CN110219677A - 一种大截面管廊初期支护套拱施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，涉及土木工程技术领域。该大截面管廊初期支护套拱施工方法，包括如下步骤：S1、套拱施工，采用混凝土套拱做管棚固定墙，套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作，S2、在坑壁掌子面上定位开孔，S3、模板支护施工，S4、工字钢制作安装、套拱施工，S5、安装注浆管。该大截面管廊初期支护套拱施工方法，可保障横断面结构型式为平顶直墙内轮廓形式管廊暗挖管棚施工的稳定性，提高注浆管接口气密性，保证了管棚前进位置的准确、为后续施工提供了有力的保障，并为一衬支护提供了方向和指导作用，既减少工序、缩短了工期，又节约成本、很好的保证了施工的质量。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体为一种大截面管廊初期支护套拱施工方法。
背景技术
随着科学技术的发展，城市地下综合管廊建设施工可选用的施工方法越来越多。综合管廊建设本身投入大，如果在穿越高速路、立交桥、地下暗河，涵洞、保护古城原貌等重要施工节点时，施工不当，那无疑会造成巨大的经济损失和社会、环境影响。而综合管廊暗挖施工能有效解决上述难题，降低施工成本，减少施工对社会和环境影响，暗挖关键是初期支护的施工。
在初期支护施工中，大截面多仓结构综合管廊，通常的隧道一衬支护方法已不能满足施工要求，难以很好的保证大截面管廊暗挖一衬土体稳定性，给施工人员带来安全隐患的同时降低了施工的效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，解决了在初期支护施工中，大截面多仓结构综合管廊，通常的隧道一衬支护方法已不能满足施工要求，难以很好的保证大截面管廊暗挖一衬土体稳定性的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，包括如下步骤：
S1、套拱施工，采用混凝土套拱做管棚固定墙，套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作；
S2、在坑壁掌子面上定位开孔；
S3、模板支护施工；
S4、工字钢制作安装、套拱施工；
S5、安装注浆管。
优选的，在步骤S1中，混凝土套拱的规格为C25混凝土套拱。
优选的，在步骤S1中，管廊横断面结构型式为平顶直墙内轮廓形式，采用灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕组成工作井的围护结构，采用经纬仪在坑壁掌子面上确定管棚空间位置及定位架，采用刚度大的钢管连续布设，管棚钢管壁厚8mm。
优选的，在步骤S1中，相邻管棚每节长3m、2m错缝布置，施工中根据结构埋深、地层土质、周围结构物状况等选择环向布设间距不小于40cm，倾角为平行与路线纵坡，方向为平行于路线中线，钢管施工误差为径向不大于20cm。
优选的，在步骤S3中，模板支护施工，分水平段和垂直段，每段采用多层板支护，方木、钢管背楞，侧模采用钩头螺栓和工字钢焊接加固，水平段采用斜拉筋分解工字钢荷载，垂直段采用挤扩预应力锚筋固定模板结构，挤扩预应力锚筋主要采用钻机成孔，将挤扩装置按自下而上次序在所设钢筋盘位进行挤扩、扩盘和增加锚固。
优选的，在步骤S4中，工字钢制作采用BIM软件电脑放样，由于工字钢为∩型结构，内外弧不等，根据大样气割工字钢外弧，弯折到要求弧度，采用胫板补焊，三榀∩型工字钢，依次放置在模板的上面，并位于管棚套管的下方。
优选的，在步骤S4中，孔口管和三榀工字钢采用连续几字型固定钢筋件焊接成整体，固定钢筋与孔口管焊接、18号工字钢采用双面焊接,焊缝长度大于5d。浇筑C25混凝土形成管棚固定墙空间支撑结构体系，稳定管棚施工，保证管棚的角度、间距及穿行路线。
优选的，在步骤S5中，注浆管安装的具体操作如下：设置管棚基地(包括空间及定位架)，水平钻孔，压入钢管(必须严格向钢管内或管周围土体注浆)，管棚支护条件下进行开挖，钻孔开始前,把钢管放在标准拱架上,测定钻孔孔位和钻机的中心,使两点一致,钢管应用U形螺栓与拱架加以固定。
优选的，在步骤S1中，管廊纵向同一横断面内的管棚接头数不大于50％，相邻钢管的接头至少需错开1m，钢管接头采用丝扣螺栓连接,丝扣长15cm，为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用2m钢管,以后每节均采用2m长钢管。
优选的，在步骤S1中，管棚施工先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管,检查注浆质量，在第一节无孔钢管上安装信号源，根据接收器和电脑绘制出行走路线是否偏移，对管棚钢管移动实施监控，每隔5m对正在钻进的钻孔及插入的钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。
优选的，在步骤S5中，套拱钢管连接注浆管的位置焊接闸阀和压力表：根据压力表的数据调整闸阀开关。闸阀和注浆管、套拱钢管采用螺纹丝扣连接，可周转使用，减小了套拱钢管断面，提高了气密性和安全压力值。
(三)有益效果
本发明提供了一种大截面管廊初期支护套拱施工方法。具备以下有益效果：该大截面管廊初期支护套拱施工方法，可保障横断面结构型式为平顶直墙内轮廓形式管廊暗挖管棚施工的稳定性，提高注浆管接口气密性，保证了管棚前进位置的准确、为后续施工提供了有力的保障，并为一衬支护提供了方向和指导作用，既减少工序、缩短了工期，又节约成本、很好的保证了施工的质量。
附图说明
图1为套拱平面示意图；
图2为套拱纵断面示意图；
图3为套拱横断面示意图；
图4为钢化管成孔示意图；
图5为图3中A处放大图。
图1-图4中：
1、18#工字钢；2、开挖轮廓线；3、套拱；4、第二道支撑；5、冠梁；6、围护灌注桩；7、支撑脚手架；8、ф108管棚；9、ф127孔口管；10、初期支护；11、二衬；12、三榀格栅钢架；13、C25砼套拱；14、直径22固定筋；15、直径25斜拉筋；16、直径10钩头螺栓；17、支扩预应力螺栓；18、信号发射器；19、闸阀；20、压力表；21、注浆管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，包括如下步骤：
一、套拱施工：管廊横断面结构型式为平顶直墙内轮廓形式，采用围护6、冠梁5、第二道支撑4、高压旋喷桩止水帷幕组成工作井的围护结构，经纬仪在坑壁掌子面上确定管棚8空间位置及定位架，在开挖轮廓线2以外，坑壁掌子面上定位开ф127孔口管9的孔，紧贴掌子面施作。套拱3内埋设三榀18号工字钢1，工字钢1与管棚孔口管9焊成整体。采用C25砼套拱13做管棚8固定墙.管棚8采用刚度大的Φ108mm，壁厚8mm钢管连续布设。为错缝布置，每节长3m和2m,钢管施工中根据结构埋深、地层土质、周围结构物状况等选择环向布设间距不小于40cm；倾角：平行与路线纵坡；方向:平行于路线中线。保证钢管施工误差：径向不大于20cm。
二、模板支护：模板支设施工，分水平段和垂直段，每段采用多层板支护，方木、钢管背楞，水平段采用直径25斜拉筋15分解工字钢1的荷载；侧模采用直径10钩头螺栓和工字钢2焊接加固；垂直段采用支扩预应力锚筋17固定模板结构，组成套拱3的支撑脚手架7。挤扩预应力锚筋主要采用钻机成孔，将挤扩装置按自下而上次序在所设钢筋盘位进行挤扩，扩盘，增加锚固。
三、工字钢制作安装：套拱3内三榀∩型18号工字钢1，依次放置在模板的上面，孔口管9的下方。
工字钢1制作采用BIM软件电脑放样，由于工字钢1为∩型结构，内外弧不等，根据大样气割工字钢1外弧，弯折到要求弧度，采用胫板补焊。
孔口管9和三榀工字钢1利用连续“几”字型直径22固定筋14焊接成整体。浇筑C25混凝土形成管棚8固定墙空间支撑结构体系即C25砼套拱13，稳定管棚8施工，保证管棚8的角度、间距及穿行路线。
四、注浆管安装：设置管棚8基地(包括空间及定位架)，水平钻孔，压入管棚8钢管，(必须严格钢管内及周围土体注浆)，管棚8及三榀格栅钢架12支撑体系形成初期支护10，在此条件下进行二衬11开挖。管棚8钻孔前,管棚钢管放在C25砼套拱13上,测定钻孔孔位和钻机的中心,使两点一致。
管廊纵向同一横断面内的管棚8钢管接头数不大于50％，相邻钢管的接头至少需错开1m。钢管接头采用丝扣螺纹连接,丝扣长15cm，为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用2m钢管,以后每节均采用2m长钢管。
管棚8施工应先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管,检查注浆质量。在第一节无孔钢管上安装信号发射器18，根据接收器和电脑绘制出行走路线是否偏移，对管棚8钢管移动实施监控。以防止弯曲并应每隔5m对正在钻进的钻孔及插入的钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。
C25砼套拱13内钢管连接注浆管的位置焊接闸阀19，安装压力表20：根据压力表20的数据调整闸阀19开关，闸阀19和注浆管21、套拱2钢管采用丝扣螺纹连接，可周转使用，减小了套拱3钢管断面，提高了气密性，为了防止钻孔中心因振动而偏移,钢管应用U形螺栓与临时拱架稍加固定。
综上所述，该大截面管廊初期支护套拱施工方法，可保障横断面结构型式为平顶直墙内轮廓形式管廊暗挖管棚施工的稳定性，提高注浆管接口气密性，保证了管棚前进位置的准确、为后续施工提供了有力的保障，并为一衬支护提供了方向和指导作用，既减少工序、缩短了工期，又节约成本、很好的保证了施工的质量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、套拱施工，采用混凝土套拱做管棚固定墙，套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作；
S2、在坑壁掌子面上定位开孔；
S3、模板支护施工；
S4、工字钢制作安装、套拱施工；
S5、安装注浆管。
2.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S1中，混凝土套拱的规格为C25混凝土套拱。
3.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S1中，管廊横断面结构型式为平顶直墙内轮廓形式，采用灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕组成工作井的围护结构，采用经纬仪在坑壁掌子面上确定管棚空间位置及定位架，采用刚度大的钢管连续布设，管棚钢管 壁厚8mm。
4.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S1中，相邻管棚每节长3m、2m错缝布置，施工中根据结构埋深、地层土质、周围结构物状况等选择环向布设间距不小于40cm，倾角为平行与路线纵坡，方向为平行于路线中线，钢管施工误差为径向不大于20cm。
5.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S3中，模板支护施工，分水平段和垂直段，每段采用多层板支护，方木、钢管背楞，侧模采用钩头螺栓和工字钢焊接加固，水平段采用斜拉筋分解工字钢荷载，垂直段采用挤扩预应力锚筋固定模板结构，挤扩预应力锚筋主要采用钻机成孔，将挤扩装置按自下而上次序在所设钢筋盘位进行挤扩、扩盘和增加锚固。
6.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S4中，工字钢制作采用BIM软件电脑放样，由于工字钢为∩型结构，内外弧不等，根据大样气割工字钢外弧，弯折到要求弧度，采用胫板补焊，三榀∩型工字钢，依次放置在模板的上面，并位于管棚套管的下方。
7.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S4中，孔口管和三榀工字钢采用连续几字型固定钢筋件焊接成整体，固定钢筋与孔口管焊接、18号工字钢采用双面焊接,焊缝长度大于5d。浇筑C25混凝土形成管棚固定墙空间支撑结构体系，稳定管棚施工，保证管棚的角度、间距及穿行路线。
8.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S5中，注浆管安装的具体操作如下：设置管棚基地(包括空间及定位架)，水平钻孔，压入钢管(必须严格向钢管内或管周围土体注浆)，管棚支护条件下进行开挖，钻孔开始前,把钢管放在标准拱架上,测定钻孔孔位和钻机的中心,使两点一致,钢管应用U形螺栓与拱架加以固定。
9.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S1中，管廊纵向同一横断面内的管棚接头数不大于50％，相邻钢管的接头至少需错开1m，钢管接头采用丝扣螺栓连接,丝扣长15cm，为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用2m钢管,以后每节均采用2m长钢管。
10.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S1中，管棚施工先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管,检查注浆质量，在第一节无孔钢管上安装信号源，根据接收器和电脑绘制出行走路线是否偏移，对管棚钢管移动实施监控，每隔5m对正在钻进的钻孔及插入的钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。
11.根据权利要求1所述的一种大截面管廊初期支护套拱施工方法，其特征在于：在步骤S5中，套拱钢管连接注浆管的位置焊接闸阀和压力表：根据压力表的数据调整闸阀开关。闸阀和注浆管、套拱钢管采用螺纹丝扣连接，可周转使用，减小了套拱钢管断面，提高了气密性和安全压力值。
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