行墙构件的安装，利用固定角码和斜支撑固定并调整预制墙构件，确保墙构件安装垂直度。墙构件的斜支撑和固定角码一端与墙构件栓接，另一端在混凝土隧道底板上使用膨胀螺栓固定。构件调整完成后，复核墙构件定位及标高无误后，由专人负责摘钩，斜支撑最终固定前，不得摘除吊钩。
步骤(5)、在板构件安装前，在安装好的墙构件顶部安装倒L型的铝模托架，调整铝模托架顶部标高至设计标高，通过铅垂观察板构件的边线是否与铝模托架上的定位线对齐；对齐后，将板构件缓慢下落至铝模托架上，其中位于边跨的板构件安装时靠近隧道二衬的端头放置在牛腿上，需先在牛腿表面铺一层水泥胶，再安装板构件，板构件下方均设置临时顶撑。
本步骤中，墙构件预留Φ30mm孔洞，在板构件安装前，通过墙体预留孔洞，在安装好的墙构件顶部安装图6、7所示的L型铝模托架301，调整铝模托架顶部标高至设计标高后，锁紧穿墙螺杆302。在铝模托架上放出50mm板边控制线，便于板构件的安装定位。板构件按照先边跨后中跨的顺序依次拼装，板构件挂钩起吊，待板构件下放至距墙顶400mm处，停止降落，操作人员稳住板构件，根据铝模托架上的板边控制线对办板构件位置进行微调，微调完成后缓慢下放。由两名专业操作工人手扶引导降落，降落至100mm时，一名工人通过铅垂观察板构件的边线是否与铝模托架上的定位线对齐。对齐后，将板构件缓慢下落至铝模托架上。对于边跨板，安装时先在牛腿表面铺一层水泥胶，再把板构件放置其上，按标高控制线将垫铁准备好，板构件就位至牛腿顶部100mm，并放置垫铁。每块水平板构件底部设置两根临时顶撑401，临时顶撑间距1m，临时顶撑与板构件间加垫一根10cm×10cm方木402。
步骤(6)、按照先边跨后中跨的顺序进行吊装，一个标准节吊装完成后进入下一标准节，如此向前推进，安装完毕后，墙构件底部的灌浆套筒注浆填充，浇筑分块构件间后浇带，并采用聚乙烯发泡填缝板和聚硫密封膏进行密封处理，达到设计强度后拆除临时顶撑。
如图8所示，墙构件底部预埋有灌浆套筒501，灌浆套筒51提前预埋在预制墙构件内，灌浆套筒501有出浆孔504和注浆孔503，灌浆套501与上层的钢筋(即墙构件底部的钢筋)采用直螺纹连接，与下层的底板L型钢筋采用灌浆套筒连接。灌浆套筒内的注入灌浆料502连接前，应检查插入钢筋的清洁、除锈，确保注浆有效握裹。选用灌浆料应具有强度高、早强、快硬、微膨胀的特性，且不会对钢筋施加外力及热量而造成钢筋的伸缩变形或应力。注浆施工需提前做灌浆试验，掌握浆料的配置，熟练灌浆操作流程及要领。控制注浆速度不宜过快。
各种分块构件安装完毕后，如图7所示，墙构件与板构件之间的纵向T型节点采用比墙板构件混凝土强度高一等级的微膨胀细石混凝土303浇筑，如图9、10所示，墙构件与墙构件、板构件与板构件间形成的凹槽同样采用高一等级微膨胀细石混凝土浇筑303，墙构件与墙构件、板构件与板构件环向(即前后相邻)接缝采用聚硫密封膏304以及聚乙烯发泡填缝板305进行密封处理，须保证聚硫密封膏填缝深度≥20mm。一循环节段安装完毕，转入下一环节段的安装，如此向前推进。待后浇区混凝土强度满足要求后(强度达到100％后)再拆除顶撑，进行周转利用。
本发明采用方便快捷且高精度的预埋固定技术，为该类型的预埋安装，提供有效的工艺参考，同时解决了该类型工程有限空间内大量现浇混凝土结构施工的难题，对隧道型综合管廊结构安装技术有重要的指导意义。在实际应用中，针对具体不同截面尺寸的隧道型管廊结构，在进行分块划分和构件尺寸深化设计时，分块式构件应具有以下特点：形状、尺寸适宜，适合量产化，重量低，不超过小型起吊安装设备的吊装能力，以便于保证质量安全的同时大大提高隧道型综合管廊分块拼装施工的效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
（1）对隧道型综合管廊结构进行分块构件预制，确定分块构件与隧道之间以及各分块构件之间的连接节点做法，所述隧道型综合管廊由多个标准节组成，一个标准节内的分块构件划分为多个墙构件和多个板构件，连接节点包括：板构件与隧道二衬的连接节点；墙构件与隧道底板的连接节点；墙构件与板构件的连接节点；墙构件与板构件的连接节点；板构件与板构件之间的连接节点；
（2）在施工隧道二衬过程中预埋钢筋，隧道二衬施工完毕后，剔凿出预埋牛腿钢筋，将钢筋冷弯至水平方向，并将隧道二衬接触面凿毛处理，清理干净，采用定型钢模模板进行隧道二衬牛腿现浇混凝土施工，每块模板贴合牛腿下部及外围表面，每块模板弯折成型，且采用钢背楞加强，模板底面及外侧开孔，采用钢螺杆拉结固定；
（3）现浇混凝土施工隧道底板，其中隧道底板内设置钢筋笼，进行用于固定墙构件的L形钢筋的预埋施工；
（4）墙构件底部预埋有灌浆套筒，采用机械吊装墙构件，停止下落后，由专人安装斜支撑和固定角码，安装人员提前按墙构件定位线将预埋钢筋位置调整好，按标高控制线及灰饼将垫铁准备好，待墙构件下放至距隧道底板0.5m处，根据预先定位控制线微调，微调完成后减缓下放，由两名操作工人手扶引导降落，降落至140mm 时其中一名操作工人利用专用目视镜观察连接钢筋是否对孔，墙构件就位至控制线内，并放置垫铁，利用斜支撑和固定角码固定并调整预制的墙构件，调整墙构件定位、标高及垂直度；
（5）在板构件安装前，在安装好的墙构件顶部安装倒L 型的铝模托架，调整铝模托架顶部标高至设计标高，通过铅垂观察板构件的边线是否与铝模托架上的定位线对齐；对齐后，将板构件缓慢下落至铝模托架上，其中位于边跨的板构件安装时靠近隧道二衬的端头放置在牛腿上，需先在牛腿表面铺一层水泥胶，再安装板构件，板构件下方均设置临时顶撑；步骤（5）中，墙构件预留Φ30mm 孔洞，通过穿墙螺杆将铝模托架固定并调节至设计标高，其中铝模托架厚度10mm，每块板构件底部设置两根临时顶撑，临时顶撑间距1m，临时顶撑与板构件间加垫一根方木；
（6）按照先边跨后中跨的顺序进行吊装，一个标准节吊装完成后进入下一标准节，如此向前推进，安装完毕后，墙构件底部的灌浆套筒注浆填充，浇筑分块构件间后浇带，并采用聚乙烯发泡填缝板和聚硫密封膏进行密封处理，达到设计强度后拆除临时顶撑；步骤（6）中，墙构件与板构件之间的纵向T 型节点采用比墙构件板构件的混凝土强度高一等级的微膨胀细石混凝土浇筑，墙构件与墙构件、板构件与板构件间形成的凹槽采用高一等级微膨胀细石混凝土浇筑，墙构件与墙构件、板构件与板构件环向接缝采用聚硫密封膏以及聚乙烯发泡填缝板进行密封处理，须保证聚硫密封膏填缝深度≥20mm，墙构件底部预埋有灌浆套筒，灌浆套筒与墙构件内钢筋采用直螺纹连接，灌浆套筒与底板上的L 形钢筋采用灌浆套筒连接方法，灌浆套筒内的注浆连接前，检查插入的L 形钢筋的清洁、除锈，确保注浆有效握裹。
2.如权利要求1 所述隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，其特征在于，步骤（2）中，预埋钢筋时采用点焊固定在隧道二衬的配筋上，预埋牛腿钢筋与隧道台车间采用3cm 厚聚苯乙烯泡沫板进行填充，台车脱模时即可与预埋钢筋脱离。
3.如权利要求1 所述隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，其特征在于，步骤（3）所述的L 形钢筋的预埋施工时，L 形钢筋通过方钢管架加固，定位偏差控制在5mm 以内，外露长度为120mm，垂直度应满足3%以内。
4.如权利要求1 所述隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，其特征在于，步骤（4）中，墙构件的斜支撑和固定角码一端与墙构件栓接，另一端在混凝土隧道底板上使用膨胀螺栓固定。
5.如权利要求1 所述隧道型综合管廊分块式构件拼装方法，其特征在于，步骤（5）中，位于边跨的板构件一端放置在牛腿上，板构件就位至牛腿顶部100mm 处时，需按标高控制线放置垫铁。
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