CN111851597B - 顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及顶管施工领域，更具体地涉及顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法，用以解决相关技术中施工不便且防护效果有限，结构稳定性有限的问题；包括：受力桩挖孔、传力墙和横向连系梁挖土施工、形成受力桩、传力墙以及连系梁的钢筋混凝土整体结构、传力墙后方挖设工作坑、支撑梁的施工、浆孔非贯通施工、回填土分层回填等施工步骤，施工方便，防护效果好且结构稳固。
Description
技术领域
本发明涉及顶管施工领域，更具体地涉及顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法。
背景技术
顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术，彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。如此多的管道工程建设，不可避免的存在现有施工管道下穿或上跨既有管道和建筑物的情况，其中顶管下穿既有管廊就是一种典型的形式。顶管下穿既有管廊常常造成既有管廊沉降过大，威胁运营安全，另外上方管廊的存在，增大了土压力，对下方顶管的施工也造成不利影响，增加施工难度，严重减缓施工进度。目前常用的穿越防护方法就是预加固地层，加强施工中监控量测，但施工防护效果一般。
因此，目前寻求一种施工方便，防护效果好且结构稳固的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法显得十分重要。
发明内容
基于此，本申请提供一种顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法，用以解决相关技术中施工不便且防护效果有限，结构稳定性有限的问题。
本申请提供一种顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法，包括以下施工步骤：
1)根据管廊位置进行测量放线，确定矩形受力桩的位置和尺寸，向下开挖原地面线形成一个开挖区域，然后进行受力桩的挖孔施工；
2)矩形受力桩桩孔成型后，进行传力墙和横向连系梁的挖土施工；
3)在纵向连系梁位置处下方挂设好底部模板和侧向模板，依次绑扎并吊放好受力桩钢筋笼、传力墙钢筋笼以及连系梁钢筋笼，在传力墙钢筋笼上预留好梁孔和浆孔，然后浇灌混凝土，形成受力桩、传力墙以及连系梁的钢筋混凝土整体结构；
4)待受力桩、传力墙以及连系梁的强度达到要求后，在传力墙后方挖设工作坑；
5)在传力墙两侧的梁孔部位进行横向钻孔施工，使梁孔形成贯通孔，然后在贯通孔内插入传力墙钢筋笼并浇灌膨胀混凝土形成多根支撑梁；
6)待支撑梁的强度满足要求后，再进行浆孔的非贯通施工，使梁孔形成注浆孔，然后向注浆孔内注浆；
7)待注浆结束并达到强度要求后，对工作坑以及开挖区域使用回填土进行分层回填并压实，最终回填至原地面线，完成顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工作业。
优选的，步骤1)所述的受力桩对称布设在顶管穿越管廊的周边，受力桩为矩形桩，受力桩短边与管廊平行，受力桩距离管廊的最小净距为1倍受力桩短边长度，受力桩沿管廊方向的净距大于等于顶管直径的3倍。
优选的，步骤2)所述的传力墙设置在沿管廊方向的两根受力桩之间，且传力墙长边方向与受力桩长边方向垂直。
优选的，步骤2)所述的传力墙为长方形，传力墙底边设有半圆缺口形成的桥洞形，传力墙上边沿设有多个梁孔，梁孔处在管廊基础的下方，浆孔均匀布设在梁孔侧边和下方。
优选的，步骤3)所述的连系梁分为纵向连系梁和横向连系梁，且纵向连系梁和横向连系梁均设置在受力桩顶部，纵向连系梁平行于管廊方向，横向连系梁垂直于管廊方向。
优选的，步骤3)所述的连系梁、传力墙和受力桩均为钢筋混凝土结构，施工时三者同时浇筑形成一体。
优选的，步骤4)所述的工作坑的形状与传力墙的形状保持一致。
优选的，步骤5)所述的贯通孔利用两侧传力墙之间的梁孔进行横向贯通钻孔形成。
优选的，步骤6)所述的注浆孔是利用两侧传力墙之间的浆孔对称横向不贯通钻孔形成的。
相较现有技术，本发明具有以下的特点和有益效果：
1、本发明采用受力桩、传力墙以及连系梁的钢筋混凝土整体结构，结构稳固简单，施工方便，有效提升整个穿越防护结构的抗沉降能力。
2、本发明采用受力桩、传力墙以及连系梁施工浇筑时，主要利用原土体当模板，大大减少土方开发和模板用量，经济环保且能高效快速施工。
3、本发明采用的传力墙设置梁孔和浆孔，梁孔和浆孔能提前快速确定贯通孔和注浆孔的位置，有利于准确快速双向钻孔形成贯通孔和注浆孔，便于支撑梁的施工和注浆作业，快速形成支撑体系，减少上方管廊对顶管施工时的土压力，有效防止沉降，利于顶管施工。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的示意图；
图2是受力桩桩孔开挖的示意图；
图3是连系梁、受力桩和传力墙的平面示意图；
图4是传力墙的示意图；
图5是工作坑的布置示意图；
图6是贯通孔与传力墙间的平面示意图；
图7是图6的前侧左视图；
图8是支撑梁和注浆孔的分布示意图。
图中标号说明：1、管廊；2、顶管；3、受力桩；4、横向连系梁；5、支撑梁；6、纵向连系梁；7、传力墙；8、工作坑；9、贯通孔；10、管廊基础；11、注浆孔；12、梁孔；13、浆孔；14、半圆缺口；15、回填土；16、原地面线； 17、开挖区域；18、受力桩桩孔。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实例，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例，都属于本申请保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的；“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构及施工方法，包括以下施工步骤：
1)如图2所示，根据管廊1位置进行测量放线，确定矩形受力桩3的位置和尺寸，向下开挖原地面线16形成一个开挖区域17，然后进行受力桩3的挖孔施工，避免超挖和欠挖；
2)受力桩3的挖孔施工直至矩形受力桩桩孔18成型后，进行传力墙7和横向连系梁4的挖土施工，避免超挖和欠挖；
3)如图3、图4所示，在纵向连系梁6位置处下方挂设好底部模板和侧向模板，由于纵向连系梁是悬空在传力墙之上，浇筑时需要底部模板和侧向模板进行辅助，其它部分由于周边土体的挖掘就形成了较好的模板，因此均不需要设置模板，依次绑扎并吊放好受力桩钢筋笼、传力墙钢筋笼以及连系梁钢筋笼，并在传力墙钢筋笼上预留好梁孔12和浆孔13，然后浇灌混凝土，形成受力桩3、传力墙7以及连系梁的钢筋混凝土整体结构；
4)如图5所示，待受力桩3、传力墙7以及连系梁的强度达到要求后，在传力墙7后方挖设工作坑8，用于支撑梁5和注浆孔11的施工；
5)如图6、图7所示，在传力墙7两侧的梁孔12部位，进行横向钻孔施工，形成贯通孔9，然后插入相应的钢筋笼并浇灌膨胀混凝土形成多根支撑梁5，支撑梁5用于对管廊1进行支撑；
6)如图8所示，待支撑梁5的强度满足要求后，再进行浆孔13的非贯通施工形成注浆孔11，然后向注浆孔11内注浆；
7)如图1所示，待注浆结束并达到强度要求后，对工作坑8以及开挖区域 18使用回填土15进行分层回填并压实，最终回填至原地面线16，完成顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工作业。
请参照图3，受力桩3对称布设在顶管2穿越管廊1区域的周边，受力桩3 为矩形桩，受力桩3短边与管廊1平行，受力桩3距离管廊1的最小净距为1 倍受力桩3短边长度，受力桩3沿管廊1方向的净距大于等于顶管2直径的3 倍，安全距离参数值保证安全性，传力墙7设置在沿管廊1方向的两根受力桩3 之间，且传力墙7长边方向与受力桩3长边方向垂直。
请参照图4，传力墙7为长方形，传力墙7底边设有半圆缺口14形成的桥洞形，顶管2位于半圆缺口14下方，传力墙7上边沿设有多个梁孔12，管廊1 底端设有本质为混凝土基础或是碎石基础的管廊基础10，梁孔12处在管廊基础 10的下方，浆孔13均匀布设在梁孔12侧边和下方。
请参照图5，连系梁分为纵向连系梁6和横向连系梁4，且纵向连系梁6和横向连系梁4均设置在受力桩3顶部并覆盖回填土15，纵向连系梁6平行于管廊1方向，横向连系梁4垂直于管廊1方向，连系梁、传力墙7和受力桩3均为钢筋混凝土结构，施工时三者同时浇筑形成一体。
请参照图6，工作坑8的形状与传力墙7的形状保持一致，减少不必要的开挖，满足施工作业即可，减少土方开挖量。
请参照图7，贯通孔9利用两侧传力墙7之间的梁孔12进行横向贯通钻孔形成。
请参照图8，注浆孔11是利用两侧传力墙7之间的浆孔13对称横向不贯通钻孔形成的。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
1)根据管廊(1)位置进行测量放线，确定矩形受力桩(3)的位置和尺寸，向下开挖原地面线(16)形成一个开挖区域(17)，然后进行受力桩(3)的挖孔施工；
2)矩形受力桩桩孔(18)成型后，进行传力墙(7)和横向连系梁(4)的挖土施工；
3)在纵向连系梁(6)位置处下方挂设好底部模板和侧向模板，依次绑扎并吊放好受力桩钢筋笼、传力墙钢筋笼以及连系梁钢筋笼，在传力墙钢筋笼上预留好梁孔(12)和浆孔(13)，然后浇灌混凝土，形成受力桩(3)、传力墙(7)以及连系梁的钢筋混凝土整体结构；
4)待受力桩(3)、传力墙(7)以及连系梁的强度达到要求后，在传力墙(7)后方挖设工作坑(8)；
5)在传力墙(7)两侧的梁孔(12)部位进行横向钻孔施工，使梁孔(12)形成贯通孔(9)，然后在贯通孔(9)内插入传力墙钢筋笼并浇灌膨胀混凝土形成多根支撑梁(5)；
6)待支撑梁(5)的强度满足要求后，再进行浆孔(13)的非贯通施工，使梁孔(12)形成注浆孔(11)，然后向注浆孔(11)内注浆；
7)待注浆结束并达到强度要求后，对工作坑(8)以及开挖区域(17)使用回填土(15)进行分层回填并压实，最终回填至原地面线(16)，完成顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工作业。
2.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤1)所述的受力桩(3)对称布设在顶管(2)穿越管廊(1)的周边，受力桩(3)为矩形桩，受力桩(3)短边与管廊(1)平行，受力桩(3)距离管廊(1)的最小净距为1倍受力桩(3)短边长度，受力桩(3)沿管廊(1)方向的净距大于等于顶管(2)直径的3倍。
3.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤2)所述的传力墙(7)设置在沿管廊(1)方向的两根受力桩(3)之间，且传力墙(7)长边方向与受力桩(3)长边方向垂直。
4.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤2)所述的传力墙(7)为长方形，传力墙(7)底边设有半圆缺口(14)形成的桥洞形，传力墙(7)上边沿设有多个梁孔(12)，梁孔(12)处在管廊基础(10)的下方，浆孔(13)均匀布设在梁孔(12)侧边和下方。
5.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤3)所述的连系梁分为纵向连系梁(6)和横向连系梁(4)，且纵向连系梁(6)和横向连系梁(4)均设置在受力桩(3)顶部，纵向连系梁(6)平行于管廊(1)方向，横向连系梁(4)垂直于管廊(1)方向。
6.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤3)所述的连系梁、传力墙(7)和受力桩(3)均为钢筋混凝土结构，施工时三者同时浇筑形成一体。
7.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤4)所述的工作坑(8)的形状与传力墙(7)的形状保持一致。
8.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤5)所述的贯通孔(9)利用两侧传力墙(7)之间的梁孔(12)进行横向贯通钻孔形成。
9.根据权利要求1所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法，其特征在于：步骤6)所述的注浆孔(11)是利用两侧传力墙(7)之间的浆孔(13)对称横向不贯通钻孔形成的。
10.顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构，其特征在于：根据权利要求1到9任一项所述的顶管近距离下穿管廊的穿越防护结构的施工方法施工得到。
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