CN111287309A - 一种地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁区间分离式废水泵房结构，包括隧道最低点处的钢管片衬砌，所述钢管片外周土体进行注浆加固，钢管片的下部预留有顶进孔，所述钢管片内可拆安装有钢支架，所述钢支架上设有顶进结构，所述顶进结构包括匹配设在所述顶进孔处的顶管和驱动所述顶管从顶进孔进入钢管片下部的驱动机构，所述驱动机构与顶管之间还设置有管节，收缩所述驱动机构以拼接所述管节。利用本发明的地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法在每条区间隧道最低点的钢管片的底部设置一个废水泵房,其空间较小,避免现有技术中废水泵房体积大、人工开挖容易发生涌水涌砂、地基失稳风险的缺点。

Description

一种地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及地铁区间隧道工程技术领域，具体涉及一种地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法。

背景技术

为了收集地铁区间隧道渗漏水和消防废水，需在区间隧道最低点设置废水泵房。废水泵房主要由集水池、排水泵及压力排水管路组成。由于地铁盾构区间轨道的高度为760mm左右，并采用钢筋混凝土整体道床，轨下空间及高度有限，在盾构隧道断面内布置废水泵房困难。现有技术中普通地铁区间废水泵房采用与联络通道合建方式，即在联络通道下方挖掘布置，再施作钢筋混凝土底板及侧墙，废水从道床排水沟经预埋钢管流向集水池，然后经排水泵提升后排出。这种地铁区间废水泵房，由于两条地铁区间隧道的废水均排入该废水泵房内，因此废水泵房的容积要求较大，其相应的开挖范围和深度也较大，施工过程中易发生涌水涌砂、地基失稳风险；另外，废水泵房排水管通常设置在联络通道结构外侧，排水管需从钢管片穿过地层进入泵房内，排水管施工时易发生涌水涌砂风险；此外，现有技术中，用于收集区间废水的废水泵房与用于区间疏散的联络通道合建，因废水泵房必须设置在区间最低点处，因此也极大限制了联络通道的位置选择，有时甚至因此而多设联络通道以满足区间疏散要求，造成工程浪费。因此，需要一种施工效率高、安全可靠、经济合理的地铁区间废水泵房结构。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够避免施工过程中的涌水涌砂、地基失稳风险，且将区间废水收集功能与区间疏散功能分离的地铁区间分离式废水泵房结构；本发明的另外一个目的还在于提供一种地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种地铁区间分离式废水泵房结构，包括隧道钢管片衬砌，所述钢管片外周土体进行注浆加固，钢管片的下部预留有顶进孔，所述钢管内可拆安装有支架，所述支架上设有顶进结构，所述顶进结构包括匹配设在所述顶进孔处的顶管和驱动所述顶管从顶进孔进入钢管片下部的驱动机构，所述驱动机构与顶管之间还设置有管节，收缩所述驱动机构以拼接所述管节。

作为优选方案，所述支架上水平布置有反力座，所述驱动机构为四个对称布置的油缸及四个对称布置的千斤顶，所述顶管的顶部设有顶铁，所述千斤顶的伸出端平行竖直连接在顶铁上，所述千斤顶的固定端固定在反力座的底部。

作为优选方案，所述支架为井字型钢支撑支架，所述反力座的上部与所述支架通过加强反力撑连接,所述加强反力撑为四个,四个加强反力撑分别设置连接在反力座上与四个所述千斤顶相对的位置上。

作为优选方案，所述管节的开口处与所述顶铁可拆连接，所述管节顶进到设计位置后拆卸掉所述顶铁。

作为优选方案，所述管节的开口的边缘设有连通所述钢管片内部与所述管节内部的排水管。

作为优选方案，所述顶进孔的边缘与顶管或管节的外壁之间预留环状间隙，所述环状间隙的底部设有与所述钢管平齐的挡板，所述环状间隙内设有止水环。

一种地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法，包括以下步骤：

S1，在地铁盾构隧道及联络通道施工完成后，利用钢管片上预留的注浆孔和顶进孔，通过注浆孔对钢管外侧注入水泥浆液以形成加固体；在钢管片内架设支架，支架上安装顶进机构，顶进机构的顶管布置在顶进孔处；

S2，顶管顶进一段距离之后，收缩千斤顶，拆除顶进机构与顶管的连接，在顶进机构与顶管之间安装管节；

S3，顶进机构驱动管节使顶管顶进至废水泵房设计深度后停止顶进，将管节尾部与钢管片通过固定钢板焊接固定；

S4，拆除回收顶进机构和顶管内部的零件，顶管的外壳保留。

作为优选方案，所述步骤S1还包括在顶进孔的边缘与顶管的外壁之间预留环状间隙，环状间隙的底部固定安装与钢管平齐的挡板，环状间隙内安装止水环。

作为优选方案，所述步骤S1中还包括在所述顶管的上部安装顶铁，顶铁与驱动机构连接；所述步骤S2还包括顶管顶进一定距离后，收缩驱动机构，拆除顶铁，将管节的两端分别与顶铁和顶管连接。

与现有技术相比，本发明地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法有益效果在于：

本发明的地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法在钢管片的下部预留顶进孔,钢管片内安装支架,支架上安装顶进结构,利用顶进结构的驱动机构首先驱动顶管顶进到钢管片下部土体,顶进一定距离之后,收缩驱动机构,将管节连接在驱动机构与顶管之间继续顶进, 这样直到顶进到合适的深度,拆卸掉支架以及顶进结构以及顶管内的结构,这样利用顶管外壳和管节便形成废水泵房,利用这种方法在每条区间隧道最低点的钢管片的底部设置一个废水泵房,该废水泵房采用顶管机械法施工，泵房容积为顶管的外壳与管节所形成的空间,其空间较小，可以满足单条区间隧道的废水收集容积要求,每条区间隧道钢管片底部各设置机械法施工的废水泵房代替现有技术中的两条区间隧道共用一个废水泵房的方案,避免现有技术中废水泵房体积大、人工开挖容易发生涌水涌砂、地基失稳风险的缺点，同时，为区间废水收集功能与区间疏散功能的分离提供了技术条件。

附图说明

图1为本发明的地铁区间分离式废水泵房结构的施工结构示意图；

图2为千斤顶的布置结构示意图；

图3为本发明的地铁区间分离式废水泵房结构的排水管安装的结构示意图；

图4为本发明的地铁区间分离式废水泵房结构的结构示意图。

图中，1、钢管片；2、土体加固；3、支架；4、油缸；5、顶管； 6、管节；7、反力座；8、千斤顶；9、顶铁；10、加强反力撑；11、排水管；12、挡板；13、止水环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

本发明的地铁区间分离式废水泵房结构的优选实施例，如图1-4 所示，包括钢管片1，每处钢管片1上均设置有本发明所述的废水泵房结构，具体的，在钢管片1的外周地层有水泥浆液加固体2，利用在钢管片1上预留的注浆孔，通过注浆孔向钢管片外土体注入水泥浆液，待水泥浆液凝固之后形成包裹钢管片的加固体2，用于增加钢管片1的稳固性。在钢管片1的底部加工有顶进孔，在钢管片1内安装有支架3，支架3上设有顶进结构，顶进结构包括由油缸4和千斤顶 8构成的驱动机构和顶管5，顶管5与顶进孔匹配，驱动机构驱动顶管5从顶进孔内顶进到钢管片1的下部的空间，同时，在顶进一段距离之后，拆卸掉千斤顶8与顶管5的连接，同时在顶管5与千斤顶8 之间安装管节6，然后千斤顶8继续的顶进管节6以及顶管5，这样达到最终位置之后，拆卸掉千斤顶8以及拆卸掉顶管5内的结构，这样利用顶管5外壳和管节6便形成废水泵房,利用这种方法在每一条隧道最低点处钢管片1的底部均设置一个废水泵房,该废水泵房采用顶管机械法施工，泵房容积为顶管5的外壳与管节6所形成的空间, 其空间较小,每条区间隧道钢管片1底部设置机械法施工的废水泵房代替现有技术中的两条区间隧道共用一个废水泵房的方案,避免现有技术中废水泵房体积大、人工开挖容易发生涌水涌砂、地基失稳风险的缺点，同时，为区间废水收集功能与区间疏散功能的分离提供了技术条件。

其中，在钢管片1内安装的支架3上设有反力座7，支架3具体为井字型的支架，反力座7为水平设置的座板，油缸4安装在座板的中部位置，具体的，本申请的驱动机构具体包括四个对称布置的油缸 4及四个对称布置的千斤顶8，千斤顶8的固定端设置在反力座7的底面上，千斤顶8的伸出端平行布置，千斤顶8的伸出端与顶管5连接，具体的，顶管5的顶部设有顶铁9，千斤顶8的伸出端连接在顶铁9上，反力座7的上面通过加强反力撑10与支架连接，具体的，加强反力撑10为四个，加强反力撑10竖直固定连接在反力座7上，四个加强反力撑10分别竖直连接在反力座7上，且四个加强反力撑 10与反力座7下部的千斤顶8的固定端上下相对，这样，在千斤顶8 的伸出端驱动顶铁9作用到顶管5或者管节6上的时候，千斤顶8的伸出端的作用力能够通过加强反力撑10提供相反的作用力，来增加千斤顶8的伸出端的作用力，便于驱动机构平稳的驱动顶管5或者管节6。在其他的实施例中，油缸4也可以由气缸代替。反力座7与加强反力撑10或者千斤顶8的固定端通过卡接插接或者螺栓连接或者焊接固定。

具体的，在拆卸掉支架3、油缸4以及千斤顶8之后，在管节6 内侧的开口的边缘安装有连通钢管片1内部与管节6内部的排水管 11，利用排水管11使钢管片1内的水排入到顶管5外壳和管节6形成的废水泵房内。

进一步的，为了增加顶进孔与管节3的边缘之间的密封性能，顶进孔的边缘与顶管5或管节6的外壁之间预留环状间隙，环状间隙的底部设有与钢管片1平齐的挡板12，环状间隙内设有止水环13，止水环13密封在环状间隙内，利用止水环13阻止钢管片1外侧地层中的地下水流入钢管片1内，挡板12用于避免止水环在顶进期间错位或掉落，增加止水环13的密封性能。

本发明的地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法的实施例，包括以下步骤：

S1，在地铁盾构隧道及联络通道施工完成后，利用钢管片1上预留的注浆孔和顶进孔，通过注浆孔对钢管片外侧土体注入水泥浆液形成加固体2；在钢管内架设钢支架3，钢支架3上安装顶进机构，顶进机构的顶管布置在顶进孔处，在所述顶管的上部安装顶铁5，顶铁5与驱动机构的千斤顶8连接；在顶进孔的边缘与顶管5的外壁之间预留环状间隙，环状间隙的底部固定安装与钢管平齐的挡板12，环状间隙内安装止水环13。

其中，在钢管片1内安装的支架3上设有反力座7，支架3具体为井字型的钢支架，反力座7为水平设置的座板，驱动机构的油缸4 安装在座板的中部位置，具体的，本申请的驱动机构具体包括四个对称布置的油缸4及四个对称布置的千斤顶8，千斤顶8的固定端设置反力座7的底面上，四个千斤顶8的伸出端平行布置，千斤顶8的伸出端与顶管连接，具体的，顶管5的顶部设有顶铁，千斤顶8的伸出端连接在顶铁上，反力座7的上面通过加强反力撑10与支架3连接，具体的，加强反力撑10为四个，加强反力撑10竖直的设置，四个加强反力撑10分别竖直连接在反力座7上，且两个加强反力撑10与反力座7下部的千斤顶8的固定端上下相对，这样，在千斤顶8的伸出端驱动顶贴作用到顶管5或者管节6上的时候，千斤顶8的伸出端的作用力能够通过加强反力撑提供相反的作用力，来增加千斤顶8的伸出端的作用力，便于驱动机构平稳的驱动顶管或者管节。

S2，顶管5顶进一段距离之后，收缩千斤顶，拆除顶进机构与顶管5的连接，在顶进机构与顶管5之间安装管节6。具体的，在顶管 5顶进一定距离后，收缩千斤顶，拆除顶铁9，将管节6的两端分别与顶铁9和顶管5连接，并将管节6与顶管5的接缝焊接牢固。

S3，顶进机构驱动管节6继续顶进，使顶管5顶进至废水泵房设计深度后停止顶进，将管节6尾部与钢管片1通过固定钢板焊接固定；拆除回收顶进机构和顶管5内部的零件之后，对顶管5的底部设置封底结构。

S4，拆除回收顶进机构和顶管5内部的零件，顶管5的外壳保留，并对顶管5的底部采取封底措施，提高密封性能，避免泄露。在管节 6内侧的开口的边缘安装有连通钢管片1内部与管节6内部的排水管 11，利用排水管11使区间隧道内的水排入到顶管5外壳和管节6形成的废水泵房内，采用S1至S4的步骤在另外一条隧道的钢管片1下部设置所述顶管5和管节6。

本发明的地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法在钢管片1 的下部预留顶进孔,钢管片1内安装支架3,支架3上安装顶进结构,利用顶进结构的驱动机构驱动首先驱动顶管5顶进到钢管片1下部空间, 顶进一定距离之后,收缩千斤顶,将管节6连接在驱动机构与顶管5之间继续顶进,这样直到顶进到合适的深度,拆卸掉支架3以及顶进结构以及顶管5内的结构,这样利用顶管5和管节6便形成废水泵房,利用这种方法在每条区间隧道的最低点处钢管片的底部均设置一个废水泵房,该废水泵房的容积为顶管的外壳与管节所形成的空间,其空间较小,每条区间隧道最低点处钢管片底部设置一个机械法施工的废水泵房代替现有技术中的两条区间隧道共用一个废水泵房的方案,避免现有技术中废水泵房体积大、人工开挖容易发生涌水涌砂、地基失稳风险的缺点，同时，为区间废水收集功能与区间疏散功能的分离提供了技术条件。

利用本发明的地铁区间分离式废水泵房结构及其施工方法在每条区间隧道最低点的钢管片的底部设置一个废水泵房,该废水泵房采用顶管机械法施工，泵房容积为顶管的外壳与管节所形成的空间,其空间较小,每条区间隧道钢管片底部分别设置一个机械法施工的废水泵房代替现有技术中的两条区间隧道共用一个废水泵房的方案,避免现有技术中废水泵房体积大、人工开挖容易发生涌水涌砂、地基失稳风险的缺点，同时，分离式废水泵不必与联络通道合建，这为区间隧道纵向线路设计增加了更大的灵活性，提供了区间废水收集功能与区间疏散功能分离的条件，利于区间线路的优化设计。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地铁区间分离式废水泵房结构，其特征在于，包括隧道钢管片衬砌，所述钢管片外周土体进行注浆加固，钢管片的下部预留有顶进孔，所述钢管内可拆安装有钢支架，所述钢支架上设有顶进结构，所述顶进结构包括匹配设在所述顶进孔处的顶管和驱动所述顶管从顶进孔进入钢管下部的驱动机构，所述驱动机构与顶管之间还设置有管节，收缩所述驱动机构以拼接所述管节。

2.如权利要求1所述的地铁区间分离式废水泵房结构，其特征在于，所述钢支架上水平布置有反力座，所述驱动机构由四个对称布置的油缸及四个对称布置的千斤顶组成，所述顶管的顶部设有顶铁，所述千斤顶的伸出端平行竖直连接在顶铁上，四个所述千斤顶的固定端固定在反力座的底部。

3.如权利要求2所述的地铁区间分离式废水泵房结构，其特征在于，所述支架为井字型钢支撑支架，所述反力座的上部与所述支架通过加强反力撑连接,所述加强反力撑为四个,四个加强反力撑分别设置连接在反力座上与四个所述千斤顶相对的位置上。

4.如权利要求1所述的地铁区间分离式废水泵房结构，其特征在于，所述管节的开口处与所述顶铁可拆连接，所述管节顶进到合适位置后拆卸掉所述顶铁。

5.如权利要求4所述的地铁区间分离式废水泵房结构，其特征在于，所述管节的开口的边缘设有连通所述钢管片下部道床排水沟与所述管节构成的废水泵房内部的排水管。

6.如权利要求1所述的地铁区间分离式废水泵房结构，其特征在于，所述顶进孔的边缘与顶管或管节的外壁之间预留环状间隙，所述环状间隙的底部设有与所述钢管片平齐的挡板，所述环状间隙内设有止水环。

7.一种地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在地铁盾构隧道及联络通道施工完成后，利用钢管片上预留的注浆孔和顶进孔，通过注浆孔对钢管片外侧注入水泥浆液形成加固体；在钢管片内架设支架，支架上安装顶进机构，顶进机构的顶管布置在顶进孔处；

S2，顶管顶进一段距离之后，收缩千斤顶，拆除顶进机构与顶管的连接，在顶进机构与顶管之间安装管节；

S3，顶进机构驱动管节使顶管顶进至废水泵房设计深度后停止顶进，将管节尾部与钢管片通过固定钢板焊接固定；

S4，拆除回收顶进机构和顶管内部的零件，顶管的外壳保留。

8.如权利要求7所述的地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1还包括在顶进孔的边缘与顶管的外壁之间预留环状间隙，环状间隙的底部固定安装与钢管平齐的挡板，环状间隙内安装止水环。

9.如权利要求7所述的地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括在所述顶管的上部安装顶铁，顶铁与驱动机构连接；所述步骤S2还包括顶管顶进一定距离后，收缩驱动机构，拆除顶铁，将管节的两端分别与顶铁和顶管机连接。

10.如权利要求9所述的地铁区间分离式废水泵房结构的施工方法，其特征在于，步骤S3中拆除回收顶进机构和顶管内部的零件之后，对顶管的底部设置封底结构；步骤S4之后，采用所述的S1至S4的步骤在另外一条隧道的钢管片的下部设置所述顶管和管节。

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