CN111395391B - 一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，包括依次连通的顶管管廊段、工作井段、衔接过渡段、明暗挖管廊段；顶管管廊段由依次连接的管节形成且并行设置至少两段，工作井内管廊墙体的一端连接有位于衔接过渡段的衔接三角柱，衔接三角柱为沿竖向的柱状，衔接三角柱靠近夹墙体的一端宽于远离夹墙体的一端，衔接三角柱远离夹墙体的一端两侧分别与明暗挖管廊的墙的两侧重合；工作井的过渡段墙、内衬墙、顶板、底板的外侧包覆有防水卷材，防水卷材自过渡段墙外侧延伸至内衬墙靠近管节的一端。实现了明挖管廊与多孔顶管管廊的平顺衔接，结构安全可靠；在工作井与顶管管节收口的薄弱位置的防水做法简单易行，防止水进入到接头管廊内。

Description

一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法

技术领域

本发明属于地下建筑施工领域，特别涉及一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法。

背景技术

地下综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和生命线，近年来，我国正在大力地推进城市综合管廊的建设，大多采用明挖法或暗挖法对综合管廊的本体工程进行施工，在新城区建设初期采用明挖法或暗挖法障碍较小，具有明显技术经济优势，但随着地下综合管廊建设的推广，地下综合管廊与其他重要结构设施的相互影响也在加大，施工工法也逐渐趋于多样化。

目前管廊建设过程中时常会遇到下穿高速公路、铁路、市政道路及河流等重要障碍物的情况，传统的施工方法施工影响大，已无法适应此类管廊的建造要求，此时需详细论证后选择其他的施工方法，如盾构法、顶管法等，矩形顶管法管廊施工因其不破坏路面结构，地面沉降可控；顶进速度快，工期短；采用地下机械式封闭系统施工，安全性高；无扬尘、低噪音，“绿色、环保、安全”等优点，广泛应用于此类下穿重要障碍物的特殊工程地段的城市地下综合管廊施工中。

目前在尚无技术标准支撑的条件下，由于实践的迫切需要，已经出现少量的因下穿重要障碍物而采用多种工法组合如明挖顶管组合、暗挖顶管组合施工的管廊，这种情况会越来越多并成为未来的趋势，但其交接接头形式是一个关键的问题；由于综合管廊断面通常较大，但矩形顶管施工时因为现场起重吊装的限制及顶管机设备安全施工的要求，矩形顶管法施工断面尺寸有限，通常需要两孔及以上并行排布，多孔矩形顶管管廊的并行排布通常具有间距而导致无法与明暗挖管廊的直接对齐，从而多孔顶管管廊与明挖或暗挖管廊如何平顺衔接以及实现尺寸过渡也是对交接接头设置形式的一个重要考验；综合管廊结构设计使用年限较长通常为100年，故对综合管廊有较高的防水要求，此接头节点更是结构防水的薄弱点，至关重要；目前有关不同工法综合管廊施工交接接头的研究甚少。

发明内容

本发明提供了一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，用以解决多孔顶管管廊与明挖或暗挖管廊如何平顺衔接以及接头节点防水薄弱的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，包括以下步骤，

步骤1：设计接头结构，接头结构包括依次连通的顶管管廊段、工作井段、衔接过渡段、明暗挖管廊段；顶管管廊段由依次连接的管节形成且并行设置至少两段，工作井段包括位于管节相对的环梁、与环梁连接的内衬墙、与内衬墙连接的顶板和底板、设置在底板上的底板回填、若干设置在底板回填与顶板间且与环梁连接的工作井内管廊墙体、设置在工作井内管廊墙体间以及工作井内管廊墙体与内衬墙间的夹墙回填；工作井内管廊墙体的一端与环梁连接，内衬墙的一端连接在环梁外侧，内衬墙的另一端与工作井内管廊墙体的另一端连接；内衬墙的端部分别具有暗梁和暗柱，管节、环梁、工作井内管廊墙体、暗柱的内侧壁形成直通道；并行相邻管节彼此靠近的环梁间设置夹暗柱一，对应的两工作井内管廊墙体为夹墙体，夹墙体的另一端设置有对应夹墙体的另一端设置夹暗柱二，夹暗柱二远离夹墙体的一端连接有位于衔接过渡段的衔接三角柱，衔接三角柱为沿竖向的柱状，衔接三角柱靠近夹墙体的一端宽于远离夹墙体的一端；明暗挖管廊段具有明暗挖管廊墙和明暗挖管廊夹墙，衔接三角柱靠近夹墙体的一端两侧分别与两夹墙体的两侧边重合衔接，衔接三角柱靠近明暗挖管廊夹墙的一端两侧分别与明暗挖管廊段对应的明暗挖管廊夹墙的两侧重合衔接，衔接过渡段还包括两侧的过渡段墙，过渡段墙的一端与明暗挖管廊墙对接，另一端与内衬墙的远离管节的一端连接；

步骤2：预设工作井位置，开挖、铺设防水卷材并施做工作井结构、暗梁、暗柱；

步骤3：进行正常顶管管廊段与明挖管廊段施工，顶管施工时加强置换注浆，确保注浆效果，保证管节与围岩密贴；

步骤4：进入预定交接段，拆解吊出顶管机；

步骤5：顶管管廊施工完成后进行工作井与顶管管节收口施工，铺设止水条后进行环梁浇筑，环梁横向钢筋预留钢筋接驳器，并预埋注浆管，注浆管环向间距为2m，通过预埋注浆钢管向洞口管节与土体空隙注入水泥浆，通过预埋注浆导管向预埋钢环与环梁的缝隙及管节与环梁的缝隙注入超细水泥浆，做好工作井与顶管管节收口的防水施工；

步骤6：由于工作井原有结构底板较深，先进行工作井底板的回填结构施工，回填高度与衔接过渡段管廊底板高度一致，后施工工作井内管廊墙体，高度同工作井内衬墙一致；衔接三角柱与暗梁、暗柱的横向钢筋采用预留钢筋接驳器连接；

步骤7：进行工作井内夹墙的素混凝土回填施工，回填高度与工作井内管廊墙体一致，后完成工作井顶板施工；

步骤8：工作井及其附属管廊结构施工完成后，凿除内衬墙与衔接过渡段连接部分的墙体；

步骤9：最后施工完成衔接过渡段，管廊结构外包防水卷材，防水卷材与工作井防水卷材采用搭接热焊的方式，搭接宽度8cm。

优选的，所述环梁、暗梁、暗柱与各自相邻的结构采用预留钢筋接驳器连接。

优选的，相邻并行的管节之间的间距0m<h<2m。

优选的，所述衔接三角柱靠近夹墙体一端的宽度为H，H=d1+d2+h，d1为相邻并行的管节的其中一管节组的侧壁厚度，d2为相邻并行的管节组的另一管节的侧壁厚度，h为相邻并行的管节之间的间距。

优选的，边侧的管节通道与明暗挖管廊段的同侧通道对齐设置，所述衔接三角柱的一侧面与管节齐平设置，另一侧面倾斜设置，衔接过渡段的过渡腔体与衔接三角柱相对的侧面平行设置。

优选的，所述过渡段墙、内衬墙、顶板、底板的外侧包覆有防水卷材，防水卷材自过渡段墙外侧延伸至内衬墙靠近管节的一端，内衬墙连接环梁处预埋钢环，预埋钢环及收口首节管节表面铺设止水条，环梁内预埋注浆钢管和两处注浆导管，注浆钢管伸入管节与土体空隙，两处注浆导管分别伸入预埋钢环与环梁的缝隙及管节与环梁的缝隙。

优选的，防水卷材为拼接而成，防水卷材之间的连接采用搭接热焊的方式，预留搭接边，搭接宽度8cm。

优选的，防水卷材为热塑性聚烯烃卷材。

优选的，步骤2中，预设工作井位置后，对工作井周围土体进行旋喷桩加固，然后开挖、铺设防水卷材并施做工作井结构、暗梁、暗柱。

本发明的有益效果体现在：（1）实现了明挖管廊与多孔顶管管廊的平顺衔接，结构安全可靠，填补了国内在小间距矩形顶管与明挖或暗挖组合施工管廊交接接头的空白；（2）充分利用工作井内衬结构，降低工程造价；（3）衔接三角柱实现了多孔顶管管廊与明挖或暗挖管廊的尺寸过渡，方便后续支架管线的布置并减少接头结构的差异沉降；（4）工作井内管廊结构高度的增大，解决了顶管管廊与明挖或暗挖管廊之间的高度过渡问题，也方便后续管线支架的安装及运维过程中大型器械进仓检修工作；（5）在工作井与顶管管节收口的薄弱位置的防水做法简单易行，最大化防止水进入到接头管廊内，实现全封闭防水，防水效果好。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是本发明的水平切面的平面结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视图；

图3是图1中B-B的剖视图；

图4是本发明管节与环梁的连接配合结构示意图。

附图标记：1、顶管管廊段；2、工作井段；3、衔接过渡段；4、明暗挖管廊段；5、管节；6、环梁；7、内衬墙；8、顶板；9、底板；10、底板回填；11、工作井内管廊墙体；111、夹墙体；12、夹墙回填；13、暗梁；14、暗柱；141、夹暗柱一；142、夹暗柱二；15、衔接三角柱；16、过渡段墙；17、防水卷材；18、预埋钢环；19、止水条；20、注浆钢管；21、注浆导管；22、明暗挖管廊墙；23、明暗挖管廊夹墙。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。

结合图1-3，本实施例以双孔矩形顶管为例，

一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，包括以下步骤：

步骤1：设计接头结构，接头结构包括依次连通的顶管管廊段1、工作井段2、衔接过渡段3、明暗挖管廊段4；顶管管廊段1由依次连接的管节5形成且并行设置至少两段，工作井段2包括位于管节5相对的环梁6、与环梁6连接的内衬墙7、与内衬墙7连接的顶板8和底板9、设置在底板9上的底板回填10、若干设置在底板回填10与顶板8间且与环梁6连接的工作井内管廊墙体11、设置在工作井内管廊墙体11间以及工作井内管廊墙体11与内衬墙7间的夹墙回填12；工作井内管廊墙体11的一端与环梁6连接，内衬墙7的一端连接在环梁6外侧，内衬墙7的另一端与工作井内管廊墙体11的另一端连接；内衬墙7的端部分别具有暗梁13和暗柱14，管节5、环梁6、工作井内管廊墙体11、暗柱14的内侧壁形成直通道；并行相邻管节5彼此靠近的环梁6间设置夹暗柱一141，对应的两工作井内管廊墙体11为夹墙体111，夹墙体111的另一端设置有对应夹墙体111的另一端设置夹暗柱二142，夹暗柱二142远离夹墙体111的一端连接有位于衔接过渡段3的衔接三角柱15，衔接三角柱15为沿竖向的柱状，衔接三角柱15靠近夹墙体111的一端宽于远离夹墙体111的一端；明暗挖管廊段4具有明暗挖管廊墙22和明暗挖管廊夹墙23，衔接三角柱15靠近夹墙体111的一端两侧分别与两夹墙体111的两侧边重合衔接，衔接三角柱15靠近明暗挖管廊夹墙23的一端两侧分别与明暗挖管廊段4对应的明暗挖管廊夹墙23的两侧重合衔接，衔接过渡段3还包括两侧的过渡段墙16，过渡段墙16的一端与明暗挖管廊墙22对接，另一端与内衬墙7的远离管节5的一端连接；

步骤2：预设工作井位置，开挖、铺设防水卷材17并施做工作井结构、暗梁13、暗柱14；

步骤3：进行正常顶管管廊段1与明挖管廊段施工，顶管施工时加强置换注浆，确保注浆效果，保证管节5与围岩密贴；

步骤4：进入预定交接段，拆解吊出顶管机；

步骤5：顶管管廊施工完成后进行工作井与顶管管节5收口施工，铺设止水条19后进行环梁6浇筑，环梁6横向钢筋预留钢筋接驳器，并预埋注浆管，注浆管环向间距为2m，通过预埋注浆钢管20向洞口管节5与土体空隙注入水泥浆，通过预埋注浆导管21向预埋钢环18与环梁6的缝隙及管节5与环梁6的缝隙注入超细水泥浆，做好工作井与顶管管节5收口的防水施工；

步骤6：由于工作井原有结构底板9较深，先进行工作井底板9的回填结构施工，回填高度与衔接过渡段3管廊底板9高度一致，后施工工作井内管廊墙体11，高度同工作井内衬墙7一致；衔接三角柱15与暗梁13、暗柱14的横向钢筋采用预留钢筋接驳器连接；

步骤7：进行工作井内夹墙的素混凝土回填施工，回填高度与工作井内管廊墙体11一致，后完成工作井顶板8施工；

步骤8：工作井及其附属管廊结构施工完成后，凿除内衬墙7与衔接过渡段3连接部分的墙体；

步骤9：最后施工完成衔接过渡段3，管廊结构外包防水卷材17，防水卷材17与工作井防水卷材17采用搭接热焊的方式，搭接宽度8cm。

顶管管廊段1为水平设置在地下的管廊段，形成地下隧道，工作井2是从地面开挖的基坑，用于进行施工作业。

相邻并行的管节5之间的间距0m<h<2m，衔接三角柱15靠近夹墙体111一端的宽度为H，H=d1+d2+h,d1为相邻并行的管节组的其中一管节（5）的侧壁厚度，d2为相邻并行的管节组的另一管节（5）的侧壁厚度，h为相邻并行的管节（5）之间的间距。

环梁6、暗梁13、暗柱14与各自相邻的结构采用预留钢筋接驳器连接。边侧的管节5通道与明暗挖管廊段4的同侧通道对齐设置，衔接三角柱15的一侧面与管节5齐平设置，另一侧面倾斜设置，衔接过渡段3的过渡腔体与衔接三角柱15相对的侧面平行设置。

结合图1-4，过渡段墙16、内衬墙7、顶板8、底板9的外侧包覆有防水卷材17，防水卷材17自过渡段墙16外侧延伸至内衬墙7靠近管节5的一端，内衬墙7连接环梁6处预埋钢环18，用于顶管机始发顶进洞口的定位，预埋钢环18及收口首节管节5表面铺设止水条19，止水条19正常铺设，用于接缝防水，环梁6内预埋注浆钢管20和两处注浆导管21，注浆钢管20伸入管节5与土体空隙，两处注浆导管21分别伸入预埋钢环18与环梁6的缝隙及管节5与环梁6的缝隙。预埋注浆钢管20与注浆导管21的环向间距为2m，通过预埋注浆钢管20向洞口管节5与土体空隙注入水泥浆，通过预埋注浆导管21向预埋钢环18与环梁6的缝隙及管节5与环梁6的缝隙注入超细水泥浆，以确保在工作井与顶管管节5收口的防水效果。

防水卷材17为拼接而成，防水卷材17之间的连接采用搭接热焊的方式，预留搭接边，搭接宽度8cm，采用热空气焊接机焊接，防水卷材17为热塑性聚烯烃卷材。

步骤1中，预设工作井位置后，对工作井周围土体进行旋喷桩加固，然后开挖、铺设防水卷材17并施做工作井结构、暗梁13、暗柱14。

本发明的有益效果体现在：1、实现了明挖管廊与多孔顶管管廊的平顺衔接，结构安全可靠，填补了国内在小间距矩形顶管与明挖或暗挖组合施工管廊交接接头的空白；2、充分利用工作井内衬结构，降低工程造价；3、衔接三角柱15实现了多孔顶管管廊与正常明挖或暗挖管廊的尺寸过渡，方便后续支架管线的布置并减少接头结构的差异沉降；4、工作井内管廊结构高度的增大，解决了顶管管廊与明挖或暗挖管廊之间的高度过渡问题，也方便后续管线支架的安装及运维过程中大型器械进仓检修工作；5、在工作井与顶管管节5收口的薄弱位置的防水做法简单易行，最大化防止水进入到接头管廊内，实现全封闭防水，防水效果好。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：设计接头结构，接头结构包括依次连通的顶管管廊段（1）、工作井段（2）、衔接过渡段（3）、明暗挖管廊段（4）；顶管管廊段（1）由依次连接的管节（5）形成且并行设置至少两段，工作井段（2）包括位于管节（5）相对的环梁（6）、与环梁（6）连接的内衬墙（7）、与内衬墙（7）连接的顶板（8）和底板（9）、设置在底板（9）上的底板回填（10）、若干设置在底板回填（10）与顶板（8）间且与环梁（6）连接的工作井内管廊墙体（11）、设置在工作井内管廊墙体（11）间以及工作井内管廊墙体（11）与内衬墙（7）间的夹墙回填（12）；工作井内管廊墙体（11）的一端与环梁（6）连接，内衬墙（7）的一端连接在环梁（6）外侧，内衬墙（7）的另一端与工作井内管廊墙体（11）的另一端连接；内衬墙（7）的端部分别具有暗梁（13）和暗柱（14），管节（5）、环梁（6）、工作井内管廊墙体（11）、暗柱（14）的内侧壁形成直通道；并行相邻管节（5）彼此靠近的环梁（6）间设置夹暗柱一（141），对应的两工作井内管廊墙体（11）为夹墙体（111），夹墙体（111）的另一端设置有对应夹墙体（111）的另一端设置夹暗柱二（142），夹暗柱二（142）远离夹墙体（111）的一端连接有位于衔接过渡段（3）的衔接三角柱（15），衔接三角柱（15）为沿竖向的柱状，衔接三角柱（15）靠近夹墙体（111）的一端宽于远离夹墙体（111）的一端；明暗挖管廊段（4）具有明暗挖管廊墙（22）和明暗挖管廊夹墙（23），衔接三角柱（15）靠近夹墙体（111）的一端两侧分别与两夹墙体（111）的两侧边重合衔接，衔接三角柱（15）靠近明暗挖管廊夹墙（23）的一端两侧分别与明暗挖管廊段（4）对应的明暗挖管廊夹墙（23）的两侧重合衔接，衔接过渡段（3）还包括两侧的过渡段墙（16），过渡段墙（16）的一端与明暗挖管廊墙（22）对接，另一端与内衬墙（7）的远离管节（5）的一端连接；

步骤2：预设工作井位置，开挖、铺设防水卷材（17）并施做工作井结构、暗梁（13）、暗柱（14）；

步骤3：进行正常顶管管廊段（1）与明挖管廊段施工，顶管施工时加强置换注浆，确保注浆效果，保证管节（5）与围岩密贴；

步骤4：进入预定交接段，拆解吊出顶管机；

步骤5：顶管管廊施工完成后进行工作井与顶管管节（5）收口施工，铺设止水条（19）后进行环梁（6）浇筑，环梁（6）横向钢筋预留钢筋接驳器，并预埋注浆管，注浆管环向间距为2m，通过预埋注浆钢管（20）向洞口管节（5）与土体空隙注入水泥浆，通过预埋注浆导管（21）向预埋钢环（18）与环梁（6）的缝隙及管节（5）与环梁（6）的缝隙注入超细水泥浆，做好工作井与顶管管节（5）收口的防水施工；

步骤6：由于工作井原有结构底板（9）较深，先进行工作井底板（9）的回填结构施工，回填高度与衔接过渡段（3）管廊底板（9）高度一致，后施工工作井内管廊墙体（11），高度同工作井内衬墙（7）一致；衔接三角柱（15）与暗梁（13）、暗柱（14）的横向钢筋采用预留钢筋接驳器连接；

步骤7：进行工作井内夹墙的素混凝土回填施工，回填高度与工作井内管廊墙体（11）一致，后完成工作井顶板（8）施工；

步骤8：工作井及其附属管廊结构施工完成后，凿除内衬墙（7）与衔接过渡段（3）连接部分的墙体；

步骤9：最后施工完成衔接过渡段（3），管廊结构外包防水卷材（17），防水卷材（17）与工作井防水卷材（17）采用搭接热焊的方式，搭接宽度8cm。

2.根据权利要求1所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：所述环梁（6）、暗梁（13）、暗柱（14）与各自相邻的结构采用预留钢筋接驳器连接。

3.根据权利要求1所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：相邻并行的管节（5）之间的间距0m<h<2m。

4.根据权利要求1所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：所述衔接三角柱（15）靠近夹墙体（111）一端的宽度为H，H=d1+d2+h,d1为相邻并行的管节组的其中一管节（5）的侧壁厚度，d2为相邻并行的管节组的另一管节（5）的侧壁厚度，h为相邻并行的管节（5）之间的间距。

5.根据权利要求4所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：边侧的管节（5）通道与明暗挖管廊段（4）的同侧通道对齐设置，所述衔接三角柱（15）的一侧面与管节（5）齐平设置，另一侧面倾斜设置，衔接过渡段（3）的过渡腔体与衔接三角柱（15）相对的侧面平行设置。

6.根据权利要求1所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：所述过渡段墙（16）、内衬墙（7）、顶板（8）、底板（9）的外侧包覆有防水卷材（17），防水卷材（17）自过渡段墙（16）外侧延伸至内衬墙（7）靠近管节（5）的一端，内衬墙（7）连接环梁（6）处预埋钢环（18），预埋钢环（18）及收口首节管节（5）表面铺设止水条（19），环梁（6）内预埋注浆钢管（20）和两处注浆导管（21），注浆钢管（20）伸入管节（5）与土体空隙，两处注浆导管（21）分别伸入预埋钢环（18）与环梁（6）的缝隙及管节（5）与环梁（6）的缝隙。

7.根据权利要求6所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：防水卷材（17）为拼接而成，防水卷材（17）之间的连接采用搭接热焊的方式，预留搭接边，搭接宽度8cm。

8.根据权利要求6所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：防水卷材（17）为热塑性聚烯烃卷材。

9.根据权利要求8所述的一种多孔矩形顶管与明暗挖交接管廊接头施工方法，其特征在于：步骤2中，预设工作井位置后，对工作井周围土体进行旋喷桩加固，然后开挖、铺设防水卷材（17）并施做工作井结构、暗梁（13）、暗柱（14）。

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