CN110593308A - 一种上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法 - Google Patents

一种上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明还提供一种上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，该施工方法包括如下步骤：1)在管廊跨越运营地铁区域施做注浆锚管；2）在管廊上跨地铁区域两侧基坑边缘布置三轴水泥搅拌桩封堵墙；3)对地铁上跨运营地铁隧道部分进行微扰动注浆加固形成加固层；4)将基坑按照开挖顺序进行开挖，（5）施工结束。

Description

一种上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法
技术领域
本发明属于综合地下管廊上跨地铁施工领域，特别涉及一种上跨运营地铁地下综合管廊基坑分块分幅明挖反压结构及施工方法。
背景技术
随着经济的发展和社会进步，综合管廊相对于传统管线建设的优点越来越得到公众的认可，已成为21世纪城市现代化建设的热点和衡量城市建设现代化水平的标志之一。目前，我国城市地下综合管廊建设已进入高速发展时期。综合管廊建设过程中不可避免要上跨或下穿已有建筑物，此时为保证已有建筑物安全无法采用常规的工法桩或灌注桩等围护桩结构。另外，管廊基坑开挖过程可能造成地下已有建筑物上浮。
综上所述，上跨运营地铁地下综合管廊施工时具有地铁范围内无法打设围护桩，会对地下已有地铁线路造成扰动等特点，亟需通过改进技术解决这些问题。
发明内容
本发明还提供一种上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，该施工方法包括如下步骤：
1) 在管廊跨越运营地铁区域施做注浆锚管；
2）在管廊上跨地铁区域两侧基坑边缘布置三轴水泥搅拌桩封堵墙；
3) 对地铁上跨运营地铁1隧道部分进行微扰动注浆加固形成加固层；
4) 将基坑开挖区域划分为左半幅区域与右半幅区域，所述左半幅区域与右半幅区域沿管廊的长度延伸方向自前至后均被划分为前侧区域与后侧区域，所述前侧区域自前至后均依次被划分为多个小块区域与中块区域，所述的多个小块区域具有边侧小块区域以及中间位置小块区域，所述后侧区域自前侧至后侧均依次被划分为多个大块区域；
基于以上划分，基坑开挖的施工方法具体如下：
（a）首先对中间位置小块区域进行施工，具体的施工步骤：i）：开挖左半幅区域中间位置小块区域至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅中间位置小块区域至坑底设计高程；ii）：对中间位置小块区域左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：浇筑综合管廊底板；）待底板强度达到设计强度的40%后铺设预制块组合而成的预制板对基坑进行反压；
（b）对左半幅区域和与之对称的右半幅区域的中块区域进行施工，重复步骤i），ii），iii），在对中块区域进行施工的同时浇筑中间位置小块区域的管廊主体结构，待中块区域的底板达到设计强度40%，且小块区域管廊主体结构浇筑完成后，将小块区域底板上的预制板拆除并移动到中块区域进行反压，不足部分补充新的预制板；
（c）对左半幅区域和与之对称的右半幅区域的边侧小块区域进行施工，重复步骤i），ii），iii），在对边侧小块区域进行施工的同时浇筑中块区域的管廊主体结构，待边侧小块区域的底板达到设计强度40%，且中块区域管廊主体结构浇筑完成后，将中块区域底板上的预制板部分拆除并移动到边侧小块区域进行反压；
（d）对左半幅区域和与右半幅区域前侧的大块区域进行施工，重复步骤i），ii），iii），在对大块区域进行施工的同时浇筑边侧小块区域的管廊主体结构，待边侧大块区域的底板达到设计强度40%，且边侧小块区域管廊主体结构浇筑完成后，将中块区域和边侧小块区域底板上的预制板拆除并移动到大块区域进行反压，不足部分补充新的预制板；浇筑大块区域主体结构，待主体结构浇筑完成后撤除预制板。
（5）施做管廊主体结构防水并回填基坑，施工结束。
在本发明一些实施方式 ，所述的预制板包括至少一个预制块甲、至少一个预制块乙以及至少一个预制块丙，所述预制块甲、预制块乙以及预制块丙之间通过榫卯结构连接，根据需要预制板对管廊底板的压力为15~30kPa。
在本发明一些实施方式 ，所述预制块甲一侧设置榫槽；预制块乙一侧设置榫头，另一侧设置榫槽，预制块丙一侧设置榫头，三者可自由组合榫卯，形成需要的预制板。
在本发明一些实施方式 ，所述注浆锚管位于两地铁间土体时，埋深应与下部地铁埋深相同，注浆锚管位于地铁上方土体时，注浆锚管所形成锚固体，应与地铁保持1m以上间距。
在本发明一些实施方式 ，所述基坑左边半幅开挖区域从前至后依次被划分为3-2、3-1、1-1、1-2、2-1、2-2、4、5、6，所述基坑左半幅开挖区域从前至后依次被划分为3´-2、3´-1、1´-1、1´-2、2´-1、2´-2、4´、5´、6´；所述的3-2、3-1、1-1、1-2、2-1、2-2、4、5、6与3´-2、3´-1、1´-1、1´-2、2´-1、2´-2、4´、5´、6´一一左右对称排布。
在本发明一些实施方式 ，开挖顺序依次为1-1、1´-1、1-2、1´-2、2-1、2´-1、2-2、2´-2、3-1、3´-1、3-2、3´-2、4、4´、5、5´、6、6´。
在本发明一些实施方式 ，所述的1-1、1-2、1´-1、1´-2为中间位置小块区域，3-2、3-1、3´-2、3´-1为边侧小块区域，2-1、2´-1、2-2、2´-2为中块区域，4、5、6、4´、5´、6´为大块区域，
在本发明一些实施方式 ，所述注浆锚管为周身钻孔的中空钢管，顶部通过锚固板锚固在管廊主体结构的底板内。
在本发明一些实施方式 ，所述的预制块均设有吊环。
通过本施工方法，本发明还提供一种综合管廊。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)地铁隧道变形受控，运营安全有保障。通过纵向分块横向分幅节段施工，上一节段施工完成回填反压后方可进行下一节段施工，严格控制地铁上方土方卸载避免地铁隧道结构因基坑开挖上浮变形，有效的保证了地铁运营安全。
(2)管廊采用节段施工，节段施工长度短，便于混凝土料均匀布料同时多人进行振捣，极大地保证了管廊节段的浇筑质量。
(3)基坑采用放坡明挖施工，而不是传统的满堂加固、抗拔桩、抗浮板及围护工法桩等，边坡采用喷锚防护，基坑围护成本低，不需额外投入大型设备，施工简便，操作简单，总体施工造价低，经济效益好。
(4)采用明挖施工，无需进行水泥搅拌桩或灌注桩施工，大大减少了桩基施工废弃泥浆、施工用水、噪音等对环境的影响，轻型井点控制性降水可直接用于结构养护，循环利用水源，文明施工形象好，环保节能。
（5）分区域分块开挖减小开挖卸载引起的地铁变形，底板上通过预制块形成的预制板反压，进一步降低卸荷影响，防止基坑隆起。
附图说明
图1是地下管廊上跨运营地铁线路平面图；
图2是地下管廊上跨运营地铁线路剖面图；
图3是地下管廊剖面图；
图4是预制板平面图；
图5是预制板立面图；
其中，地铁1；管廊2；注浆锚管3；三轴水泥桩封堵墙14；喷射混凝土护面11；斜向拉锚杆12；预制板13；底板8；加固层9；锚固板10。
具体实施方式
以下结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本实施方式提供上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，该施工方法包括如下步骤，请参阅图3与图2；
1)制作注浆锚管3，采用100mm直径镀锌钢管制作注浆锚管3；注浆锚管3按照要求布置于管廊2穿越运营地铁1区域，注浆锚管3位于两地铁1隧道间土体时，埋深应与下部地铁1隧道埋深相同，注浆锚管3位于地铁1隧道上方土体时，注浆锚管3所形成锚固体，应与地铁1隧道保持1m以上间距，如图3所示。注浆锚管一方面可以通过其对地铁隧道进行注浆加固，另外一方面可以作为锚杆使用，锚固在管廊底板中，防止底板隆起上浮；
2) 在管廊上跨地铁区域两侧基坑边缘布置4，桩径850mm，桩与桩相互搭接，搭接宽度250mm，三轴旋喷桩封堵墙14布置方式详见图1、图2。封堵墙可以将上跨地铁隧道要开挖的基坑区域与其他区域隔离开，该区域施工与其他区域施工互不影响；
3)对管廊2上跨部位地铁1隧道进行微扰动注浆加固，形成加固层9，详见图2；注浆锚管穿过微扰动加固层与设置在基坑底部的锚固板（10）相连，通过锚固板将注浆锚管锚固在管廊底板内，为底板提供抗浮力；
4) 将基坑开挖区域划分为左半幅区域与右半幅区域，所述左半幅区域与右半幅区域区域沿管廊的长度延伸方向自前至后均被划分为前侧区域与后侧区域，所述前侧区域自前至后均依次被划分为多个小块区域与中块区域，所述的多个小块区域具有边侧小块区域以及中间位置小块区域，所述后侧区域自前侧至后侧均依次被划分为多个大块区域；本实施例将基坑左边半幅开挖区域从前至后依次被划分为3-2、3-1、1-1、1-2、2-1、2-2、4、5、6，所述基坑右半幅开挖区域从前至后依次被划分为3´-2、3´-1、1´-1、1´-2、2´-1、2´-2、4´、5´、6´；所述的3-2、3-1、1-1、1-2、2-1、2-2、4、5、6与3´-2、3´-1、1´-1、1´-2、2´-1、2´-2、4´、5´、6´一一左右两边对称排布；具体地，所述的1-1、1-2、1´-1、1´-2为中间位置小块区域，3-2、3-1、3´-2、3´-1为边侧小块区域，2-1、2´-1、2-2、2´-2为中块区域，4、5、6、4´、5´、6´为大块区域；
基于以上划分，施工具体步骤为：
（a）首先对中间位置小块区域进行施工，具体的施工步骤：i）：开挖左半幅区域中间位置小块区域1-1 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅中间位置小块区域1´-1至坑底设计高程，开挖左半幅区域中间位置小块区域1-2 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅中间位置小块区域1´-2至坑底设计高程；ii）：对中间位置小块区域左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：在中间位置小块区域浇筑综合管廊底板；）待底板强度达到设计强度的40%后铺设预制块组合而成的预制板对基坑进行反压。中间位置小块区域位于地铁上方，距离地铁距离较小，对地铁危害最大，通过将基坑分割成小块区域，逐个开挖小块区域，可以实现慢速局部卸载，减轻对地铁的影响。基坑左右两侧放坡喷锚可以保证基坑边坡稳定。底板强度达到40%就可铺设预制板来进行反压，防止地铁上浮，尽量减少卸载暴露的时间；预制板由预制块榫卯拼接而成，加荷的均匀性和稳定性较好，不会破坏底板；
（b）对左半幅区域和与之对称的右半幅区域的中块区域进行施工，施工步骤为：开挖左半幅区域中块区域2-1 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅中块区域2´-1至坑底设计高程，开挖左半幅区域中块区域2-2 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅中块区域2´-2至坑底设计高程；ii）：对中块区域左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：在中块区域浇筑综合管廊底板；）在对中块区域进行施工的同时浇筑中间位置小块区域的管廊主体结构，待中块区域的底板达到设计强度40%，且小块区域管廊主体结构浇筑完成后，将小块区域底板上的预制板拆除并移动到中块区域进行反压，不足部分补充新的预制板；按照该步骤施工使得施工具有较好的连续性，可以显著提高工效，快速完成施工，减少卸载暴露的时间。预制板可以及时通过铲车移动到新做好底板的区域，预制板移走前保证管廊主体结构已经浇筑好，通过主体结构对基坑进行压载，这时就可以移走预制板；
（c）对左半幅区域和与之对称的右半幅区域的边侧小块区域进行施工，施工步骤为：开挖左半幅区域边侧小块区域3-1 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅边侧小块区域3´-1至坑底设计高程，开挖左半幅区域边侧小块区域3-2 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅边侧小块区域3´-2至坑底设计高程；ii）：对边侧小块区域左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：在边侧小块区域浇筑综合管廊底板；）在对边侧小块区域进行施工的同时浇筑中块区域的管廊主体结构，待边侧小块区域的底板达到设计强度40%，且中块区域管廊主体结构浇筑完成后，将中块区域底板上的预制板部分拆除并移动到边侧小块区域进行反压；
（d）对左半幅区域和与右半幅区域前侧的大块区域4和4´进行施工，施工步骤为：开挖左半幅区域边侧小块区域4 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅边侧小块区域4´至坑底设计高程； ii）：对大块区域4和4´左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：在大块区域4和4´浇筑综合管廊底板；）在对大块区域4和4´进行施工的同时浇筑边侧小块区域的管廊主体结构，待大块区域4和4´的底板达到设计强度40%，且边侧小块区域管廊主体结构浇筑完成后，将边侧小块区域底板上的预制板拆除并移动到大块区域4和4´进行反压；
（e）对左半幅区域和与右半幅区域前侧的大块区域5和5´进行施工，施工步骤为：开挖左半幅区域边侧小块区域5 至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅边侧小块区域5´至坑底设计高程； ii）：对大块区域5和5´左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：在大块区域5和5´浇筑综合管廊底板；）在对大块区域5和5´进行施工的同时浇筑大块区域4和4´的管廊主体结构，待大块区域5和5´的底板达到设计强度40%，且大块区域4和4´管廊主体结构浇筑完成后，将大块区域4和4´底板上的预制板拆除并移动到大块区域5和5´进行反压；
综上所述，依照上述开挖顺序，如图1与图2所示，本实施例提供的开挖顺序依次为1-1、1´-1、1-2、1´-2、2-1、2´-1、2-2、2´-2、3-1、3´-1、3-2、3´-2、4、4´、5、5´、6、6´；
(5) 施做管廊主体结构防水并回填基坑，施工结束，获得上跨运营地铁线路的综合管廊。
具体，本实施例提供的预制板13分为三部分，根据需要预制板对管廊底板的压力为15~30kPa；预制板13上方均设置吊环，该吊环的设置方便主体结构浇筑完成后，撤去预制块并进行基坑回填；具体地，所述预制板13分为三部分，是可分为甲乙丙三部分的榫卯结构，参考图4与图5，所述预制块甲一侧设置榫槽，预制块乙一侧设置榫头，一头设置榫槽，预制块丙一侧设置榫头；三者可自由组合榫卯，如图4、图5所示，预制板13分为三部分，可按照实际需要相互嵌合安装,形成需要的预制板13；
基坑采用放坡明挖施工，而不是传统的满堂加固、抗拔桩、抗浮板及围护工法桩等，边坡采用喷锚防护，基坑围护成本低，不需额外投入大型设备，施工简便，操作简单，总体施工造价低，经济效益好。

Claims (10)

1.上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：
1) 在管廊跨越运营地铁区域施做注浆锚管；
2）在管廊上跨地铁区域两侧基坑边缘布置三轴水泥搅拌桩封堵墙；
3) 对地铁上跨运营地铁1隧道部分进行微扰动注浆加固形成加固层；
4) 将基坑开挖区域划分为左半幅区域与右半幅区域，所述左半幅区域与右半幅区域沿管廊的长度延伸方向自前至后均被划分为前侧区域与后侧区域，所述前侧区域自前至后均依次被划分为多个小块区域与中块区域，所述的多个小块区域具有边侧小块区域以及中间位置小块区域，所述后侧区域自前侧至后侧均依次被划分为多个大块区域；
基于以上划分，基坑开挖的施工方法具体如下：
（a）首先对中间位置小块区域进行施工，具体的施工步骤：i）：开挖左半幅区域中间位置小块区域至坑底设计高程，然后再开挖与之相对称的右半幅中间位置小块区域至坑底设计高程；ii）：对中间位置小块区域左右两侧边坡进行放坡处理，采用喷射混凝土护面并布设斜向拉锚杆；iii）：浇筑综合管廊底板；）待底板强度达到设计强度的40%后铺设预制块组合而成的预制板对基坑进行反压；
（b）对左半幅区域和与之对称的右半幅区域的中块区域进行施工，重复步骤i），ii），iii），在对中块区域进行施工的同时浇筑中间位置小块区域的管廊主体结构，待中块区域的底板达到设计强度40%，且小块区域管廊主体结构浇筑完成后，将小块区域底板上的预制板拆除并移动到中块区域进行反压，不足部分补充新的预制板；
（c）对左半幅区域和与之对称的右半幅区域的边侧小块区域进行施工，重复步骤i），ii），iii），在对边侧小块区域进行施工的同时浇筑中块区域的管廊主体结构，待边侧小块区域的底板达到设计强度40%，且中块区域管廊主体结构浇筑完成后，将中块区域底板上的预制板部分拆除并移动到边侧小块区域进行反压；
（d）对左半幅区域和与右半幅区域前侧的大块区域进行施工，重复步骤i），ii），iii），在对大块区域进行施工的同时浇筑边侧小块区域的管廊主体结构，待边侧大块区域的底板达到设计强度40%，且边侧小块区域管廊主体结构浇筑完成后，将中块区域和边侧小块区域底板上的预制板拆除并移动到大块区域进行反压，不足部分补充新的预制板；浇筑大块区域主体结构，待主体结构浇筑完成后撤除预制板。
2.（5）施做管廊主体结构防水并回填基坑，施工结束。
3.根据权利要求1所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述的预制板包括至少一个预制块甲、至少一个预制块乙以及至少一个预制块丙，所述预制块甲、预制块乙以及预制块丙之间通过榫卯结构连接，根据需要预制板对管廊底板的压力为15~30kPa。
4.根据权利要求2所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述预制块甲一侧设置榫槽；预制块乙一侧设置榫头，另一侧设置榫槽，预制块丙一侧设置榫头，三者可自由组合榫卯，形成需要的预制板。
5.根据权利要求1所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述注浆锚管位于两地铁间土体时，埋深应与下部地铁埋深相同，注浆锚管位于地铁上方土体时，注浆锚管所形成锚固体，应与地铁保持1m以上间距。
6.根据权利要求1所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述基坑左边半幅开挖区域从前至后依次被划分为3-2、3-1、1-1、1-2、2-1、2-2、4、5、6，所述基坑左半幅开挖区域从前至后依次被划分为3´-2、3´-1、1´-1、1´-2、2´-1、2´-2、4´、5´、6´；所述的3-2、3-1、1-1、1-2、2-1、2-2、4、5、6与3´-2、3´-1、1´-1、1´-2、2´-1、2´-2、4´、5´、6´一一左右对称排布。
7.根据权利要求5所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，开挖顺序依次为1-1、1´-1、1-2、1´-2、2-1、2´-1、2-2、2´-2、3-1、3´-1、3-2、3´-2、4、4´、5、5´、6、6´。
8.根据权利要求6所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述的1-1、1-2、1´-1、1´-2为中间位置小块区域，3-2、3-1、3´-2、3´-1为边侧小块区域，2-1、2´-1、2-2、2´-2为中块区域，4、5、6、4´、5´、6´为大块区域，
根据权利要求1所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述注浆锚管为周身钻孔的中空钢管，顶部通过锚固板锚固在管廊主体结构的底板内。
9.根据权利要求2所述的上跨运营地铁地下综合管廊基坑明挖反压施工方法，其特征在于，所述的预制块均设有吊环。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的施工方法获得的综合管廊。
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