CN111139869A - 一种开挖式高防水综合管廊结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种开挖式高防水综合管廊结构，其包括：支护组件，包括平行设置的两组支护板，所述支护板依次相连，在横向通过支撑件进行支撑；箱体组件，设置在所述两组支护板中间，包括若干依次相连的矩形综合箱体，所述综合箱体通过止水层连接成一体；基础组件，设置在所述综合箱体的下方，包括垫块和交错分布布置的管桩，所述垫块的上端与所述综合箱体的底部相连。本发明的有益效果：具有较好的抗渗效果，止水性能优异，同时还能防止发生偏心变形，减少综合管廊发生形变，有效防止综合管廊及地基发生不均匀沉降，此外，采用的一体化的施工可以有效提高工作效率，缩短工程的施工工期。

Description

一种开挖式高防水综合管廊结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是，涉及一种开挖式高防水综合管廊结构及其施工方法。

背景技术

综合管廊是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，采用综合管廊进行地下线路的统一管理具有重要的意义。在部分地下水丰富的城市，进行综合管廊设计时必定要解决地下水渗入的问题，防止对综合管廊内的线路造成伤害。尤其是设计在沿河、沿江分布的综合管廊，不仅要考虑地下水渗入问题，同时也要考虑综合管廊偏心变形、不均匀沉降问题。

目前综合管廊在城市中的建设主要通过先开挖基坑，然后通过现场浇筑或者预制构件填埋的方式完成综合管廊的施工。但是，基坑支护和综合管廊分开施工将使得综合管廊施工流程变得复杂。在综合管廊施工过程中，现场浇筑的综合管廊由于混凝土强度形成需要时间，这将会导致综合管廊的施工效率下降，同时，刚性的综合管廊在后期地面不均匀沉降的情况下容易出现裂缝，导致综合管廊的抗渗性能变差。采用预制式的综合管廊，接头处的防水抗渗问题将会变得更加突出。因此，有必要提出一种抗渗效果好、防止偏心变形、防止不均匀沉降、施工效率高的综合管廊结构。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有的沿江河地区的综合管廊出现的渗透漏水、易出现不均匀沉降和施工效率低的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的第一个技术问题为提供一种具有抗渗功能的综合管廊，有效降低综合管廊及地基的不均匀沉降。

本发明的所要解决的第二个技术问题为：综合管廊和基坑支护一体化施工，施工高，进而缩短工期提高工程效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种开挖式高防水综合管廊结构，包括，支护组件，包括平行设置的两组支护板，所述支护板依次相连，在横向通过支撑件进行支撑；箱体组件，设置在所述两组支护板中间，包括若干依次相连的矩形综合箱体，所述综合箱体通过止水层连接成一体；基础组件，设置在所述综合箱体的下方，包括垫块和交错分布布置的管桩，所述垫块的上端与所述综合箱体的底部相连。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述支护板在靠近所述综合箱体的一侧侧面上设置有连接孔，所述支撑件的两端分别固定设置有椭球，所述椭球嵌设在所述连接孔内形成球形连接。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述支撑件的中间可拆卸连接有千斤顶，所述千斤顶的两端分别与所述支撑件中的支撑杆相连。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：一侧的支护板侧壁上开设有预留孔，所述预留孔内设置有锚杆，所述锚杆倾斜设置，与所述支护板之间的倾斜角度为30°至60°，所述锚杆穿过所述预留孔并在靠近所述综合箱体的一端设置有扩大头。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述综合箱体的两端端面分别设有插入端和插口端，所述插入端和所述插口端相适配，所述止水层设置在所述综合箱体在两端外侧的四周，对所述综合箱体的两端端口进行封闭。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述支护板的内侧底部设置有斜坡面，在所述支护板上开设有若干沿竖直方向的通孔，在所述通孔底部设置有水刀和抽水管，所述水刀与所述支护板可拆卸连接，所述抽水管通过设置在所述通孔内的连接件与所述支护板相连。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述连接件沿竖直方向均匀分布，且数量应不低于2个，所述连接件包括圆环和沿所述圆环周向分布的若干连接块，所述圆环与所述连接块之间通过弹性件相连，所述圆环的内径与所述抽水管相适配。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述水刀和所述抽水管在所述通孔内依次交替设置。

作为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构一种优选方案，其中：所述管桩设置在所述综合箱体的下方，且在上端设置有散设的连接钢筋。

本发明采用上述综合管廊结构进行施工的方法，包括以下步骤：

S1：进行地质勘察，确定合理的施工方案；

S2：进行支护设计；

S3：将预制管桩打入地基持力层，形成竖向支撑；

S4：侧壁打入并进行内支撑布置；

S5：基坑开挖至锚杆位置；

S6：锚杆设置及安装；

S7：基坑开挖至坑底设计标高；

S8：桩头倒毛；

S9：综合管廊吊装；

S10：浇筑混凝土，并进行基坑回填。

本发明的有益效果：本发明提供的开挖式高防水综合管廊结构具有较好的抗渗效果，止水性能优异，同时还能防止发生偏心变形，减少综合管廊发生形变，有效防止综合管廊及地基发生不均匀沉降，此外，采用的一体化的施工可以有效提高工作效率，缩短工程的施工工期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构的剖面示意图；

图2为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构支护组件爆炸示意图和连接原理图；

图3为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构支护组件爆炸示意图；

图4为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构的综合箱体连接示意图；

图5为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构水刀和抽水管位置剖面示意图；

图6为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构连接件示意图；

图7为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构管桩分布示意图；

图8为本发明所述的开挖式高防水综合管廊结构整体示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1至图8，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种开挖式高防水综合管廊结构，如图1，一种开挖式高防水综合管廊结构，其包括:支护组件100，主要用以对综合箱体201进行支撑防护，包括平行设置的两组支护板101，支护板101之间依次相连形成一体，支护板101下端伸入至土层中，两排平行设置支护板101之间存在一定距离空间，在横向通过支撑件102进行横向支撑，使得支护板101不会发生倾覆。

箱体组件200，设置在两组支护板101之间的空间内，包括若干依次相连的矩形综合箱体201，综合箱体201为半预制装配管廊，其截面为矩形，主要用于搁置相关工程管线，即存在不同的分区，将相关管道如下水管道、光纤电缆置于其中形成功能分区，综合箱体201通过止水层202连接成一体，即两个综合箱体201的两端通过止水层202进行封闭处理，基础组件300，设置在所述综合箱体201的下方，主要用于对综合箱体201提供竖向支撑，包括垫块301和交错分布布置的管桩302，管桩302打入地基中持力层，所述垫块301的上端与所述综合箱体201的底部相连，通过垫块301将综合箱体201进行垫高，可以起到防水的功能，避免出现不均匀沉降。

具体的，如图2所示，在支护板101靠近综合箱体201的一侧侧面上部设置有连接孔101a，平行设置的两组支护板101上均设有连接孔101a，且两组支护板101上的连接孔101a位于同于水平线上，在两个支护板101之间设置的支撑件102的两端分别与连接孔101a相连，支撑件102的两端分别固定有椭球102a，椭球102a嵌设在连接孔101a内，即椭球102a可以在连接孔101a内发生相对转动而不会从连接孔101a内脱落，如图2所示，椭球102a的半径大于连接孔101a的半径，两者形成球形连接，在支撑杆102的中部可拆卸连接有千斤顶102b，千斤顶102b的伸缩会对两组支护板101之间的位置进行调节，在支护板101发生向内（即朝向综合箱体201的方向）相对侧翻倾斜时，会对支护板101起到支撑的作用使其保持竖直状态，即千斤顶102b推动支撑杆102c使支护板101保持所需的位置形态，当一侧的支护板101受到千斤顶102b的左右进行向外运动（由于支护板101的外侧为土层，故两组支护板101在中间土层进行开挖时总是存在向内的运动倾倒趋势），由于支撑件102为刚性组件无法发生弹性形变，因此另一侧的支护板101也会相对的有向外运动的趋势进而实现两侧支护板101的支撑，工作完成后还可以将千斤顶102b拆除，用其他杆件连接在支撑杆102上形成相对固定。

另一方面，由于综合管廊沿江河铺设时，远离江河的一侧需要进行锚定，即通过锚杆对支护组件100进行固定，具体的，在远离江河一侧的支护板101中部开设有预留孔101b，如图2和图3所示，预留孔101b为倾斜设置的通孔，沿直线均匀分布有若干，即最少设置有2个，在预留孔101b内设置有锚杆101c，同样的，由于预留孔101b倾斜设置，锚杆101c沿预留孔101c方向开设，即锚杆101c与支护板101之间存在30°到60°的倾斜角，锚杆101c可以对支护组件100进行加固，锚杆101c为伸入土层的受拉构件，其一端伸入到土层，另一端穿过预留孔101b并在靠近综合箱体201一端的端口设有扩大头101c-1，锚杆101c的自由段将锚杆头处的拉力传至锚固体（土层）的区域，即相对增加土层的粘聚力和内摩擦角，使得构件更加稳固避免发生倾覆，扩大头101c-1即在端部截面变大，即增加承载面进而提升承载力。

此外，对于综合箱体201来说，其为半预制装配管廊，即在建构综合管廊时，将若干综合箱体201依次相连对接，在地下复杂的地质条件下，在综合箱体201的两侧连接端口容易发生水渗透到综合箱体201中，因此，在综合箱体201的两端端面分别设有插入端201a和插口端201b，插入端201a和插口端201b相适配，插入端201a沿综合箱体201的一端端面内侧四周分布有凸块，插口端201b为在综合箱体201的另一端端面内侧四周的凹槽，在两个综合箱体201进行对接连接时，后侧综合箱体201的插入端201a会插入至前侧综合箱体201的插口端201b，以此形成闭合构成第一道防水，另外还可以检测对接是否精准，防止综合箱体出现移位、不均匀沉降，进一步的，在两个综合箱体201的接口处有止水层202，止水层202设置沿端面截面的外侧四周进行分布，止水层202即为第二道防水，后续还对综合箱体201的四周进行浇筑混凝土形成第三道防水，如图4所示，为与综合箱体201截面相适应的矩形环状结构，止水层202一方面起到止水的作用，防止水沿对接缝口进入综合箱体201内，另一方面，止水层202对综合箱体201的两端端口进行封闭，经综合箱体201连接成一个整体。

更进一步的，由于需要将支护板101伸入至土层中，在施工时会受到土层较大的摩擦力，因此在吊装支护板101时，一方面从上部需要施加一定的作用力，另一方面还需减少支护板101底部受到的摩擦阻力，具体的，支护板101的内侧底部设置有斜坡面101d，即支护板101的底部截面为三角形，相较于矩形结构，其受到的摩擦力更小，可以使得支护板101顺利进入土层且不影响支护板101的支撑防护功能，如图5所示，在支护板101上开设有若干沿竖直方向的通孔101e，在通孔101e底部设置有水刀103和抽水管104，水刀103为高压水刀，其喷射的高压水体可以“切割”位于支护板101下部的土层，降低其土层粘聚力和支护板101受到的土层摩擦力，使得支护板101的安装更加快捷迅速，水刀103与支护板101可拆卸连接，在支护板101固定至标高位置时将其取出，不影响施工的其他工序，抽水管104通过设置在通孔101e内的连接件105与支护板101建立连接，在水刀103工作时，会产生大量的泥水积淤需要及时排出，在通孔101e内的抽水管104在电机的驱动下将积水排除，由于抽水管104为软管易发生形变，且抽水管104的尺寸半径远小于通孔101e的尺寸半径，因此难以对其进行固定，如图6所示，在通孔101e内沿竖直方向均匀分布有连接件105，连接件105主要用于对抽水管104进行固定，数量应不低于2个，具体的，如图5和图6所示，连接件105包括圆环105a和沿圆环105a周向分布的若干连接块105b，圆环105a与连接块105b之间通过弹性件105c相连，圆环105a的内径与抽水管104相适配，即抽水管104置于圆环105a的内侧，连接块105b的外侧与通孔101e的内侧壁相抵触，弹性件105c为弹簧，其始终保持受压的状态，即对有连接块105b始终存在向外的弹性作用力，使得连接件105始终相对固定在通孔101e内，同样的连接块105可以进行拆卸，使用完毕后直接将其拉出即可，应当说明的是，水刀103与抽水管104在通孔101e内的分布应当适宜，在通孔101e内依次交替分布，既能使得支护板101快速进入指定标高位置，同时能将积水顺利排出，不造成其他影响。

对于管桩302来说，其设置在综合箱体201的底部，为综合箱体201提供竖向支撑，管桩302为预制管桩，在提供所需的竖向支撑力的条件下，为提供减少桩基础的使用量，如图7和图8所示，管桩302分列在多线上，即管桩302按照“W”形分布，即进行依次交替分布设定，在管桩302的顶部散设有来连接钢筋，连接钢筋存在部分弯折，在浇筑混凝土后可以增加与混凝土的连接力，使整体结构更加稳定。

实施例2

参照图1至图8，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：

本发明采用上述综合管廊结构进行施工的方法，包括以下步骤：

S1：进行地质勘察，确定合理的施工方案；

S2：进行支护设计；

S3：将预制管桩打入地基持力层，形成竖向支撑；

S4：侧壁打入并进行内支撑布置；

S5：基坑开挖至锚杆位置；

S6：锚杆设置及安装；

S7：基坑开挖至坑底设计标高；

S8：桩头倒毛；

S9：综合管廊吊装；

S10：浇筑混凝土，并进行基坑回填。

其中，对于地质进行勘察时，应当基于当地的水文地址条件和相关设计规范，合理选择施工方案，对于支护设计应当考虑当地天气及自然条件，进行竖向支撑施工时，可以采用静力压桩机将预制管桩压至地基持力层，并进行适当振动，随后将支护板打入至标高位置进行内支撑的布置，在对基坑进行开挖时，根据地基条件不同合理选取开挖方法，采取分次开挖对基坑进行开挖，挖至锚杆指定位置，随后进行锚杆的设置及安装，随后再进行后续开挖，及挖至基坑底部设计标高，在对桩头进行倒毛处理即对桩头进行清理并将连接钢筋进行弯折处理后，对综合管廊进行吊装，随后进行浇筑混凝土，对于混凝土的选取，可以采用建筑垃圾制的强度较低的混凝土，在满足流动性的条件下即最低强度大于20Mpa时，可以选用该类混凝土，环保节能，最后进行基坑回填，选用合适的土质，两侧对称回填，分层填筑，并进行分层夯实。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：包括，

支护组件（100），包括平行设置的两组支护板（101），所述支护板（101）依次相连，在横向通过支撑件（102）进行支撑；

箱体组件（200），设置在所述两组支护板（101）中间，包括若干依次相连的矩形综合箱体（201），所述综合箱体（201）通过止水层（202）连接成一体；

基础组件（300），设置在所述综合箱体（201）的下方，包括垫块（301）和交错分布布置的管桩（302），所述垫块（301）的上端与所述综合箱体（201）的底部相连。

2.如权利要求1所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述支护板（101）在靠近所述综合箱体（201）的一侧侧面上设置有连接孔（101a），所述支撑件（102）的两端分别固定设置有椭球（102a），所述椭球（102a）嵌设在所述连接孔（101a）内形成球形连接。

3.如权利要求1或2所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述支撑件（102）的中间可拆卸连接有千斤顶（102b），所述千斤顶（102b）的两端分别与所述支撑件（102）中的支撑杆（102c）相连。

4.如权利要求3所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：一侧的支护板（101）侧壁上开设有预留孔（101b），所述预留孔（101b）内设置有锚杆（101c），所述锚杆（101c）倾斜设置，与所述支护板（101）之间的倾斜角度为30°至60°，所述锚杆（101c）穿过所述预留孔（101b）并在靠近所述综合箱体（201）的一端设置有扩大头（101c-1）。

5.如权利要求1、2或4任一所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述综合箱体（201）的两端端面分别设有插入端（201a）和插口端（201b），所述插入端（201a）和所述插口端（201b）相适配，所述止水层（202）设置在所述综合箱体（201）在两端外侧的四周，对所述综合箱体（201）的两端端口进行封闭。

6.如权利要求5所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述支护板（101）的内侧底部设置有斜坡面（101d），在所述支护板（101）上开设有若干沿竖直方向的通孔（101e），在所述通孔（101e）底部分别设置有水刀（103）和抽水管（104），所述水刀（103）与所述支护板（101）可拆卸连接，所述抽水管（104）通过设置在所述通孔（101e）内的连接件（105）与所述支护板（101）相连。

7.如权利要求6所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述连接件（105）沿竖直方向均匀分布，且数量应不低于2个，所述连接件（105）包括圆环（105a）和沿所述圆环（105a）周向分布的若干连接块（105b），所述圆环（105a）与所述连接块（105b）之间通过弹性件（105c）相连，所述圆环（105a）的内径与所述抽水管（104）相适配。

8.如权利要求6或7所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述水刀（103）和所述抽水管（104）在所述通孔（101e）内依次交替设置。

9.如权利要求8所述的开挖式高防水综合管廊结构，其特征在于：所述管桩（302）设置在所述综合箱体（201）的下方，并进行依次交替分设，在上端设置有散设的连接钢筋。

10.一种开挖式高防水综合管廊结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：进行地质勘察，确定合理的施工方案；

S2：进行支护设计；

S3：将预制管桩打入地基持力层，形成竖向支撑；

S4：侧壁打入并进行内支撑布置；

S5：基坑开挖至锚杆位置；

S6：锚杆设置及安装；

S7：基坑开挖至坑底设计标高；

S8：桩头倒毛；

S9：综合管廊吊装；

S10：浇筑混凝土，并进行基坑回填。

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