CN113186977B - 一种地下综合管廊的逆序施工方法 - Google Patents

一种地下综合管廊的逆序施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下综合管廊的逆序施工方法,本发明先施工竖墙,再对顶板进行分批施工,其中先施工部分顶板再进行内部土体开挖并完成所有顶板施工,接着进行底板施工,最后进行管廊内部施工设计。本发明简化了施工工艺,无需基坑防护,大大减小了基坑开挖量;利用分段同时施工有效缩短了施工工期,且顶板可做开挖土的堆放场地,减少对施工地点周围交通和建筑物的影响;本发明在地面以下的闭合环境内部进行施工,避免了气候因素影响所导致施工难度增加和工期延长;同时利用地下连续墙作为管廊侧墙,起到挡土和止水同时无需修筑结构外墙,降低了工程造价成本,具有明显的社会经济效益,尤其适用于交通繁忙的城市道路下综合管廊的施工。

Description

一种地下综合管廊的逆序施工方法
技术领域
本发明属于土木技术领域,涉及市政工程中的综合管廊技术,具体涉及一种地下综合管廊的逆序施工方法。
背景技术
综合管廊是指城市地下管道综合走廊,即在城市地下建造一个将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体的隧道空间。设有专门用于管线安装的吊装口及后期运营维护的检修口、监测系统等,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市正常运转的重要基础设施和“生命线”。
其实际工程一般采用明挖法进行施工,施工技术成熟、施工工艺简单,但其占用地理面积较大,一般会引起大量的房屋拆迁、管线迁改等,对城市地面交通和居民地正常生活有较大影响,且易造成噪音、粉尘及废弃泥浆等的污染;同时施工工期和难度受外界气候条件影响较大,如:在霉雨季节会拖慢施工周期,边坡因雨水冲刷造成滑移也会增加施工难度;同时在饱和的软土地层中,深基坑开挖引起得到地面沉降较难控制,会影响周边建筑的结构稳定性,基坑内土坡的纵向稳定也常常会成为威胁工程安全的重大问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的不足,提供一种工艺简单、可分段同时施工、施工周期较短、工程造价较低、施工工程无需基坑防护、能尽可能减少对周边环境影响,尤其适用于交通繁忙的城市道路地下综合管廊的施工。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:管廊侧墙施工:根据设计方案,初步确定管廊侧墙基坑开挖线,采用地下连续墙施工工艺在管廊施工区域两侧分段同时施工,形成管廊侧面的竖向连续墙,完成侧墙施工;
S2:顶板基坑开挖:开挖土体至管廊顶板下底面设计深度处,形成顶板基坑,随后对场地进行硬化处理,准备先浇顶板施工;
S3:先浇顶板施工安装:在顶板基坑内预留间隔分段施工,绑扎顶板钢筋笼并浇筑混凝土,形成沿着地下综合管廊纵向间隔分布的钢筋混凝土顶板,完成先浇顶板施工;
S4:内部土体开挖:根据管廊设计深度要求,采用机械结合人工开挖,从相邻先浇顶板之间间隙将顶板与两侧竖墙之间的土体挖空至管廊底板垫层设计深度,进行人工清理并对场地进行硬化处理;
S5:后浇顶板施工安装:在未浇注顶板的相邻先浇顶板之间间隙处绑扎顶板钢筋笼,并浇筑混凝土形成钢筋混凝土顶板,完成后浇顶板施工,从而完成管廊顶板施工;
S6:管廊底板施工安装:通过管廊入口或者明挖基坑进入内部已经挖好的综合管廊内,对管廊的底板进行施工;
S7:管廊内部设计施工:对底板或顶板与侧墙之间进行防水施工,最后根据管廊使用要求和规范,设计各管廊管道。
进一步地,步骤S1中具体步骤如下:采用地下连续墙施工工艺在区域两侧分段同时施工构造导墙,采用成槽设备沿着导墙进行沟槽开挖,清槽后,绑扎竖墙钢筋笼,在竖墙钢筋笼与底板设计深度相应位置放置隔离泡沫块,下放竖墙钢筋笼至沟槽的基坑中,由下往上浇筑竖墙混凝土,形成管廊侧面的竖向连续墙。
进一步地,在步骤S1中,所述沟槽的底面深度须低于管廊底板下底面设计深度1-2米。
进一步地,在步骤S1中,浇筑完的竖向连续墙顶部深度与管廊顶板下底面设计深度平齐,且竖向连续墙上表面暴露出与后期顶板钢筋笼水平搭接的连接钢筋。
进一步地,在步骤S2中,所述部分基坑开挖土体可放置于已施工好的顶板上,以减少对周围其他施工区域的影响。
进一步地,在步骤S2中,所述一般管廊纵向设计长度较长,顶板基坑开挖可采用分段同时进行施工。
进一步地,在步骤S3中,具体方法如下:绑扎顶板钢筋笼后将其与竖向连续墙顶部的连接钢筋搭接,之后安装模板,浇筑混凝土形成钢筋混凝土顶板,待其到达设计强度后,在其上表面铺设防水层,并在防水层上再铺设一层保护层,最后进行原土回填并进行场地硬化处理。
进一步地,在步骤S3中,相邻钢筋混凝土顶板之间预留的间隔为1.5-4m。
进一步地,在步骤S3中,绑扎顶板钢筋笼时,在相邻钢筋混凝土顶板间隙处预留伸出的水平连接钢筋;
进一步地,在步骤S3中,所述防水层可采用改性沥青防水卷材;防水层的保护层可采用C20细石混凝土。
进一步地,在步骤S5中,顶板钢筋笼同时与竖向连续墙顶部的连接钢筋及两侧的水平连接钢筋搭接。
进一步地,在步骤S5中,顶板钢筋笼同时与竖向连续墙顶部的连接钢筋及两侧的水平连接钢筋搭接后,安装模板,浇筑混凝土形成钢筋混凝土顶板,待钢筋混凝土顶板到达设计强度后,在其上表面铺设防水层,并在防水层上再铺设一层保护层,最后进行原土回填并进行场地硬化处理,完成后浇顶板施工。
进一步地,在步骤S5中,所述防水层及防水层的保护层施工面积盖住先浇顶板和后浇顶板的交界处,以保证顶板的抗渗性;
进一步地,在步骤S6中,管廊的底板施工方法如下:在内部已经挖好的底板基坑先浇筑一层平整垫层,再在平整垫层表面铺设防水层,并在防水层表面浇筑一层保护层;凿除竖向连续墙上的隔离泡沫块并清理干净,裸露出竖向连续墙钢筋,然后在底板基坑绑扎底板钢筋笼,并与暴露出的竖墙钢筋笼水平搭接,浇筑混凝土形成钢筋混凝土底板。
进一步地,在步骤S6中,所述防水层可采用改性沥青防水卷材;防水层的保护层可采用C20细石混凝土。
在上述技术方案中,在步骤S6中,所述底板垫层可采用C20素混凝土,其表面应保持平整,后期可作底板施工底模;防水层可采用改性沥青防水卷材;防水层的保护层可采用C20细石混凝土;
进一步地,在步骤S7中,底板和侧墙之间进行防水加固施工方法如下:采用连接角钢和膨胀螺栓进行强化竖向连续墙与顶板或底板交界处的连接,在连接角钢预设膨胀螺栓钻孔位置,并根据连接角钢孔的预设位置在管廊竖向连续墙、顶板及底板相应位置进行钻孔,利用膨胀螺栓将连接角钢固定在竖向连续墙与顶板或底板的连接处,然后用防水混凝土浇筑管廊四角。
在上述技术方案中,在步骤S7中,所述防水混凝土浇筑区域须盖住连接角钢,保证管廊四角的抗渗性。
本发明的有益效果:
(1)本发明所设计的综合管廊的逆序施工方法采用先施工竖墙、其次施工部分顶板,再进行内部土体开挖并全部完成所有顶板施工,接着进行底板施工,最后进行管廊内部施工设计。简化了施工工艺,无需基坑防护,无需大面积基坑开挖,可分段同时施工,施工周期较短;同时顶板可做开挖土的堆放场地,减少对施工地点周围交通和建筑物的影响。
(2)本发明所设计的综合管廊的逆序施工方法在地面以下的闭合环境内部进行施工设计,避免了可能会因气候影响而造成工作周期延长的不足;利用地下连续墙作为管廊侧墙,一方面起到挡土和止水的目的,另一方面大大降低了工程造价成本,不需继续修筑结构外墙,且对施工地点周围交通和建筑物影响较小,具有明显的社会经济效益,尤其适用于交通繁忙的城市道路下综合管廊的施工。
附图说明
图1为本发明综合管廊的的逆序施工立体示意图;
图2为本发明综合管廊的逆序施工中结构平面设计示意图;
图3为本发明综合管廊的逆序施工中S1步骤管廊侧墙施工的示意图;
图4为本发明综合管廊的逆序施工中S2步骤顶板基坑开挖的示意图;
图5-1为本发明综合管廊的逆序施工中S3步骤部分顶板施工安装的平面示意图;
图5-2为本发明综合管廊的逆序施工中S3步骤部分顶板施工安装的立体示意图;
图6-1为本发明综合管廊的逆序施工中S4步骤内部土体开挖的横向示意图;
图6-2为本发明综合管廊的逆序施工中S4步骤内部土体开挖的纵向示意图;
图7为本发明综合管廊的逆序施工中S5步骤剩余顶板施工安装的示意图;
图8为本发明综合管廊的逆序施工中S6步骤底板施工安装的示意图;
图9为本发明综合管廊的逆序施工中S7步骤管廊内部设计施工的示意图;
图10为本发明地下多舱综合管廊的逆序施工效果图;
图11为本发明地下多层综合管廊的逆序施工效果图。
图中:1-竖向连续墙,101-竖墙钢筋笼,102-导墙,103-连接钢筋,2-管廊顶板,201-先浇顶板,202-后浇顶板,203-水平连接钢筋,3-管廊底板,4-隔离泡沫块,5-底板垫层,6-底板防水层,7-底板保护层,8-连接角钢,9-膨胀螺栓,10-顶板防水层,11-顶板保护层,12-公路,13-大地,14-成槽设备。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述,但不能用来限制本发明的范围。
以一种地下单舱综合管廊的逆序施工方法为例,对本发明进行举例说明,图1为其三维立体图,图2为其二维平面图,包括竖向连续墙1、管廊顶板2、管廊底板3、底板垫层5、底板防水层6、底板保护层7、顶板防水层10、顶板保护层11、连接角钢8和膨胀螺栓9。所述竖向连续墙1、管廊顶板2和管廊底板3均为钢筋混凝土结构,其中管廊顶板2分为先浇顶板201和后浇顶板202,先浇顶板201间隔设置,相邻两个先浇顶板201之间为后浇顶板202;所述竖向连续墙1的竖墙钢筋笼101需在底板设计位置设置隔离泡沫块4,方便后期底板施工时凿除连续墙对应位置的混凝土;所述顶板钢筋笼与竖向连续墙1上端露出的钢筋笼水平搭接,其中竖向连续墙1上端需预留一定长度的连接钢筋103,方便搭接;所述底板钢筋笼与竖向连续墙1下端的竖墙钢筋笼101水平搭接;所述底板垫层5采用C20素混凝土;所述底板防水层6和顶板防水层10均采用改性沥青防水卷材;所述底板防水层6和顶板防水层10的保护层均采用C20细石混凝土。
实施例1:如图3-9所示,一种地下综合管廊的逆序施工方法,包括以下步骤:
需要说明的是,本发明逆序施工方法适用于地下综合管廊适用于大部分区域,但是在无阻碍的开阔地带还是可以设少量明挖基坑,便于管廊内部设计施工,当然即使没有明挖基坑,从管廊端部入口进入也可以进行管廊内部设计施工。
S1:管廊侧墙施工:如图3所示,根据设计方案,初步确定管廊基坑开挖线,采用地下连续墙施工工艺在管廊施工区域两侧分段同时施工,构造导墙102,采用成槽设备14,沿着导墙102两内侧进行一定长度的沟槽开挖,清槽后,绑扎竖墙钢筋笼101,在竖墙钢筋笼101上与底板设计深度相应位置放置隔离泡沫块4,下放安装有隔离泡沫块4的竖墙钢筋笼101至基坑中,由下往上浇筑竖墙混凝土,形成管廊侧面竖向连续墙1。
其中沟槽底面深度低于管廊底板3下底面设计深度1-2米;浇筑完的竖向连续墙1上表面深度与管廊顶板2下地面设计深度平齐,且竖向连续墙1上表面需暴露一定长度的钢筋笼作为连接钢筋103,以便后期与顶板钢筋笼水平搭接;隔离泡沫块4放置位置与管廊底板3设计位置一致;
S2:顶板基坑开挖:如图4所示,开挖土体至管廊顶板2下底面设计深度处,形成顶板基坑,随后对场地进行硬化处理,准备先浇顶板201施工。
由于一般管廊纵向设计长度较长,顶板基坑开挖可采用分段同时进行施工;同时部分基坑开挖土体可放置于已施工好的先浇顶板201上,以减少对周围其他施工区域的影响;
S3:先浇顶板201施工安装:如图5-1和图5-2所示,顶板施工安装采用分间隔施工,相邻两块先浇顶板201间距预留2m左右,方便后期下部土体开挖;在顶板基坑中绑扎顶板钢筋笼,并与竖向连续墙1预留的连接钢筋103进行绑扎,进行水平搭接;安装模板,浇筑混凝土,形成钢筋混凝土顶板,完成先浇顶板201的浇注,待先浇顶板201的混凝土强度达到设计要求后,在其上表面铺设顶板防水层10,并在顶板防水层10上再铺设一层保护层。其中先浇顶板201两侧需沿管廊纵向暴露出一定长度的钢筋作为水平连接钢筋203。
S4:内部土体开挖:如图6-1和图6-2所示,根据管廊设计深度要求,采用机械结合人工开挖,从未放置顶板的区域(即相邻先浇顶板201之间间隙)往下开挖,再各自向两侧进行开挖,以提高工作效率,缩短工作周期;再将顶板与两侧竖墙之间的土体挖空至管廊底板3垫层设计深度,进行人工清理并对场地进行硬化处理;
S5:后浇顶板202施工安装:如图7所示,在未浇注顶板的相邻先浇顶板201之间间隙处绑扎顶板钢筋笼,并与先浇顶板201端部伸出的水平连接钢筋203进行搭接,且与竖向连续墙1上表面暴露的连接钢筋103水平搭接,安装模板,浇筑混凝土形成钢筋混凝土顶板,完成后浇顶板202施工,也即完成管廊顶板2施工,待其混凝土达到设计强度,在其上表面铺设顶板防水层10,并在顶板防水层10上再铺设一层保护层,最后进行原土回填并进行场地硬化处理。其中顶板防水层10及顶板防水层10的保护层施工面积需盖住先浇顶板201和后浇顶板202的交界处,以保证顶板的抗渗性;
S6:管廊底板3施工安装:如图8所示,在管廊内已经挖好的底板基坑先浇筑C20素混凝土形成底板垫层5,再在底板垫层5表面铺设底板防水层6,并在底板防水层6表面浇筑C20细石混凝土作为防水层的保护层;凿除竖向连续墙1上的隔离泡沫块4并清理干净,使其放置位置裸露出竖墙钢筋笼101,然后在底板基坑绑扎底板钢筋笼,将底板钢筋笼与暴露出的竖墙钢筋笼101水平搭接,浇筑混凝土形成钢筋混凝土底板,完成管廊底板3施工。其中底板垫层5表面应保持平整,可作底板施工底模;
S7:管廊内部设计施工:如图9所示,为强化管廊顶板2、管廊底板3与竖向连续墙1连接整体性,采用连接角钢8和膨胀螺栓9对管廊的四个角进行防水加固施工,根据角钢尺寸,在角钢两端进行不同位置钻孔,并将连接角钢8贴合至竖向连续墙1与管廊顶板2或管廊底板3交界处,根据孔的预留位置,在竖向连续墙1、管廊顶板2及管廊底板3相应位置进行钻孔,并利用膨胀螺栓9进行固定,通过连接角钢8将管廊的四个角加固固定;然后用防水混凝土浇筑管廊四角,盖住连接角钢8,保证其管廊的抗渗性;最后根据管廊使用要求和相关规范来布设各管道。
需要说明的是,本发明管廊底板3的施工和管廊内部设计施工可以从管廊端部开口进入或者明挖基坑进入或者从未施工的后浇顶板202处进入(本发明管廊是分段施工)。
实施例2:
如图10所示,本实施例为地下两舱综合管廊的施工,其余工艺与实施例1相同,区别在于步骤S1的管廊侧墙施工时,形成三面竖向连续墙1;步骤S2至步骤S7施工方法与实施例1相同。
需要说明的是,本实施例不限于两舱,具体施工时,根据需要的舱数进行相应面数的竖向连续墙1施工。
实施例3:
如图11所示,本实施例为地下多层综合管廊的施工,其余工艺与实施例1相同,区别在于步骤S6的管廊底板3施工时,有两种可选方案,第一方案为先施工下层底板,之后施工中层底板,步骤S1-至步骤S5及步骤S7施工方法与实施例1相同;第二方案为先施工中层底板,然后采用同上层腔体一样方案逆作业施工下层腔体及底板。
本发明地下综合管廊的逆序施工方法工艺简单,无需大面积基坑防护,大大减小了基坑开挖量,利用分段同时施工有效缩短了施工工期,同时在地面以下的闭合环境内部进行施工设计,可避免了因气候影响而造成工作周期延长的不足,且顶板可做开挖土的堆放场地,减少对施工地点周围交通和建筑物的影响;同时有效利用地下连续墙防渗性能好且刚度大可直接作管廊主体结构的特点来节省工程造价,具有明显的社会经济效益,尤其适用于交通繁忙的城市道路地下综合管廊的施工。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:管廊侧墙施工:根据设计方案,初步确定管廊侧墙基坑开挖线,采用地下连续墙施工工艺在管廊施工区域两侧分段同时施工,形成管廊侧面的竖向连续墙,完成侧墙施工;
S2:顶板基坑开挖:开挖土体至管廊顶板下底面设计深度处,形成顶板基坑,随后对场地进行硬化处理,准备先浇顶板施工;
S3:先浇顶板施工安装:在顶板基坑内预留间隔分段施工,绑扎顶板钢筋笼并浇筑混凝土,形成沿着地下综合管廊纵向间隔分布的钢筋混凝土顶板,完成先浇顶板施工;
S4:内部土体开挖:根据管廊设计深度要求,采用机械结合人工开挖,从相邻先浇顶板之间间隙将顶板与两侧竖墙之间的土体挖空至管廊底板垫层设计深度,进行人工清理并对场地进行硬化处理;
S5:后浇顶板施工安装:在未浇注顶板的相邻先浇顶板之间间隙处绑扎顶板钢筋笼,并浇筑混凝土形成钢筋混凝土顶板,完成后浇顶板施工,从而完成管廊顶板施工;
S6:管廊底板施工安装:通过管廊入口或者明挖基坑进入内部已经挖好的综合管廊内,对管廊的底板进行施工;
S7:管廊内部设计施工:对底板或顶板与侧墙之间进行防水施工,最后根据管廊使用要求和规范,设计各管廊管道;
步骤S1中具体步骤如下:采用地下连续墙施工工艺在区域两侧分段同时施工构造导墙,采用成槽设备沿着导墙进行沟槽开挖,清槽后,绑扎竖墙钢筋笼,在竖墙钢筋笼与底板设计深度相应位置放置隔离泡沫块,下放竖墙钢筋笼至沟槽的基坑中,由下往上浇筑竖墙混凝土,形成管廊侧面的竖向连续墙。
2.根据权利要求1所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S1中,所述沟槽的底面深度须低于管廊底板下底面设计深度1-2米。
3.根据权利要求1所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S1中,浇筑完的竖向连续墙顶部深度与管廊顶板下底面设计深度平齐,且竖向连续墙上表面暴露出与后期顶板钢筋笼水平搭接的连接钢筋。
4.根据权利要求3所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S3中,具体方法如下:绑扎顶板钢筋笼后将其与竖向连续墙顶部的连接钢筋搭接,之后安装模板,浇筑混凝土形成钢筋混凝土顶板,待其到达设计强度后,在其上表面铺设防水层,并在防水层上再铺设一层保护层,最后进行原土回填并进行场地硬化处理。
5.根据权利要求4所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S3中,相邻钢筋混凝土顶板之间预留的间隔为1.5-4m。
6.根据权利要求1所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S3中,绑扎先浇顶板的顶板钢筋笼时,在相邻钢筋混凝土顶板间隙处预留伸出的水平连接钢筋;在步骤S5中,顶板钢筋笼同时与竖向连续墙顶部的连接钢筋及两侧的水平连接钢筋搭接。
7.根据权利要求1所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S6中,管廊的底板施工方法如下:在内部已经挖好的底板基坑先浇筑一层平整垫层,再在平整垫层表面铺设防水层,并在防水层表面浇筑一层保护层;凿除竖向连续墙上的隔离泡沫块并清理干净,裸露出竖向连续墙钢筋,然后在底板基坑绑扎底板钢筋笼,并与暴露出的竖墙钢筋笼水平搭接,浇筑混凝土形成钢筋混凝土底板。
8.根据权利要求7所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:所述底板垫层采用C20素混凝土;所述防水层采用改性沥青防水卷材;防水层的保护层采用C20细石混凝土。
9.根据权利要求7所述地下综合管廊的逆序施工方法,其特征在于:在步骤S7中,底板和侧墙之间进行防水加固施工方法如下:采用连接角钢和膨胀螺栓进行强化竖向连续墙与顶板或底板交界处的连接,在连接角钢预设膨胀螺栓钻孔位置,并根据连接角钢孔的预设位置在管廊竖向连续墙、顶板及底板相应位置进行钻孔,利用膨胀螺栓将连接角钢固定在竖向连续墙与顶板或底板的连接处,然后用防水混凝土浇筑管廊四角。
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