CN109098205B - 人防地下通道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人防工程技术领域，针对结构稳定性要求非常高的问题，提供了一种人防地下通道，该技术方案如下：包括钢筋混凝土结构的顶板、若干延伸至岩石层的灌注桩、侧壁以及底板，灌注桩外包裹有套管。一种人防地下通道的施工方法，包括顶板土方开挖、钻孔、桩孔沉入套管以及钢筋笼、土方铺设顶板钢筋、浇注灌注桩及顶板、恢复路面、出土口开挖、地下通道开挖、铺设侧壁及底板钢筋、浇注侧壁及底板。利用岩石层稳定的支撑灌注桩，利用底板限制灌注桩，使得灌注桩的底部难以位移，通过在灌注桩外套设有套管，通过套管保护灌注桩，使得外界冲击经过套管缓冲后再传导至灌注桩的桩身上，增加灌注桩的稳定性，使得人防地下通道的结构稳定性较高。

Description

人防地下通道及其施工方法

技术领域

本发明涉及人防工程技术领域，更具体地说，它涉及一种人防地下通道及其施工方法。

背景技术

人民防空工程也叫人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。人防工程是防备敌人突然袭击，有效地掩蔽人员和物资，保存战争潜力的重要设施；是坚持城镇战斗，长期支持反侵略战争直至胜利的工程保障。

由于人防地下通道占用地下面积较大，若地下大面积挖空可能会影响地面建筑的稳定性，因此人防地下通道通常沿着道路的长度方向延伸建设在道路下方，以利用道路所需承载量相对较少以减少路面塌陷的情况，但人防地下通道主要靠支撑柱支撑顶板以保持人防地下通道的空间稳定，因此对支撑柱的结构稳定性要求非常高，因此还有改善空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种人防地下通道，具有结构稳定性较高的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种人防地下通道，包括位于路面下方的顶板、若干固定于顶板下方且延伸至岩石层作为支撑柱结构的灌注桩、固定于通道两侧的侧壁以及铺设于岩石层上方的底板，所述顶板、灌注桩、侧壁以及底板均为钢筋混凝土结构，所述灌注桩外包裹有套管。

采用上述技术方案，通过在灌注桩延伸至岩石层，以利用岩石层稳定地支撑灌注桩，使得灌注桩底部的承力稳定，进而使得灌注桩稳定的支撑顶板，提高了人防地下通道空间的稳定性，通过在岩石层上铺设底板，利用底板进一步限制灌注桩，使得灌注桩的底部难以位移，进一步提高灌注桩的稳定性，通过在灌注桩外套设有套管，通过套管保护灌注桩，使得外界冲击经过套管缓冲后再传导至灌注桩的桩身上，进而使得人防地下通道在使用的过程中，人为对灌注桩的意外损伤得到有效的缓冲，进一步增加灌注桩的稳定性，使得人防地下通道的结构稳定性较高。

优选的，所述套管由缓冲材料制成。

采用上述技术方案，由于套管由缓冲材料制成，使得套管更好的吸收缓冲外界冲击，更好的降低人防地下通道在使用过程中人为对灌注桩造成的意外损伤，保证人防地下通道的结构稳定性。

优选的，所述套管为橡胶管。

采用上述技术方案，由于套管为橡胶管，利用橡胶材料的弹性形变以缓冲吸收冲击力，同时由于橡胶材料发生弹性形变时需要吸收较多的能力，使得套管吸收冲击力的上限较大，以吸收更多的冲击，达到更好的缓冲效果。

优选的，所述橡胶管的厚度为2cm-4cm。

采用上述技术方案，由于橡胶管的厚度为2cm-4cm保证橡胶管有足够的弹性形变的行程，同时避免橡胶管过厚导致灌注桩的占地面积过大以影响人防地下通道的使用空间。

针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种人防地下通道的施工方法，具有支撑柱稳定性较高的优点。

一种上述的人防地下通道的施工方法，包括以下步骤：

（1）顶板土方开挖，具体如下：

地面开挖至顶板底部标高并整平；

（2）钻孔，具体如下：

按设计图纸定位并钻出桩孔，桩孔延伸至岩石层；

（3）桩孔沉入套管以及钢筋笼，具体如下：

将套管沉入桩孔，然后再沉入钢筋笼，所述套管的外径与桩孔内径一致，所述钢筋笼的外径少于套管内径；

（4）土方铺设顶板钢筋；

（5）浇注灌注桩及顶板，具体如下：

浇注混凝土浆液至桩孔及顶板土方底部以形成灌注桩以及顶板；

（6）恢复路面，具体如下：

顶板凝固后回填土壤至顶板顶部，铺设路面沥青以恢复路面；

（7）出土口开挖，具体如下：

在路面一侧沿竖直方向开挖出土口，出土口延伸至岩石层，出土口侧壁加固；

（8）地下通道开挖，具体如下：

开挖顶板下方的土壤以形成地下通道的地下空间，从出土口将土壤运出；

（9）铺设侧壁及底板钢筋，具体如下：

整平地下通道的侧壁以及底面，然后铺设侧壁及底板钢筋；

（10）浇注侧壁及底板。

采用上述技术方案，通过同时灌注顶板以及灌注桩且在顶板凝固后回填土壤以恢复路面，使得路面施工过程时间较短，对道路交通影响较少；通过在桩孔内放置套管，使得灌注桩的桩身处的混凝土与桩孔孔壁分离，避免混凝土渗入土层中导致后期难以分离以形成支撑柱的情况；通过套管保护灌注桩的桩身，使得地下通道开挖的过程中，开挖土层的振动冲击通过套管缓冲，减少开挖作业时对灌注桩的损伤，同时缓冲开挖过程中清理包裹灌注桩的土层时对灌注桩的直接冲击，保护灌注桩以提高灌注桩的结构稳定性，进而提高了人防地下通道的结构稳定性。

优选的，所述步骤（2）中，钻孔完成后，在其中之一桩孔沿垂直于路面长度方向的水平方向延伸至路面一侧的位置做标记，所述步骤（7）中出土口位于该标记处。

采用上述技术方案，通过出土口位于标记处，以通过出土口对其中之一桩孔位置进行定位，即对其中之一灌注桩进行定位，进而通过设计图纸上各灌注桩的距离以及分布位置，即可较为准确的定位处各灌注桩的位置，使得地下人行通道开挖的过程中预先避开灌注桩的位置，减少开挖设备意外冲击灌注桩的情况，保护灌注桩，提高灌注桩的稳定性，进而提高了人防地下通道的结构稳定性。

优选的，所述步骤（8）中，开挖顶板下方的土壤时，施工人员携带金属探测器探测钢筋笼的位置以在开挖的过程中避开灌注桩。

采用上述技术方案，通过施工人员携带金属探测器以在开挖过程中进行扫描，但金属探测器探测到金属时，可能是灌注桩中的钢筋笼，即可提醒施工人员注意以避开灌注桩，进一步减少施工设备意外冲击灌注桩的情况。

优选的，所述步骤（8）中灌注桩附近土壤采用人工开挖。

采用上述技术方案，通过对灌注桩附近的土壤采用人工开挖，利用人工开挖的过程中对灌注桩的冲击力较少的特性，降低开挖过程中对灌注桩的冲击，以更好的保护灌注桩，减少灌注桩受损的情况。

优选的，所述步骤（1）中，地面开挖的同时，对地下管道进行支护。

采用上述技术方案，通过对地下管道进行支护，避免在地面开挖的过程中损坏原有的地下管道结构，减少需要修补地下管道结构进而导致延长施工周期的情况。

优选的，所述步骤（7）中，出土口通过混凝土加固侧壁。

采用上述技术方案，由于人防地下通道开挖过程中土壤需要频繁从出土口运出，在运输的过程中难免出现对出土口侧壁的碰撞或摩擦，通过混凝土加护出土口的侧壁，以抵抗运输过程中对出土口侧壁的冲击，减少出土口坍塌的情况，提高出土口的稳定性，进而保证施工安全，同时减少修复出土口导致延长施工周期的情况。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 通过在灌注桩延伸至岩石层，以利用岩石层稳定的支撑灌注桩，通过在岩石层上铺设底板，利用底板进一步限制灌注桩，使得灌注桩的底部难以位移，通过在灌注桩外套设有套管，通过套管保护灌注桩，使得外界冲击经过套管缓冲后再传导至灌注桩的桩身上，增加灌注桩的稳定性，使得人防地下通道的结构稳定性较高；

2. 通过同时灌注顶板以及灌注桩且在顶板凝固后回填土壤以恢复路面，使得路面施工过程时间较短，对道路交通影响较少；

3. 通过在桩孔内放置套管，使得灌注桩的桩身处的混凝土与桩孔孔壁分离，避免混凝土渗入土层中导致后期难以分离以形成支撑柱的情况；

4. 通过套管保护灌注桩的桩身，使得地下通道开挖的过程中，开挖土层的振动冲击以及开挖过程中清理包裹灌注桩的土层时对灌注桩的直接冲击通过套管缓冲，保护灌注桩以提高灌注桩的结构稳定性，进而提高了人防地下通道的结构稳定性。

附图说明

图1为本发明中人防地下通道的整体结构示意图；

图2为图1中A部的放大示意图。

图中：1、路面；11、沥青层；12、土壤层；13、线管；14、水管；2、地下通道；21、顶板；22、灌注桩；221、套管；222、上加强板；223、下加强板；23、底板；24、侧壁；3、岩石层；31、土壤填充层；4、出土口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1

一种人防地下通道，参照图1以及图2，包括位于路面1下方的顶板21、若干固定于顶板21下方且延伸至岩石层3的灌注桩22，灌注桩22作为支撑柱结构支撑顶板21、固定于通道两侧的侧壁24以及铺设于岩石层3上方的底板23，顶板21、底板23以及两个侧壁24包裹形成地下通道2。

参照图2，路面1包括位于顶板21上方的土壤层12以及位于土壤层12上方的沥青层11，土壤层12内埋设有水管14以及线管13，水管14以及线管13均沿路面1的长度方向延伸。

顶板21为钢筋混凝土结构，顶板21呈水平设置，顶板21沿路面1的长度方向延伸，水管14以及线管13均位于顶板21上方。

灌注桩22呈圆柱状且为钢筋混凝土结构，灌注桩22顶部一体连接有上加强板222，上加强板222与顶板21平行，上加强板222顶部与顶板21的底部固定连接，灌注桩22的顶部连接于上加强板222的中心处，灌注桩22的桩身包裹有套管221，套管221由缓冲材料制成，缓冲材料为本领域通用的缓冲材料，本实施例中具体的，套管221为橡胶管，套管221的顶部与上加强板222的底部抵接，套管221的底部延伸至岩石层3，套管221的底部与灌注桩22的底部平齐，套管221的管壁厚度为2cm。

底板23为钢筋混凝土结构，底板23与顶板21平行，底板23被灌注桩22以及套管221贯穿，底板23的尺寸与顶板21的尺寸一致且正对，底板23底部与岩石层3表面留有间距，底板23底部与岩石层3之间填充有土壤填充层31。

灌注桩22底部连接有下加强板223，下加强板223固定在岩石层3上，下加强板223的顶部与底板23平行且下加强板223的顶部与底板23的底部固定连接，灌注桩22的底部连接于下加强板223的中心处。

侧壁24为钢筋混凝土结构，侧壁24竖直设置并沿路面1的长度方向延伸，侧壁24的顶部与顶板21的底部固定连接，侧壁24的底部与底板23的顶部固定连接。

通过灌注桩22延伸至岩石层3，以利用岩石层3提供支撑力，使得灌注桩22底部承力稳定，保证灌注桩22稳定支撑顶板21以使得人防地下通道2的结构稳定性较高。

通过上加强板222增加灌注桩22与顶板21的受力面积，减少顶板21局部受力过大导致损坏的情况，通过下加强板223增加灌注桩22与岩石层3的受力面积，使得岩石层3更好为灌注桩22提供支撑力，提高稳定性。

通过套管221保护灌注桩22，以缓冲外界冲击，使得在使用过程中外界的人为冲击通过套管221缓冲后再传导至灌注桩22上，减少灌注桩22损坏的情况，提高稳定性并延长人行地下通道2的使用寿命。

通过橡胶管发生弹性形变时需要吸收较大能量，以提高套管221吸收冲击能力的上限，更好的保护灌注桩22。

通过套管221的管壁厚度为2cm保证套管221具有足够的弹性形变的行程以吸收缓冲冲击力，同时避免套管221过厚导致占地面积过大以影响人防地下通道2的使用空间的情况。

实施例2

与实施例1的区别在于，套管221的管壁厚度为3cm。

实施例3

与实施例1的区别在于，套管221的管壁厚度为4cm。

实施例4

一种人防地下通道的施工方法，包括以下步骤：

（1）顶板土方开挖，具体如下：

路面1封闭，围挡设置完毕后，对路面1进行土方开挖，路面1土方开挖至人防地下通道2的顶部的底部标高，土方底部整平，开挖至地下管道即地下的水管14以及线管13时，对水管14以及线管13进行管道支护。

通过钢筋竖直插入土壤内，然后通过钢筋包围地下管道并与插入土壤内的钢筋固定连接，以支撑保护地下管道进而实现对水管14以及线管13的管道支护。

路面1开挖的土壤因存在大量杂质，集中运输至指定区域后，通过卡车运输以运离现场。

（2）钻孔，具体如下：

根据设计图纸划线定位灌注桩22位置，通过螺旋钻机竖直钻孔以形成桩孔，通过螺旋钻机提升将土壤排出桩孔外，然后将排出的土壤集中在暂存区域以备用。

钻孔完毕后在桩孔顶部开挖上加强板222浇注槽，整体上加强板222浇注槽后在上加强板222浇注槽的表面以及路面1土方表面铺设浇注模板。

钻孔完毕后，根据其中之一桩孔的轴线位置沿垂直于路面1长度方向的方向延伸至路面1一侧的人行道上并在人行道表面做上标记。

（3）桩孔沉入套管以及钢筋笼，具体如下：

浇注模板铺设完毕后，在桩孔内沉入套管221，套管221的外径与桩孔的内径一致，套管221由缓冲材料制成，缓冲材料采用本领域通用的缓冲材料，本实施例中，套管221具体为橡胶管，套管221的管壁厚度为2cm-4cm。

沉入套管221后，再沉入钢筋笼，钢筋笼的外径少于套管221的内径，沉入钢筋笼的同时将钢筋笼与套管221对中，钢筋笼的高度大于桩孔深度以部分伸出桩孔外。

（4）土方铺设顶板钢筋，具体如下：

沉入钢筋笼的作业完毕后，在土方表面的浇注模板上方铺设顶板21钢筋，顶部钢筋跨越灌注桩22的桩孔顶部并与灌注桩22的钢筋笼伸出桩孔外的部分钢筋交错，使得浇注后的灌注桩22与浇注后的顶板21连接更为稳定。

（5）浇注灌注桩以及顶板，具体如下：

顶板21钢筋铺设完毕后，浇注混凝土浆液，混凝土浆液将所有桩孔填满后，继续浇注至顶板21顶部标高，浇注完毕后整平顶板21顶部表面。

（6）恢复路面，具体如下：

待顶板21处的混凝土凝固后，在顶板21顶部回填土壤，回填土采用步骤（2）中钻孔所挖出的土壤，不足处采用运输至施工现场的外来土，回填土壤后整平，然后铺设沥青并压平以恢复路面1，路面1恢复后即可恢复交通。

（7）出土口开挖，具体如下：

路面1恢复后，在步骤（2）中人行道所做标记处开挖出土口4，出土口4沿竖直方向向下延伸至岩石层3，出土口4的水平截面呈长方形，出土口4除位于顶板21下方且靠近路面1的侧壁24之外的其他侧壁24均沿竖直方向铺设钢筋网，然后架设模板，模板与钢筋网之间留有间距，铺设钢筋网的侧壁24均架设模板，然后浇注混凝土浆液以对出土口4进行加固，混凝土凝固后拆除模板。

（8）地下通道2开挖，具体如下：

施工人员从出土口4进入，通过风镐冲击地下通道2的土壤，然后将松脱的土壤搬运至出土口4，在出土口4处放置起吊机，将土壤吊出。

通过风镐冲击至地下通道2具有较大活动空间后，将挖掘机以及推土机从出土口4吊入地下通道2内，通过挖掘机配合风镐继续进行开挖作业，通过推土机将土壤推送至出土口4，然后人工将土壤铲入起吊机的起吊斗内并继续将土壤吊出。

地下通道2开挖的过程中，通过设计图纸计算相邻灌注桩22的距离，由于出土口4位于其中之一灌注桩22的桩孔的轴线沿垂直与路面1长度方向的方向延伸至人行道的位置上，可通过出土口4的位置，较为精确的定位最靠近出土口4的灌注桩22的位置，进而通过计算得出其他灌注桩22的位置，以在开挖的过程中，挖掘机避开灌注桩22，减少挖掘机直接冲击灌注桩22的情况。

地下通道2开挖的过程中，施工人员携带金属探测器对未开挖的土壤进行探测，若金属探测器感应到金属存在，则可能是灌注桩22中的钢筋笼，及时提醒施工人员注意根据设计图纸计算该处是否存在灌注桩22以指示挖掘机避让。

灌注桩22附近包裹灌注桩22的土壤通过人工挖掘的方式进行清理，施工人员通过注水管喷水以冲刷灌注桩22并用铲刀将泥浆刮落，冲刷灌注桩22时水压控制在0.5MPa，保证一定的冲击力同时避免水压过大超出灌注桩22的承受范围导致灌注桩22损伤，铲刀采的刀口处打磨以呈圆弧面，减少铲刀刮伤灌注桩22的情况。

（9）铺设侧壁及底板钢筋，具体如下：

根据设计图纸将地下空间开挖完毕后，拆卸顶板21底部的浇注模板，然后将通道侧壁24以及顶部整平，然后在灌注桩22处挖掘下加强板浇注槽，下加强板浇注槽的水平截面呈正方型，下加强板浇注槽延伸至岩石层3。

然后在地下通道2的侧壁24以及底部表面铺设钢筋网，以铺设侧壁24钢筋与底板23钢筋，侧壁24的钢筋网顶部抵接至顶板21的底部，侧壁24的钢筋网底部与底板23的钢筋网交错并插入地下通道2底部土壤中。

（10）浇注侧壁及底板，具体如下：

侧壁24钢筋以及底板23钢筋铺设完毕后，先浇注底板23，将下加强板浇注槽注满后继续浇注至底部顶部标高，然后整平底板23混凝土。

待底板23的混凝土凝固后，在地下通道2的两侧铺设侧壁24浇注模板，侧壁24浇注模板与侧壁24钢筋之间留有间隙，侧壁24浇注模板竖直设置，然后浇注侧壁24混凝土，待侧壁24混凝土凝固后，拆卸模板即完成地下人行通道的施工作业。

地下人行通道经过管道铺设，表面铺砖等装修后，在出土口4处设置人行楼梯或电梯即可使用。

通过套管221分隔灌注桩22的混凝土与桩孔的土壤，避免混凝土渗入土壤中导致后期开挖时难以将桩身外的土壤清除导致无法形成支撑柱结构的情况。

由于套管221由缓冲材料制成，使得地下通道2开挖的过程中，风镐、挖掘机等挖掘土壤时产生的振动冲击通过套管221缓冲吸收，减少地下通道2开挖过程中，振动冲击对灌注桩22的损伤，避免灌注桩22损坏导致地下通道2塌陷的情况。

通过人工开挖灌注桩22附近的土壤，利用水流冲击以将土壤化成泥浆配合铲刀将泥浆清理干净，使得包裹在灌注桩22上的土壤易于清除同时减少对灌注桩22的损伤。

通过顶板21凝固后回填路面1后再进行地下空间开挖，使得路面1封闭周期较短，减少对路面1交通的影响。

采用灌注桩22形成支撑柱结构，使得灌注桩22浇注与顶板21浇注同时进行，而灌注桩22桩孔钻挖的作业较为快捷，施工周期较短，使得施工工期变化不大的情况下利用灌注桩22形成支撑柱结构以支撑顶板21，使得地下通道2开挖时可一次性开挖，使得地下通道2开挖的工期较短，降低施工成本，提高施工效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种人防地下通道的施工方法，其特征是：人防地下通道包括位于路面(1)下方的顶板(21)、若干固定于顶板(21)下方且延伸至岩石层(3)作为支撑柱结构的灌注桩(22)、固定于通道两侧的侧壁(24)以及铺设于岩石层(3)上方的底板(23)，所述顶板(21)、灌注桩(22)、侧壁(24)以及底板(23)均为钢筋混凝土结构，所述灌注桩(22)外包裹有套管(221)，所述套管(221)由缓冲材料制成；人防地下通道的施工方法包括以下步骤：

（1）顶板(21)土方开挖，具体如下：

地面开挖至顶板(21)底部标高并整平；

（2）钻孔，具体如下：

按设计图纸定位并钻出桩孔，桩孔延伸至岩石层(3)；

（3）桩孔沉入套管(221)以及钢筋笼，具体如下：

将套管(221)沉入桩孔，然后再沉入钢筋笼，所述套管(221)的外径与桩孔内径一致，所述钢筋笼的外径少于套管(221)内径；

（4）土方铺设顶板(21)钢筋；

（5）浇注灌注桩(22)及顶板(21)，具体如下：

浇注混凝土浆液至桩孔及顶板(21)土方底部以形成灌注桩(22)以及顶板(21)；

（6）恢复路面(1)，具体如下：

顶板(21)凝固后回填土壤至顶板(21)顶部，铺设路面(1)沥青以恢复路面(1)；

（7）出土口(4)开挖，具体如下：

在路面(1)一侧沿竖直方向开挖出土口(4)，出土口(4)延伸至岩石层(3)，出土口侧壁加固；

（8）地下通道(2)开挖，具体如下：

开挖顶板(21)下方的土壤以形成地下通道(2)的地下空间，从出土口(4)将土壤运出；

地下通道(2)开挖的过程中，施工人员携带金属探测器对未开挖的土壤进行探测，若金属探测器感应到金属存在，则可能是灌注桩(22)中的钢筋笼，及时提醒施工人员注意根据设计图纸计算该处是否存在灌注桩(22)以指示挖掘机避让；灌注桩(22)附近包裹灌注桩(22)的土壤通过人工挖掘的方式进行清理，施工人员通过注水管喷水以冲刷灌注桩(22)并用铲刀将泥浆刮落，冲刷灌注桩(22)时水压控制在0.5MPa，保证一定的冲击力同时避免水压过大超出灌注桩(22)的承受范围导致灌注桩(22)损伤，铲刀的刀口处打磨以呈圆弧面，减少铲刀刮伤灌注桩(22)的情况；

（9）铺设侧壁(24)及底板(23)钢筋，具体如下：

整平地下通道(2)的侧壁(24)以及底面，然后铺设侧壁(24)及底板(23)钢筋；

（10）浇注侧壁(24)及底板(23)。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征是：所述套管(221)为橡胶管。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征是：所述橡胶管的厚度为2cm-4cm。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征是：所述步骤（2）中，钻孔完成后，在其中之一桩孔沿垂直于路面(1)长度方向的水平方向延伸至路面(1)一侧的位置做标记，所述步骤（7）中出土口(4)位于该标记处。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征是：所述步骤（1）中，地面开挖的同时，对地下管道进行支护。

6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征是：所述步骤（7）中，出土口(4)通过混凝土加固侧壁(24)。

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