CN110318419A - 下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，包括如下施工步骤：S1、工作井围护结构采用灌注桩和双重管止水帷幕咬合支护施工；S2、管棚支护；S3、一衬门洞支护及施工；S4、回填注浆；本发明的施工方法，简单、有效、可保障下穿式管廊一衬门洞支护施工的稳定性和上部土体的承载力，既减少工序、缩短工期、节约成本，又可保证质量；注浆压力介于0.3～0.4Mpa之间，此压力区间正好可以克服管道阻力和土体与门洞支护之间空隙阻力，避免压力过高引起初期支护变形。

Description

下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法

技术领域

本发明属土木工程建筑施工领域，尤其是涉及下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，是初期支护施工的关键基础。

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也越来越多。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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、有效、可保障大截面多仓管廊暗挖工作中一衬门洞支护的施工方法，既减少工序、缩短工期、节约成本，又可保证质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：包括如下施工步骤：

S1、工作井围护结构采用灌注桩和双重管止水帷幕咬合支护施工；

S2、管棚支护；

S3、一衬门洞支护及施工；

S4、回填注浆。

优选的，S1步骤具体为：

S11、按ф600@450制作高压旋喷桩止水帷幕，水泥掺量为30％；

S12、待混凝土初凝后，按ф800@1300制作灌注桩，成孔后下钢筋笼浇筑，灌注桩整体浇筑形成整体咬合桩；

S13、重复S11-S12步骤，依次成桩，使支护桩连成整体；

S14、灌注桩顶混凝土破除后，桩顶钢筋锚入冠梁深度不小于650mm；

S15、围檩置于灌注桩的托架上。

优选的，采用高压旋喷桩止水帷幕和灌注桩部分重叠一同浇筑结合成一个整体，成为咬合桩。

优选的，S15中围檩由双拼400*408H型钢制成，双层八字角撑采用ф609×16mm钢管制成，钢支撑一端固定一端活动连接并施加预应力。

优选的，S2步骤具体为：土方开挖后，在工作井四周挂网并喷浆，待一衬管棚支护施工完成后，开始一衬门洞的施工。

优选的，S3步骤具体为：

S31、门洞开凿采用分仓分步开凿方法，分三仓六步开凿，各仓采用环形开凿，先进行中间仓的开凿和支护，在中间仓开凿支护完成2～3m高后进行左侧仓和右侧仓的开凿，开凿高度控制在2～3m之间，每仓分上下两步进行，每步开凿后及时实施支护；

S32、开凿时按门洞尺寸破除对应位置的灌注桩，对于灌注桩采用先静态爆破预裂，后人工用风镐进行破除的方式完成，割除桩体钢筋笼，将桩身主筋与洞门钢格栅支撑焊接；桩身主筋做为钢格栅支撑及模板上吊下撑的着立点，洞门并排安装3榀钢格栅作为加强环，并打入超前注浆管和连接吊筋焊接牢固,3榀钢格栅封闭成环，采用钢支撑分舱进行临时支撑；洞门顶部钢格栅下设模板，支撑筋固定。钢格栅支撑及钢支撑喷射混凝土包覆；

S33、在拱脚处安设锁角锚杆，多跨门洞支护体系连接成连续多跨的空间结构体系，被截断的灌注桩预留桩钢筋均锚入连续多跨的空间结构体系并固定牢固后喷射砼形成稳定的连续多跨一衬门洞空间支撑结构体系。

优选的，S32中每榀钢格栅采用冷弯钢筋分段制作，每段由主筋、箍筋、弯起筋、内部斜支撑、端头角钢螺栓连接头焊接组成。

优选的，S4步骤包括：

S41、每跨开挖支护完成后，根据渗透情况对预先埋设的回填注浆管进行回填注浆施工，拱顶环向埋设回填注浆管，均采用预埋方式布管；

S42、背后注浆采用水泥浆液，在拱顶注浆处注浆泵的压力介于0.3～0.4Mpa之间，注浆由低处向高处，由无水处向有水处依次压注。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的施工方法，简单、有效、可保障下穿式管廊一衬门洞支护施工的稳定性和上部土体的承载力，既减少工序、缩短工期、节约成本，又可保证质量；

2、注浆压力介于0.3～0.4Mpa之间，此压力区间正好可以克服管道阻力和土体与门洞支护之间空隙阻力，避免压力过高引起初期支护变形；

3、注浆由低处向高处，由无水处向有水处依次压注，以利充填密实，避免浆液被水稀释离析。

附图说明

图1：灌注桩和双重管止水帷幕咬合支护施工示意图；

图2：A处局部放大图；

图3：B-B向视图；

图4：C-C向视图；

图5：格栅结构示意图；

图6：格栅剖视图；

图7：门洞开凿顺序示意图；

图8：门洞顶格栅安装图。

图中：1、灌注桩；2、高压旋喷桩；3、冠梁；4、双层八字角撑；5、多仓综合管廊；6、暗河；7、钢格栅支撑；8、钢支撑；8-1、工字钢(120b)；8-2、钢板连接头；9、角钢螺栓连接头；10、门洞外轮廓线；11、锁角锚杆；12、桩身主筋；13、连接吊筋；14、模板；15、支撑筋；16、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1-8所示，本发明提供实施例：

下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，避开暗河6，包括如下施工步骤：

S1、工作井围护结构采用灌注桩和双重管止水帷幕咬合支护施工：

S11、为保证一衬门洞周圈土体的稳固和承载力及防水性，按ф600@450先施工双重管的高压旋喷桩2止水帷幕，水泥掺量为30％，水灰比为1:1，喷溅压力不低于20MPa,提升速度15cm/min；

S12、待混凝土初凝后，按ф800@1300制作灌注桩1，成孔后下钢筋笼浇筑，灌注桩1整体浇筑形成一个整体的咬合桩；

S13、重复S11-S12步骤，依次成桩，使支护桩连成整体；

S14、灌注桩1顶混凝土破除后，桩顶钢筋锚入冠梁3深度不小于650mm；

S15、围檩置于灌注桩1的托架上，破除咬合桩桩头混凝土，灌注桩1桩头钢筋锚入冠梁3内部650mm和冠梁3(宽×高＝1000mm×800mm)一同浇筑C30混凝土，增加了咬合桩的整体性，围檩采用双拼400×408H型钢，双层八字角撑4采用ф609×16钢管顶撑于围檩上,双层八字角撑4施加的预应力为50KN。

S2、管棚支护：

土方开挖后，在工作井四周挂网并喷浆，待一衬管棚支护施工完成后，开始一衬门洞的施工。门洞拱顶部300mm处设Φ108管棚超前支护，管棚管间距0.4m。管棚坡度同线路纵坡。管棚间插打双层小导管，长3.5m，间距0.4m。采用全断面注浆进行超前预加固。

S3、一衬门洞支护及施工；

一衬门洞支护采用环形联合吊梁支护空间体系，以弹性地基上的框架结构建立模型，采用MIDAS GTS/NX2015为计算程序，选用施工范围内的最不利工况。钢格栅支撑7为骨架，喷射C25早强混凝土，内设20b工字钢的钢支撑8,每榀支撑间距65cm共三榀。开挖门洞外轮廓线10周边外1.5m內的地层采用MC活性粒子材料+普通水泥进行超前预加固。

一衬破桩开洞门→架设钢格栅支撑7拱架和临时钢支撑8→网喷C25混凝土，依次施工破桩开挖，预留灌注桩1钢筋与格栅钢架7焊接封闭成一体。

S31、由于多仓综合管廊5截面较大，门洞开凿采用分仓分步开凿方法，分三仓六步开凿，各仓采用环形开凿，先进行中间仓的开凿和支护，在中间仓开凿支护完成2～3m高后进行左侧仓和右侧仓的开凿，开凿高度控制在2～3m之间，每仓分上下两步进行，每步开凿后及时实施支护；

S32、开凿时按门洞尺寸破除对应位置的灌注桩1，对于灌注桩1采用先静态爆破预裂，后人工用风镐进行破除的方式完成，割除桩体钢筋笼，将桩身主筋12的长度与洞门钢格栅支撑7焊接；安装中间仓①两侧工字钢支撑8，由于门洞高不低于5.16m,考虑施工安全，20b工字型的钢支撑8分成两段，每段均为120b工字钢81和端头焊接钢板连接头82，两端在82处采用螺栓连接，便于拆卸，形成整体支护，为防止开凿中部、下部时，一衬门洞拱顶产生过多沉陷，桩身主筋12做为钢格栅支撑7及模板上吊下撑的着立点，洞门并排安装3榀钢格栅作为加强环，并打入超前注浆管16和连接吊筋13焊接牢固,3榀钢格栅封闭成环，采用钢支撑8分舱进行临时支撑；洞门顶部钢格栅下设模板14，支撑筋15固定。钢格栅支撑7及钢支撑8喷射混凝土包覆；

S33、在拱脚处安设锁角锚杆11，多跨门洞支护体系连接成连续多跨的空间结构体系，被截断的灌注桩1预留桩钢筋均锚入连续多跨的空间结构体系并固定牢固后喷射砼形成稳定的连续多跨一衬门洞空间支撑结构体系。

门洞施工顺序：开挖①-上→支护顶部的钢格栅支撑并预埋注浆管16→两侧设临时钢支撑8→开挖①-下→安装两侧工字钢支撑8→支护底部的格栅并预埋注浆管16→喷射早强混凝土→开挖②-上→支护并焊接顶部的格栅并预埋注浆管16→边墙上步支护钢格栅支撑并预埋注浆管16→边墙上下步分界处打入锁角锚杆11→开挖②-下→边墙下步支护钢格栅支撑并预埋注浆管16→支护焊接底部的钢格栅支撑7并预埋注浆管16→喷射早强混凝土→开挖③-上→支护并焊接顶部的钢格栅支撑7并预埋注浆管16→边墙上步支护钢格栅支撑7并预注浆导管16→边墙上下步分界处打入锁角锚杆11→开挖③-下→边墙下步支护钢格栅支撑7并预埋注浆管16→支护焊接底部的钢格栅支撑7并预埋注浆管→喷射早强混凝土。

连续多跨钢格栅支撑制作及安装，每榀钢格栅支撑7采用冷弯钢筋分段制作，共分16段，每段由主筋、箍筋、弯起筋、内部斜支撑、端头8#角钢L10焊接组成。每段两端焊接角钢螺栓连接头9，角钢上开2个螺栓孔。各节组装时采用螺栓连接。接头连接尺寸统一，每榀可以互换。钢格栅两侧对称焊接成型，钢架主筋中心与轴线重合。

钢格栅支撑安装：

每榀钢格栅支撑7制作完后，安装前各段试拼装。

根据开挖部位分段安装钢格栅支撑7，每段格栅采用上吊下撑的方式安装，灌注桩主筋12锚入钢格栅支撑7内；Φ25吊筋13和12焊接，固定钢格栅支撑7；为防止喷射混凝土滑落，钢格栅支撑7下部采用18mm厚模板14封闭；模板采用Φ25模板支撑筋15支撑，Φ25模板支撑筋15，一端锚入土体，一端互相焊接组成受力三角架。钢格栅支撑7内预埋注浆管16，然后在钢格栅支撑7、土层部位用早强砼喷密实。

在侧墙每榀格栅7每段节点处，设置1根锁脚锚杆11，以稳定格栅钢架。

S4、回填注浆：

每跨门洞开挖支护完成后，根据渗透情况对预先埋设的回填注浆管16进行回填注浆施工。

每段拱顶环向埋设3根回填注浆管，注浆管采用φ32普通焊接钢管，管长约为0.6m，均采用预埋方式布管。背后注浆采用水泥浆液。水泥浆浓度为水泥：水＝1.25：1～1.5：1。注浆压力不宜过高，只要能克服管道阻力和土体与门洞支护之间空隙阻力即可，压力过高易引起门洞支护变形。采用注浆泵注浆时，紧接在拱顶注浆处的压力宜控制在0.3～0.4Mpa，不得超过0.5Mpa。注浆应由低处向高处，由无水处向有水处依次压注，以利充填密实，避免浆液被水稀释离析。

本发明所提出的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，可保障连续多跨门洞的施工稳定性和上部土体的承载力，提高门洞周圈的防水效果，简单、有效、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。

通过上述具体实施方式可知本发明所采用技术方案的技术效果是：

1、本发明的施工方法，简单、有效、可保障下穿式管廊一衬门洞支护施工的稳定性和上部土体的承载力，既减少工序、缩短工期、节约成本，又可保证质量；

2、注浆压力介于0.3～0.4Mpa之间，此压力区间正好可以克服管道阻力和土体与门洞支护之间空隙阻力，避免压力过高引起初期支护变形；

3、注浆由低处向高处，由无水处向有水处依次压注，以利充填密实，避免浆液被水稀释离析。

Claims (8)

1.下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：包括如下施工步骤：

S1、工作井围护结构采用灌注桩和双重管止水帷幕咬合支护施工；

S2、管棚支护；

S3、一衬门洞支护及施工；

S4、回填注浆。

2.根据权利要求1所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：S1步骤具体为：

S11、按ф600@450制作高压旋喷桩(2)止水帷幕，水泥掺量为30％；

S12、待混凝土初凝后，按ф800@1300制作灌注桩(1)，成孔后下钢筋笼浇筑，灌注桩(1)整体浇筑形成整体咬合桩；

S13、重复S11-S12步骤，依次成桩，使支护桩连成整体；

S14、灌注桩(1)顶混凝土破除后，桩顶钢筋锚入冠梁(3)深度不小于650mm；

S15、围檩置于灌注桩(1)的托架上。

3.根据权利要求2所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：采用高压旋喷桩止水帷幕和灌注桩部分重叠一同浇筑结合成一个整体，成为咬合桩。

4.根据权利要求2所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：S15中围檩由双拼400*408H型钢制成，双层八字角撑(4)采用ф609×16mm钢管制成，钢支撑一端固定一端活动连接并施加预应力。

5.根据权利要求1所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：S2步骤具体为：土方开挖后，在工作井四周挂网并喷浆，待一衬管棚支护施工完成后，开始一衬门洞的施工。

6.根据权利要求1所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：S3步骤具体为：

S31、门洞开凿采用分仓分步开凿方法，分三仓六步开凿，各仓采用环形开凿，先进行中间仓的开凿和支护，在中间仓开凿支护完成2～3m高后进行左侧仓和右侧仓的开凿，开凿高度控制在2～3m之间，每仓分上下两步进行，每步开凿后及时实施支护；

S32、开凿时按门洞尺寸破除对应位置的灌注桩(1)，对于灌注桩(1)采用先静态爆破预裂，后人工用风镐进行破除的方式完成，割除桩体钢筋笼，将桩身主筋(12)与洞门钢格栅支撑(7)焊接；桩身主筋(12)做为钢格栅支撑(7)及模板上吊下撑的着立点，洞门并排安装3榀钢格栅作为加强环，并打入超前注浆管(16)和连接吊筋(13)焊接牢固,3榀钢格栅封闭成环，采用钢支撑(8)分舱进行临时支撑；洞门顶部钢格栅下设模板(14)，支撑筋(15)固定，钢格栅支撑(7)及钢支撑(8)喷射混凝土包覆；

S33、在拱脚处安设锁角锚杆(11)，多跨门洞支护体系连接成连续多跨的空间结构体系，被截断的灌注桩(1)预留桩钢筋均锚入连续多跨的空间结构体系并固定牢固后喷射砼形成稳定的连续多跨一衬门洞空间支撑结构体系。

7.根据权利要求6所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：S32中每榀钢格栅采用冷弯钢筋分段制作，每段由主筋、箍筋、弯起筋、内部斜支撑、端头角钢螺栓连接头(9)焊接组成。

8.根据权利要求1所述的下穿式管廊一衬门洞支护的施工方法，其特征在于：S4步骤包括：

S41、每跨开挖支护完成后，根据渗透情况对预先埋设的回填注浆管进行回填注浆施工，拱顶环向埋设回填注浆管(16)，均采用预埋方式布管；

S42、背后注浆采用水泥浆液，在拱顶注浆处注浆泵的压力介于0.3～0.4Mpa之间，注浆由低处向高处，由无水处向有水处依次压注。