CN113090325A - 一种用于隧道排水沟的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于隧道排水沟的施工方法，属于寒区隧道施工技术领域，该方法包括：隧道开挖并初期支护至设定长度后在隧道基底竖向开挖顶管工作井，作为始发井；对顶管工作井的井壁和井底做硬化处理；在顶管工作井的井壁布设泄水孔，在顶管工作井的井底预留环形集水槽，在环形积水槽内布设排水设施；在顶管工作井内安装反力座和顶进设备，顶进设备沿隧道的延伸方向逐段将预制混凝土管顶推至设定长度形成深埋水沟；顶管施工完成后，在顶管工作井内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井井口。该方法在隧道基底采用顶管技术施工深埋水沟，避免了明挖施工对隧道拱脚、拱顶和初期支护结构强度的破坏。
Description
技术领域
本申请涉及寒区隧道施工技术领域，特别涉及一种用于隧道排水沟的施工方法。
背景技术
隧道属于地下工程，其周边地层中赋存地下水。目前我国修建的隧道多数属于山岭隧道，渗漏水以及隧道路面破坏是山岭隧道通车营运阶段较为常见的一类病害。公路隧道防排水系统的设置遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地下水妥善处理，隧道内外应形成一个完整通畅的防排水系统，要求隧道路面不渗水、不积水。
隧道内排水系统的功能为排流地下水，地下水从围岩渗出后经纵向、横向盲管流入路面两侧的排水边沟或路面中部的中心沟，最后排至隧道外，此即隧道内排水系统。隧道内排水系统是隧道防排水系统的重要组成部分，也是地下水顺畅地完成整个流程、流出洞外的最后一个重要环节。
该排水系统中边沟和中心沟一般仅设一种，但当隧址区地下水丰富，单设一种沟不能满足过流需求时，可同时设置两侧边沟和中心水沟。另一方面，仰拱是隧道的主要组成部分之一，其受力状态复杂；仰拱填充层又是仰拱的重要组成部分，其填充效果和填充的体量将直接影响仰拱的整体刚度、稳定性和上部路面底板的受力。
在高寒地区建设和运营的隧道中，冻害现象较为普遍，而传统的保温措施无法保证隧道不发生冻害，合理的防排水措施是高纬度寒区浅埋隧道的主要防寒抗冻方法。目前在高纬度寒区浅埋隧道可以采用全长设置中心深埋水沟、排水盲沟和保温侧沟的做法。中心深埋水沟采用明挖施工，明挖施工易出现土体不稳、拱脚向内挤出，严重时可能导致初期支护整体失稳。
发明内容
本申请实施例提供一种用于隧道排水沟的施工方法，以解决相关技术中因中心深埋水沟开挖过大而导致的拱脚向内挤出、土体失稳以及初期支护整体失稳的问题。
本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，所述方法包括以下步骤：
隧道开挖并初期支护至设定长度后在隧道基底竖向开挖顶管工作井作为始发井；
对顶管工作井的井壁和井底做硬化处理；
在顶管工作井的井壁布设泄水孔，在顶管工作井的井底预留环形集水槽，在环形积水槽内布设排水设施；
在顶管工作井内安装反力座和顶进设备，顶进设备沿隧道的延伸方向逐段将预制混凝土管顶推至设定长度形成深埋水沟；
顶管作业完成后，在顶管工作井内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井的井口。
在一些实施例中：所述预制混凝土管逐段顶推至设定长度后继续开挖顶管工作井作为接收井，并作为继续顶推预制混凝土管的始发井。
在一些实施例中：顶管工作井的井壁四周预埋钢筋接驳器，所述钢筋接驳器预埋在硬化井壁的混凝土墙内。
在一些实施例中：在初期支护施工时沿隧道的延伸方向等间距布设环向打孔波纹盲管，所述顶管工作井的井口封闭后在隧道内施工二次衬砌；
在隧道基底内埋设连通环向打孔波纹盲管与深埋水沟的横向排水管，环向打孔波纹盲管内的水通过所述横向排水管排入深埋水沟；
在隧道基底内埋设连通环向打孔波纹盲管与深埋水沟的横向排水管，环向打孔波纹盲管内的水通过所述横向排水管排入深埋水沟。
在一些实施例中：在初期支护与二次衬砌之间设有防水层。
在一些实施例中：横向排水管埋设完成后在隧道基底的顶部浇筑隧道仰拱，在隧道仰拱的两侧分别预埋与横向排水管连通的竖向排水管；
在隧道仰拱的两侧分别预埋与竖向排水管连通的双壁打孔波纹盲管，双壁打孔波纹盲管与隧道延伸方向平行。
在一些实施例中：隧道仰拱浇筑完成后在隧道仰拱的顶部浇筑仰拱填充层，在仰拱填充层的两侧均施工保温侧沟和泄水管，泄水管将保温侧沟内的水排至双壁打孔波纹盲管。
在一些实施例中：所述顶进设备包括顶推预制混凝土管的千斤顶和为预制混凝土管提供定位的推进台，所述千斤顶的后端通过垫块与反力座抵持。
在一些实施例中：所述隧道基底为松软岩层或土质地层。
在一些实施例中：所述封闭顶管工作井的井口时预留检修洞口。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，由于申请的施工方法在隧道开挖并初期支护至设定长度后在隧道基底竖向开挖顶管工作井作为始发井；对顶管工作井的井壁和井底做硬化处理，在井壁布设泄水孔，在井底预留环形集水槽，在积水槽内布设排水设施；在顶管工作井内安装反力座和顶进设备，顶进设备沿隧道的延伸方向将预制混凝土管逐段顶推至设定长度形成深埋水沟；顶管作业完成后，在顶管工作井内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井的井口。
因此，本申请的施工方法在隧道基底竖向开挖顶管工作井作为始发井，在顶管工作井内通过顶进设备沿隧道的延伸方向将预制混凝土管逐段顶推至设定长度形成深埋水沟，顶管作业完成后，在顶管工作井内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井的井口。该方法在隧道基底采用非开挖顶管技术施工深埋水沟，避免了明挖施工破坏隧道拱脚、拱顶和初期支护的结构强度。本施工方法适用于仰拱以下土体性质适合顶管法施工，可以满足大冻结深度和极低月平均气温条件的隧道排水沟正常排水。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本申请实施例的隧道结构示意图；
图2为本申请实施例的顶管工作井和顶进设备的结构示意图；
图3为本申请实施例的顶管工作井和钢筋接驳器的结构示意图；
图4为本申请实施例的顶管工作井和深埋水沟的结构示意图。
附图标记：
1、顶管工作井；2、深埋水沟；3、反力座；4、垫块；5、千斤顶；6、推进台；7、钢筋接驳器；8、环向打孔波纹盲管；9、初期支护；10、防水层；11、二次衬砌；12、保温侧沟；13、泄水管；14、双壁打孔波纹盲管；15、横向排水管；16、竖向排水管；17、隧道仰拱；18、仰拱填充层。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，其能解决中心深埋水沟采用明挖施工，明挖施工易出现土体不稳、拱脚向内挤出，严重时可能导致初期支护整体失稳。
参见图1、图2和图4所示，本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、在隧道开挖并初期支护9至设定长度后在隧道基底竖向开挖顶管工作井1作为始发井，隧道基底优选为松软岩层或土质地层，便于在隧道基底的下方采用非开挖方式顶管施工深埋水沟2。
步骤2、对顶管工作井1的井壁和井底做硬化处理，硬化处理采用钢筋混凝土结构的混凝土墙进行加固，保证顶管工作井1四周的结构强度，以防坍塌失稳。
步骤3、在顶管工作井1的井壁布设泄水孔，在顶管工作井1的井底预留环形集水槽，在环形积水槽内布设排水设施以满足顶管工作井1的排水要求。
步骤4、在顶管工作井1内安装反力座3和顶进设备，顶进设备沿隧道的延伸方向逐段将预制混凝土管顶推至设定长度后进行拼接形成深埋水沟2。
步骤5、顶管作业完成后，在顶管工作井1内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井1的井口，封闭顶管工作井1的井口时预留检修洞口，便于后期的检修。
本申请实施例的施工方法在隧道基底竖向开挖顶管工作井1作为始发井，在顶管工作井1内通过顶进设备沿隧道的延伸方向将预制混凝土管逐段顶推至设定长度形成深埋水沟2，顶管作业完成后，在顶管工作井1内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井1的井口。
该方法在隧道基底采用非开挖顶管技术施工深埋水沟，避免了明挖施工破坏隧道拱脚、拱顶和初期支护的结构强度。本申请的施工方法适用于仰拱以下土体性质适合顶管法施工，可以满足大冻结深度和极低月平均气温条件的隧道排水沟正常排水。
在一些可选实施例中：参见图3和图4所示，本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，该施工方法还包括以下步骤：
当预制混凝土管逐段顶推至设定长度后继续开挖顶管工作井1作为接收井，顶管工作井1并作为继续顶推预制混凝土管的始发井。当作为始发井的顶管工作井1的顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，继续开挖顶管工作井1作为接收井分段接力顶进。
对顶管工作井1的井壁和井底做硬化处理时，在顶管工作井的井壁四周预埋钢筋接驳器7，该钢筋接驳器7预埋在硬化井壁的混凝土墙内。钢筋接驳器7与顶管工作井1内绑扎钢筋连接，钢筋接驳器7与顶管工作井1的井壁垂直连接，钢筋接驳器7沿顶管工作井1的井壁的高度方向间隔排列。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，该施工方法还包括以下步骤：
在初期支护9施工时沿隧道的延伸方向等间距布设环向打孔波纹盲管8，环向打孔波纹盲管8位于初期支护9的内侧或外侧，顶管工作井1的井口封闭后在隧道内施工二次衬砌11，初期支护9与二次衬砌11之间设有防水层10，该防水层10为防水板或无纺布。
在隧道基底内埋设连通环向打孔波纹盲管8与深埋水沟2的横向排水管15，环向打孔波纹盲管8内的水通过横向排水管15排入深埋水沟2。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，该施工方法还包括以下步骤：
横向排水管15埋设完成后在隧道基底的顶部浇筑隧道仰拱17，在隧道仰拱17的两侧分别预埋与横向排水管15连通的竖向排水管16。
在隧道仰拱17的两侧分别预埋与竖向排水管16连通的双壁打孔波纹盲管14，双壁打孔波纹盲管14与隧道延伸方向平行。
隧道仰拱17浇筑完成后在隧道仰拱17的顶部浇筑仰拱填充层18，在仰拱填充层18的两侧均施工保温侧沟12和泄水管13，泄水管13将保温侧沟12内的水排至双壁打孔波纹盲管14。
在一些实施例中：参见图2所示，本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，该施工方法的顶进设备包括顶推预制混凝土管的千斤顶5和为预制混凝土管提供定位的推进台6，千斤顶5的后端通过垫块4与反力座3抵持。
反力座3与顶管工作井1的井壁相抵持，为千斤顶5顶推预制混凝土管提供支撑，垫块4位于千斤顶5和反力座3之间，垫块4用于调节千斤顶5与反力座3之间的间距。
工作原理
本申请实施例提供了一种用于隧道排水沟的施工方法，由于申请的施工方法在隧道开挖并初期支护9至设定长度后在隧道基底竖向开挖顶管工作井1作为始发井；对顶管工作井1的井壁和井底做硬化处理，在井壁布设泄水孔，在井底预留环形集水槽，在积水槽内布设排水设施；在顶管工作井1内安装反力座3和顶进设备，顶进设备沿隧道的延伸方向将预制混凝土管逐段顶推至设定长度形成深埋水沟2；顶管作业完成后，在顶管工作井1内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井1的井口。
因此，本申请的施工方法在隧道基底竖向开挖顶管工作井1作为始发井，在顶管工作井1内通过顶进设备沿隧道的延伸方向将预制混凝土管逐段顶推至设定长度形成深埋水沟2，顶管作业完成后，在顶管工作井1内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井1的井口。该方法在隧道基底采用非开挖顶管技术施工深埋水沟2，避免了明挖施工破坏隧道拱脚、拱顶和初期支护9的结构强度。本施工方法适用于仰拱以下土体性质适合顶管施工法的修建，可以满足大冻结深度和极低月平均气温条件的隧道排水沟正常排水。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
隧道开挖并初期支护(9)至设定长度后在隧道基底竖向开挖顶管工作井(1)作为始发井；
对顶管工作井(1)的井壁和井底做硬化处理；
在顶管工作井(1)的井壁布设泄水孔，在顶管工作井(1)的井底预留环形集水槽，在环形积水槽内布设排水设施；
在顶管工作井(1)内安装反力座(3)和顶进设备，顶进设备沿隧道的延伸方向逐段将预制混凝土管顶推至设定长度形成深埋水沟(2)；
顶管作业完成后，在顶管工作井(1)内绑扎钢筋，并浇筑混凝土封闭顶管工作井(1)的井口。
2.如权利要求1所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
所述预制混凝土管逐段顶推至设定长度后继续开挖顶管工作井(1)作为接收井，并作为继续顶推预制混凝土管的始发井。
3.如权利要求1所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
顶管工作井(1)的井壁四周预埋钢筋接驳器(7)，所述钢筋接驳器(7)预埋在硬化井壁的混凝土墙内。
4.如权利要求1所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
在初期支护(9)施工时沿隧道的延伸方向等间距布设环向打孔波纹盲管(8)，所述顶管工作井(1)的井口封闭后在隧道内施工二次衬砌(11)；
在隧道基底内埋设连通环向打孔波纹盲管(8)与深埋水沟(2)的横向排水管(15)，环向打孔波纹盲管(8)内的水通过所述横向排水管(15)排入深埋水沟(2)。
5.如权利要求4所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
在初期支护(9)与二次衬砌(11)之间设有防水层(10)。
6.如权利要求4所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
横向排水管(15)埋设完成后在隧道基底的顶部浇筑隧道仰拱(17)，在隧道仰拱(17)的两侧分别预埋与横向排水管(15)连通的竖向排水管(16)；
在隧道仰拱(17)的两侧分别预埋与竖向排水管(16)连通的双壁打孔波纹盲管(14)，双壁打孔波纹盲管(14)与隧道延伸方向平行。
7.如权利要求6所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
隧道仰拱(17)浇筑完成后在隧道仰拱(17)的顶部浇筑仰拱填充层(18)，在仰拱填充层(18)的两侧均施工保温侧沟(12)和泄水管(13)，泄水管(13)将保温侧沟(12)内的水排至双壁打孔波纹盲管(14)。
8.如权利要求1所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
所述顶进设备包括顶推预制混凝土管的千斤顶(5)和为预制混凝土管提供定位的推进台(6)，所述千斤顶(5)的后端通过垫块(4)与反力座(3)抵持。
9.如权利要求1所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
所述隧道基底为松软岩层或土质地层。
10.如权利要求1所述的一种用于隧道排水沟的施工方法，其特征在于：
所述封闭顶管工作井(1)的井口时预留检修洞口。
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