CN112282770A - 一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，包括：S1、在隧洞开挖至既有支护排桩时，对既有支护排桩在隧洞开挖的前方进行新建补桩置换；S2、在补桩施工完成后，沿隧洞纵轴线方向继续施工，依次按单个支护排桩划分从隧洞拱顶处分段破除支护排桩的桩底；S3、在破除支护排桩过程中，用工字钢支撑已破除部分支护排桩的桩底，待单个支护排桩全破除完成后，采用钢拱架支撑替换工字钢，并利用锁脚锚杆固定钢拱架；S4、依次按照上述步骤，按单个支护排桩划分的顺序逐根破除；S5、隧洞拱顶处支护排桩均破除后，再进行隧洞全断面的开挖，并进行初期挂网喷护。本发明解决了隧洞施工遇到既有支护桩时不能快速破除支护桩，影响隧洞的正常实施的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工程技术领域，更具体地说，特别涉及一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法。
背景技术
随着现代科学技术的不断进步及居民生活水平和质量的不断提升，社会对用水需求量越来越大，用水情况日益严峻，严重影响城镇发展和居民的生活。为解决该问题，主要通过水库、闸坝、泵站、渠道等必要的水利工程，建立河流、湖泊、湿地等水环境之间的水力联系，形成新的水网。但由于饮用水源一般距离城镇较远，且沿途多高山峻岭，采用管道铺设难度较大，因此多通过隧洞方式进行引水。然后，引水隧洞在穿越城市的过程中埋深较浅，必然会城市已建有的支护桩发生冲突，如何保障隧洞的安全顺利穿越既有支护桩，且保障支护桩支护功能的安全是我们急需解决的问题。
为保障支护桩支护工程的安全和隧洞的正常实施，通常情况下，会取消支护桩的支护功能，采用拔桩的方式去除既有支护桩，待隧洞下穿完成后，再采用其他支护方式恢复原支护桩的支护功能。从上述的技术内容可以看出，现有技术虽然解决了隧洞同既有支护桩的矛盾，但是拔桩实施过程中不仅占地影响大，施工工期加长，且施工难度大成本高，存在的安全隐患较多。
因此，寻求一种既能快速的破除支护桩和不影响隧洞的正常实施，来优化和改进现有技术的不足，降低隧洞施工的经济成本和安全风险，提供整体的工程质量是非常必要且迫切的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，以克服现有技术所存在的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、在隧洞开挖至既有支护排桩时，对既有支护排桩在隧洞开挖的前方进行新建补桩置换；
S2、在补桩施工完成后，沿隧洞纵轴线方向继续施工，依次按单个支护排桩划分从隧洞拱顶处分段破除支护排桩的桩底；
S3、在破除支护排桩过程中，采用工字钢支撑已破除部分支护排桩的桩底，待单个支护排桩全破除完成后，采用钢拱架支撑替换工字钢，并利用锁脚锚杆固定钢拱架；
S4、依次按照上述步骤，按单个支护排桩划分的顺序，逐根破除；
S5、隧洞拱顶处支护排桩均破除后，再进行隧洞全断面的开挖，并进行初期挂网喷护。
进一步地，在步骤S1中的新建补桩置换过程中，补桩与隧洞的开挖外边线不重合。
进一步地，在步骤S2中：在单桩桩底破除时，采用垂直隧洞纵轴线方向，从隧洞拱顶处分段破除单桩桩底。
进一步地，在步骤S2中分段破除支护排桩的桩底时，先利用工字钢和未破除部分的支护排桩共同支撑整个支护排桩的竖向荷载，。在单个支护排桩的桩底全部破除后，采用钢拱架替换临时支撑桩底的工字钢，并用锁脚锚杆固定钢拱架，完成桩底破除后的置换工作。
进一步地，隧洞开挖采用上下台阶法，先从隧洞拱顶开挖，破除拱顶区域支护桩并实施完成钢拱架支撑替换后，再从上往下依次完成隧洞断面的开挖和初期支护。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，解决了现有的隧洞施工遇到既有支护桩时不能快速破除支护桩，影响隧洞的正常实施，致使施工周期延长，施工难度增大，经济成本增加的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明破桩式下穿既有支护排桩的施工方法中新建隧洞结构断面示意图。
图2是本发明破桩式下穿既有支护排桩的施工方法中既有支护排桩同新建隧洞冲突情况图。
图3是本发明破桩式下穿既有支护排桩的施工方法中新建隧洞下穿既有排桩平面图。
图4是本发明破桩式下穿既有支护排桩的施工方法中桩底破除的示意图。
图5是本发明破桩式下穿既有支护排桩的施工方法中桩底破除后置换的示意图。
图6是本发明破桩式下穿既有支护排桩的施工方法中桩底破除置换后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本实施例公开了一种破桩式正下穿既有支护排桩的施工方法，其原理为：采用先置换、后加固、在破除、再置换的原则，对既有支护排桩进行置换，而后暗挖至既有排桩后，采用垂直隧洞纵轴线方向，从隧洞拱顶处分段破除单桩桩底，在破除过程中利用工字钢和钢拱架进行桩底置换。本发明的工法合理，既能够有效地控制支护桩的下沉，利用钢拱架承受剩余支护桩荷载，从而不影响隧洞的整体稳定，提高施工安全和进度，建设经济成本。下面结合附图对本发明的施工方法作进一步进行说明。
参阅图1所示，提供了一种破桩式正下穿既有支护排桩的施工方法中新建隧洞施工的断面结构示意图。隧洞1施工步骤包括：隧洞1开挖采用上下台阶法，首先在隧洞1上断面开挖完成后对表层进行素喷混凝土5施工，再格栅加强钢拱架4架立，连接筋施工，锁脚锚杆6施工，挂网喷射混凝土3，在上断面形成上部初支结构；然后在下断面开挖，开挖完成后对表层进行素喷混凝土5施工，再格栅加强钢拱架4架立并进行钢拱架闭合，连接筋施工，锁脚锚杆6施工，挂网喷射混凝土3形成下部初支结构；上部初支结构和下部初支结构连接形成初支结构，而后施工隧洞1的二衬2。
参阅图2所示，隧洞1施工时遇到既有排桩8，该既有排桩8位于隧洞的上方，与隧洞1发生冲突影响隧洞1继续向前施工，施工过程需破除既有排桩8的桩底冲突部分9；同时在既有排桩8周围开挖土体施工时，还应保证既有排桩8的安全和支护功能。
参阅图3所示，在隧洞1施工遇到既有排桩8时，在排桩8前方进行补桩10置换，补桩10应不同隧洞1开挖外边线7重合，补桩10施工完成后，原排桩8的支护功能全部置换给补桩10。
根据图4和图5所示，补桩10施工完成后，隧洞1沿纵轴线方向继续施工，依次按单桩11划分从隧洞1拱顶处分段破除单桩11桩底；在破除单桩11(就是排桩8中的某一根桩)过程中，采用工字钢13支撑已破除部分单桩11的桩底，采用工字钢13和未破除桩底部分14共同临时支撑单桩11，整个破除过程中利用两根工字钢13完全破除单桩11桩底冲突部分9，并支撑破除后支护桩12。
参阅图6所示，待单桩11全破除完成后，依次按照上述步骤，按排桩8划分的顺序，逐根破除；隧洞1拱顶处支护排桩8均破除后，再按照隧洞1的施工支护方式进行施工，隧洞1上断面开挖完成后对表层进行素喷混凝土5施工，再格栅加强钢拱架4架立，连接筋施工，锁脚锚杆6施工，挂网喷射混凝土3，在上断面形成上部初支结构；而后下断面开挖，开挖完成后对表层进行素喷混凝土5施工，再格栅加强钢拱架4架立并进行钢拱架闭合，连接筋施工，锁脚锚杆6施工，挂网喷射混凝土3形成下部初支结构；下部初支结构和上部初支结构连接形成初支结，而后施工隧洞1的二衬2。
本发明的施工方法对破除既有排桩时，原有排桩的支护功能将失效，由新建补桩置换将形成新的独立支护工程，置换待破除排桩的支护功能。
本发明的施工方法在分段施工单桩桩底破除时，先利用工字钢同未破除部分的支护桩共同支撑整个单桩竖向荷载，在单桩桩底全部破除后，采用钢拱架替换临时支撑桩底的工字钢，并用锁脚锚杆固定钢拱架，完成桩底破除后的置换工作，这样既能够有效地控制支护桩的下沉，又能够利用钢拱架承受剩余支护桩荷载，从而不影响隧洞的整体稳定。
本发明在支护桩破除过程中，仅破除与隧洞断面相冲突部分，并未将整个支护桩进行破除，同时在桩前补桩置换能有效的保留原支护体系的功能。
本发明在破除既有排桩时，隧洞开挖采用上下台阶，从隧洞拱顶开挖，破除拱顶区域支护桩并实施完成钢拱架支撑替换后，再从上往下依次完成隧洞断面的开挖和初期支护。
在常规工法情况下，隧洞在遇到既有排桩时，均采用拔桩的方式去除既有支护桩，同时根据支护桩的情况采用其他支护方式恢复原支护桩的支护功能。以沉井法为例，先在地表制作成一个沉井，然后在井壁的围护下通过从井内不断破桩和挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，完成隧洞结构，最后再将沉井回填。以12m支护桩相比，沉井法施工周期是本发明的3倍以上，工程投资是本发明的6倍以上。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在隧洞开挖至既有支护排桩时，对既有支护排桩在隧洞开挖的前方进行新建补桩置换；
S2、在补桩施工完成后，沿隧洞纵轴线方向继续施工，依次按单个支护排桩划分从隧洞拱顶处分段破除支护排桩的桩底；
S3、在破除支护排桩过程中，采用工字钢支撑已破除部分支护排桩的桩底，待单个支护排桩全破除完成后，采用钢拱架支撑替换工字钢，并利用锁脚锚杆固定钢拱架；
S4、依次按照上述步骤，按单个支护排桩划分的顺序，逐根破除；
S5、隧洞拱顶处支护排桩均破除后，再进行隧洞全断面的开挖，并进行初期挂网喷护。
2.根据权利要求1所述的破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，其特征在于，在步骤S1中的新建补桩置换过程中，补桩与隧洞的开挖外边线不重合。
3.根据权利要求1所述的破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，其特征在于，在步骤S2中：在单桩桩底破除时，采用垂直隧洞纵轴线方向，从隧洞拱顶处分段破除单桩桩底。
4.根据权利要求1所述的破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，其特征在于，在步骤S2中分段破除支护排桩的桩底时，先利用工字钢和未破除部分的支护排桩共同支撑整个支护排桩的竖向荷载，。在单个支护排桩的桩底全部破除后，采用钢拱架替换临时支撑桩底的工字钢，并用锁脚锚杆固定钢拱架，完成桩底破除后的置换工作。
5.根据权利要求1所述的破桩式下穿既有支护排桩的施工方法，其特征在于，隧洞开挖采用上下台阶法，先从隧洞拱顶开挖，破除拱顶区域支护桩并实施完成钢拱架支撑替换后，再从上往下依次完成隧洞断面的开挖和初期支护。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 41007 no.529 Laodong West Road, Yuhua District, Changsha City, Hunan Province Applicant after: Hunan water resources and Hydropower Survey, design, planning and Research Institute Co.,Ltd. Address before: 41007 no.529 Laodong West Road, Yuhua District, Changsha City, Hunan Province Applicant before: HUNAN HYDRO&POWER DESIGN INSTITUTE |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |