CN112761647A - 一种矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种矩形大断面暗挖管廊无支护顶推施工方法，在预制基坑内现浇顶推段管廊主体；同时利用预制构件构筑顶推支撑后壁；进行所述顶推施工管廊的定位，布置管廊标高测点；在管廊主体前端安装钢刃结构；对所述顶推施工过程中的千斤顶及顶进设备进行安装；将管廊主体从两侧同时向中线顶推；待钢刃结构部分嵌入到土体时，对钢刃结构包裹范围内的土体进行开挖，持续顶进；顶进过程中监测上方路面；待两侧顶进钢刃结构互相接触时，逐步拆除钢刃结构，继续顶推直至两侧管廊对接；安装对接缝防水结构；以解决现有明挖技术因管廊铺设对已有交通、居民生活的不利影响；顶管暗挖工法只适用于小断面管廊；支护暗挖工法施工工期长，支护费用高的问题。
Description
技术领域
本发明属于暗挖施工技术领域，具体涉及一种矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法。
背景技术
管廊施工一般采用明挖法施工，该施工方法简单，施工效率高且施工成本低，但其对周边环境影响比较大，穿越道路时需要中断现状交通，造成城市交通拥堵，道路结构破坏，地下管线迁改等一系列问题，后期恢复成本高，社会环境影响大，因此不适合在繁忙交通区域施工；
管廊穿越城市道路、高速公路、铁路时，为满足不中断现状交通的需求，埋深达到一定深度时，需要采用暗挖施工方法；在城市目前多采用暗挖技术进行管廊穿越道路时的施工，即通过不开挖或少开挖进行管廊施工，通过这种技术解决了管廊施工中对城市道路、构筑物的破坏和交通的堵塞等难题，对交通的影响较小，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势，可以有效地降低管廊建设的外部成本，如施工引起的交通延滞成本、拆迁成本等。
目前采用的多是顶管暗挖施工工法、支护暗挖施工工法以及较少采用的盾构暗挖工法；顶管暗挖施工工法即在需要暗挖施工地段，将一般路段的矩形管廊改变成圆形管廊，通过顶推圆形管道，同时在管道狭小空间内暗挖的方法进行施工，该方法只适宜小于3.5米左右的管道，圆形管廊空间利用低，需要将正常的矩形断面向圆形过渡；支护暗挖工法需要先在土体里面打入大、小导管、锚杆，然后利用钢骨架对土体和导管进行支撑，形成一定安全空间后对土体进行开挖，开挖后立即对土体临空面进行锚喷支护，最后浇筑管廊主体。该工法施工速度慢，技术复杂，临时支护所需费用高，断面一般只适用于隧洞形断面；盾构暗挖类似于铁路、地铁施工，需要专业的盾构设备，施工成本高，适用于圆形断面，施工距离长的工程。
管廊的本体造价不高，但由于很多时候施工环境较复杂，会带来很多施工不利因素，一方面是施工区域周边交通压力大，施工现场对城市居民影响大，要求施工工期应尽可能短；另一方面管廊工程穿越道路的工程长度较短，常规断面均为矩形，导致采用常规的顶管施工、支护暗挖、盾构暗挖工法均需要对管廊断面进行改变，且顶管施工不适用于大断面；支护暗挖支护费用高，工期长；盾构暗挖由于工程长度短几乎很少使用。因此，需要解决大断面管廊穿越城市道路、高速公路、铁路时施工工期长，施工费用高，断面转换的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，在保证不影响地面交通或地下构筑物前提下，有效的避免明挖沟槽对交通的阻断，对已有构筑物的破环，减少了施工期间对周边居民出行、生活环境的不利影响；通过利用两侧场地提前预制主体结构，采用顶推施工工艺，大大缩短了施工工期；同时在主体前端预设特殊的钢刃结构，有效利用黏土、黄土的粘聚特性，施工无需支护，极大的减少了施工成本；断面无需变化，为后期运营使用提供了方便条件。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，包括以下步骤：
施工预制基坑；
在预制基坑内现浇顶推段管廊主体；同时利用预制构件构筑顶推支撑后壁；
进行所述顶推施工管廊的定位，布置管廊标高测点；
在管廊主体前端安装钢刃结构；
对所述顶推施工过程中的千斤顶及顶进设备进行安装；
利用千斤顶将管廊主体从两侧同时向中线顶推；
待钢刃结构部分嵌入到土体时，对钢刃结构包裹范围内的土体进行开挖，边顶进边开挖；
顶进过程中实时观测千斤顶液压油泵数值，换算顶进推力；监测上方路面情况；
待两侧顶进钢刃结构互相接触时，逐步拆除钢刃结构，继续顶推直至两侧管廊对接；
安装对接缝防水结构；
拆除支撑后壁和千斤顶及顶进设备。
施工预制基坑具体如下：
在需穿越的道路两侧明开挖段场地开挖预制基坑；
所述预制基坑开挖之后，对坑底进行超挖，并进行压实回填，根据基坑地质情况，进行灰土压实回填，最后铺设混凝土，完成两侧预制基坑施工；
铺设20-25cm厚C20混凝土。
钢刃结构的截面形状与管廊主体截面相同，钢刃结构的厚度顺着顶进方向逐渐减小，钢刃结构包括第一钢刃、第二钢刃和两个第三钢刃，第一钢刃设置在顶部，第二钢刃设置在底部，两个第三钢刃分别设置在两侧，第三钢刃从上到下长度逐渐减小，第一钢刃与第三钢刃顶端长度相同，第二钢刃与第三钢刃底端长度相同。
待管廊主体混凝土强度达到85％时就进行顶推。
对管廊主体顶进过程对管廊标高、线位进行实时测量，及时纠正实际方向与设计方向的偏差。
管廊主体顶推并进行开挖过程中需对管廊周边土体进行监测，每次顶进距离小于0.5m，不得进行超挖。
管廊主体顶推过程中，在管廊主体内设置机械传送带。
管廊主体顶推过程中，从管廊主体底部施加推力。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明在预制基坑均安置顶进设备和支撑后壁，通过两侧同时顶进，避免了因为长距离顶推困难，造成对顶进设备的苛刻要求；同时本发明中的管廊通过在两侧开挖基坑内现浇完成顶进段，施工难度和风险较常规暗挖法大大降低；两侧基坑中同时顶进提高了工作效率，极大的缩短了工期；在顶进前端安装钢刃结构，顶进时将钢刃结构部分插入原状土，利用黏土、黄土的粘聚特性，施工人员在管廊内开挖作业，钢刃结构和管廊本体为人员、机械提供保护，避免了常规施工中的支护施工，缩短了施工工期，节约了支护工程费用，钢刃结构的设置无需管廊断面形式的改变，在管廊顶进施工时既避免了对顶部覆土超挖，又有效的保证了上部路基或基础在顶进施工过程中的稳定性和安全性；顶推施工采用的千斤顶、顶杆、支撑后壁、钢刃结构等设备构件均可重复利用，极大的降低了施工费用，不产生建筑垃圾，绿色环保。
进一步的，通过在已有交通要道或其他重要构筑物两侧开挖基坑，利用明开挖段管廊位置场地进行现浇预制顶进段管廊，避免了征地拆迁费用，不需要另设预制场地。
附图说明
图1为本发明中管廊顶进施工预制阶段示意图。
图2为本发明中管廊顶进施工中间阶段示意图。
图3为本发明中管廊顶进施工对接阶段示意图。
图4为本发明中管廊顶进施工断面示意图。
附图标记：1-管廊主体，2-钢刃结构，3-千斤顶及其他顶进设备，4-顶推支撑后壁，5-基坑，21-第一钢刃，22-第二钢刃，23-第三钢刃。
具体实施方式
本发明提供一种矩形大断面暗挖管廊无支护顶推施工方法，以解决现有明挖技术因管廊铺设对已有交通、居民生活的不利影响；顶管暗挖工法只适用于小断面管廊；支护暗挖工法施工工期长，支护费用高；盾构暗挖工法只适用于长距离施工，施工费用高；以上三种暗挖工法均需改变管廊断面形式。本发明解决上述问题的技术方案总体思路如下：
提供一种矩形大断面管廊无支护暗挖顶推施工方法。利用明开挖段场地提前预制管廊，两侧同时顶进施工，避免在地下狭小空间内浇筑混凝土施工，缩短施工工期；管廊前端安装钢刃结构，利用黏土和黄土的粘聚性能，为施工人员和机械提供地下工作面保护，无需进行其他支护，无需改变管廊断面，施工费用低。
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1～4，具体实施例如下：
如图1所示，本发明中的顶推施工利用两侧明开挖段场地进行现浇预制施工，无需另外征用施工空间，需要千斤顶、顶杆等机械设备，具体施工步骤如下：
步骤1：利用需穿越的道路两侧明开挖段场地开挖预制基坑；
步骤2：所述工作坑开挖之后，对坑底进行超挖，根据基坑地质情况，可进行灰土压实回填，最后铺设20cm厚C20混凝土，完成两侧工作基坑施工；
步骤3：在工作基坑内现浇顶推段管廊主体；同时利用预制构件构筑顶推支撑后壁；
步骤4：进行所述顶推施工管廊的定位，布置必要的管廊标高测点；
步骤5：安装前端钢刃结构；
步骤6：对所述顶推施工过程中的施工设备进行安装；
步骤7：待预制管廊混凝土强度达到85％时，利用千斤顶将管廊从两侧同时向高速公路中线顶进；
步骤8：待钢刃结构部分嵌入到土体时，可采用机械或人工对钢刃结构包裹范围内的土体进行开挖，边顶进边开挖，顶进过程对管廊标高、线位进行实时测量，及时纠正实际方向与设计方向的偏差，顶推开挖过程中需对管廊周边土体进行监测，每次顶进距离0.5m为宜，不得进行超挖；
步骤9：顶进过程中实时观测千斤顶液压油泵数值，换算顶进推力；监测上方路面情况；
步骤10：待两侧顶进钢刃结构互相接触时，逐步拆除钢刃结构，直至两侧管廊对接。
步骤11：安装对接缝防水结构。
步骤12：拆除支撑后壁、千斤顶、顶杆等设备。
步骤13：按常规明挖法施工紧邻段管廊。
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，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
施工预制基坑(5)；
在预制基坑(5)内现浇顶推段管廊主体(1)；同时利用预制构件构筑顶推支撑后壁(4)；
进行所述顶推施工管廊的定位，布置管廊标高测点；
在管廊主体(1)前端安装钢刃结构(2)；
对所述顶推施工过程中的千斤顶及顶进设备(3)进行安装；
利用千斤顶将管廊主体(1)从两侧同时向中线顶推；
待钢刃结构(2)部分嵌入到土体时，对钢刃结构包裹范围内的土体进行开挖，边顶进边开挖；
顶进过程中实时观测千斤顶液压油泵数值，换算顶进推力；监测上方路面情况；
待两侧顶进钢刃结构(2)互相接触时，逐步拆除钢刃结构(2)，继续顶推直至两侧管廊对接；
安装对接缝防水结构；
拆除支撑后壁(4)和千斤顶及顶进设备(3)。
2.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，施工预制基坑具体如下：
在需穿越的道路两侧明开挖段场地开挖预制基坑；
所述预制基坑开挖之后，对坑底进行超挖，并进行压实回填，根据基坑地质情况，进行灰土压实回填，最后铺设混凝土，完成两侧预制基坑施工。
3.根据权利要求2所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，铺设20-25cm厚C20混凝土。
4.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，钢刃结构(2)的截面形状与管廊主体(1)截面相同，钢刃结构(2)的厚度顺着顶进方向逐渐减小，钢刃结构(2)包括第一钢刃(21)、第二钢刃(22)和两个第三钢刃(23)，第一钢刃(21)设置在顶部，第二钢刃(23)设置在底部，两个第三钢刃(23)分别设置在两侧，第三钢刃(23)从上到下长度逐渐减小，第一钢刃(21)与第三钢刃(23)顶端长度相同，第二钢刃(22)与第三钢刃(23)底端长度相同。
5.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，待管廊主体(1)混凝土强度达到85％时就进行顶推。
6.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，对管廊主体(1)顶进过程对管廊标高、线位进行实时测量，及时纠正实际方向与设计方向的偏差。
7.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，管廊主体(1)顶推并进行开挖过程中需对管廊周边土体进行监测，每次顶进距离小于0.5m，不得进行超挖。
8.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，管廊主体(1)顶推过程中，在管廊主体(1)内设置机械传送带。
9.根据权利要求1所述的矩形大断面综合管廊无支护暗挖顶推施工方法，其特征在于，管廊主体(1)顶推过程中，从管廊主体(1)底部施加推力。
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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 | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210507 |