CN113374936B - 下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统及施工方法，该托换保护系统包括：相对设置的两个第一梁体，所述第一梁体位于所述承插管道下侧且与所述承插管道的延伸方向一致，两个所述第一梁体之间的距离大于所述承插管道的直径；至少两个用于支撑所述第一梁体的灌注桩，所述灌注桩沿所述承插管道的延伸方向间隔布置；若干互相平行设置的第二梁体，所述第二梁体的两端分别与所述第一梁体连接；位于所述第二梁体上并用于支撑所述承插管道的支撑托，所述支撑托的上表面设置与所述承插管道的外壁匹配的弧形凹槽。本发明解决了传统新建箱涵下穿既有的承插管道线时对承插管道的扰动过大无法确保承插管道正常使用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及市政地下管线施工技术领域，尤其涉及一种新建箱涵下穿正在运营中既有承插管道的托换保护。
背景技术
市政专业主管道与城市居民生活息息相关，没有特殊情况通常无法进行迁改。特别地，某些片区专业主管道为单节的钢筋混凝土承插管道。在新建箱涵需要下穿承插管道时，需要对既有的承插管道采取特殊保护措施，避免在箱涵施工时影响承插管道的正常使用。
现有技术中，箱涵下穿既有承插管道时，保护施工方法主要有明挖悬吊法、浅埋暗挖法和顶管法。当箱涵与承插管道距离小于1m时，前述三种方法对承插管道扰动过大，无法确保下穿施工中承插管道的正常使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是传统的新建箱涵下穿既有的承插管道线时对承插管道的扰动过大无法确保承插管道正常使用的问题。
针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统，其包括：相对设置的两个第一梁体，所述第一梁体位于承插管道下侧且与所述承插管道的延伸方向一致，两个所述第一梁体之间的距离大于所述承插管道的直径；至少两个用于支撑所述第一梁体的灌注桩，所述灌注桩沿所述承插管道的延伸方向间隔布置；若干互相平行设置的第二梁体，所述第二梁体的两端分别与所述第一梁体连接；位于所述第二梁体上并用于支撑所述承插管道的支撑托，所述支撑托的上表面设置与所述承插管道的外壁匹配的弧形凹槽。
本发明的部分实施方式中，所述第一梁体的长度大于位于所述承插管道下侧的箱涵的截面宽度。
本发明的部分实施方式中，所述第一梁体的宽度大于所述第二梁体的宽度，且所述第一梁体与所述第二梁体通过混凝土浇筑成型。
本发明的部分实施方式中，所述支撑托的弧形凹槽与所述承插管道之间设置隔离膜。
本发明同时提供一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其包括如下步骤：
根据箱涵铺设线路开挖基坑，在既有承插管道的位置处，使基坑的坑底与所述承插管道底面平齐；
在所述基坑的坑底处沿所述承插管道的延伸方向施工至少两个间隔设置的灌注桩；
在所述灌注桩上施工第一梁体，所述第一梁体沿所述承插管道延伸方向上设置为两个，沿所述承插管道的延伸方向间隔设置若干所述第二梁体，所述第二梁体的两端分别连接于所述第一梁体上；
在所述承插管道的位于所述第二梁体上方的部分管段上包覆隔离膜，并在所述第二梁体上浇筑与所述承插管道配合的支撑托；
在位于两个所述第一梁体外侧区域的基坑表面安装防护组件；
开挖承插管道下侧土方形成箱涵的施工区域，两侧挖至与所述基坑的坡面对齐，并将此部分的坡面通过阻挡件阻挡；
在所述基坑内施工箱涵，所述箱涵的部分区域穿设于所述承插管道的下侧区域。
本发明的部分实施方式中，沿所述承插管道的延伸方向施工至少三组所述灌注桩，每组灌注桩包括两个间隔设置的灌注桩；
位于最外侧的两组灌注桩之间的距离大于所述箱涵的宽度，位于中部的所述灌注桩包括位于下侧的灌注段以及位于上侧的格构柱，其中，所述格构柱覆盖所述箱涵的浇筑区域。
本发明的部分实施方式中，在浇筑箱涵过程中埋设止水钢板，所述止水钢板焊接于所述格构柱上。
本发明的部分实施方式中，所述箱涵浇筑完成后，将位于箱涵截面之间的所述格构柱割除。
本发明的部分实施方式中，所述防护组件包括设置于所述基坑表面的拉森钢板桩、型钢围檩以及型钢支撑。
本发明的部分实施方式中，在位于所述基坑上部的地面上沿所述箱涵的铺装方向施工两个相对设置的挡水墙。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本发明提供的承插管道的托换保护系统中，两侧灌注桩和中部灌注桩及格构柱深入下部土体形成支撑，与梁体连接形成承托结构，承插管道两侧第二梁体上通过设置与承插管道外壁匹配的弧形凹槽支撑托，支撑托与承插管道间采用隔离膜进行隔离，格构柱在箱涵底板和顶板位置埋设止水钢板，并在管涵混凝土强度达标后割除。整个托换保护系统实现了对承插管道位移的全面约束，同时也能满足了后期承插管道维修的要求。
本发明提供的箱涵的施工方法中，通过首先对承插管道进行可靠的支撑可以使既有承插管道得到全方位保护，保障承插管道正常使用，同时，该施工方法对基坑进行可靠的防护处理，避免箱涵施工时出现基坑塌陷等问题。整个施工方法安全可靠、方便快捷，经济效益较好。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1为本发明承插管道的托换保护系统的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为图1中B-B向剖视图；
图4为本发明承插管道的托换保护系统的一种具体实施方式的局部剖视图；
图5为本发明的箱涵施工过程中位于中间位置的灌注桩与箱涵的位置关系示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1-3所示为本发明的下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的一种具体实施方式，其包括：相对设置的两个第一梁体10，所述第一梁体10位于所述承插管道A下侧且与所述承插管道A的延伸方向一致，两个所述第一梁体10之间的距离大于所述承插管道A的直径；若干互相平行设置的第二梁体20，所述第二梁体20的两端分别与所述第一梁体10连接；至少两个用于支撑所述第一梁体10的灌注桩30，所述灌注桩30沿所述承插管道A的延伸方向间隔布置；以及安装于所述第二梁体20上并用于支撑所述承插管道A的支撑托40，所述支撑托40的上表面设置与所述承插管道A的外壁匹配的弧形凹槽。
所述灌注桩30设置的位置不唯一，一种具体实施方式中，沿承插管道A的延伸方向，所述灌注桩30对称设置于承插管道A的接头位置两侧，由于承插管道A之间的接头位置为承插管道A的薄弱部位，在接头位置两侧对称设置灌注桩30可避免接头位置出现灌注桩30或格构柱30b支撑点位置，减少由于应力集中导致接头位置出现泄露的风险。
具体地，所述第一梁体10的长度大于位于所述承插管道A下侧的箱涵的截面宽度，以使位于箱涵上侧的承插管道A在较长的区域内得到有效支撑。
具体地，所述第一梁体10的宽度大于所述第二梁体20的宽度，由于第一梁体10，通过所述灌注桩30进行支撑，其作为承载承插管道A的主梁，第二梁体20沿承插管道A的延伸方向设置若干个，其宽度小于第一梁体10的宽度，使整个梁体的结构强度得到了保证；并且由于该结构的梁体的支撑强度较高，其适用于承插管道A与箱涵之间距离较近的施工环境。
具体地，所述第一梁体10、所述第二梁体20、灌注桩30以及支撑托40分别绑扎钢筋后通过混凝土浇筑成型。
具体地，所述支撑托40的弧形凹槽与所述承插管道A之间设有隔离膜70，所述隔离膜70具体为聚乙烯隔离膜，所述隔离膜70用于隔离所述承插管道A与所述支撑托40，避免在浇筑所述支撑托40时使所述支撑托40与所述承插管道A连成一体，不方便承插管道A的检修更换。
本发明同时提供一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法的一种具体实施方式，其包括如下步骤：
S1.根据箱涵的铺设线路开挖用于基坑C，在既有承插管道A的位置处，使基坑C的坑底与所述承插管道A底面平齐；具体地，所述基坑C大致为具有斜坡面截面为倒梯形的土坑，在设置承插管道A延伸方向上，所述基坑C的坑底宽度是待施工箱涵B宽度的1.5-2倍，沿垂直于所述承插管道A的延伸方向上，所述基坑C的宽度是所述承插管道A的直径长度的2-3倍。
S2.在所述基坑C的坑底处沿所述承插管道A的延伸方向施工至少两个间隔设置的灌注桩30；
具体地，如图2、图3所示，沿所述承插管道A的延伸方向施工三组所述灌注桩30，每组灌注桩30包括两个间隔设置的灌注桩30，每组两个灌注桩30的间隔距离是所述承插管道A直径长度的2-3倍；三组所述灌注桩30中，位于最外侧的两组灌注桩30设置于所述基坑C坑底的两侧端部，两者之间的距离是所述箱涵B的宽度的1.5-2倍，位于中部的所述灌注桩30的部分区域与待施工所述箱涵B的截面重合，其包括位于下侧的灌注段30a以及位于上侧的格构柱30b，其中，所述格构柱30b覆盖所述箱涵B的浇筑区域。
S3.在所述灌注桩30上施工第一梁体10与第二梁体20，具体通过混凝土浇筑方式成型，所述第一梁体10沿所述承插管道A延伸方向上设置为两个，所述第二梁体20则设置若干个，更具体地，位于外侧的两组所述灌注桩30通过混凝土浇筑成型，位于中部的两个所述灌注桩30上侧区域的格构柱30b的下部插入与位于下侧灌注段30a内部并与之通过混凝土浇筑成一体。。
所述第二梁体20的两端分别连接于所述第一梁体10上；在进行所述第二梁体20的混凝土浇筑的过程中预埋支撑托固定筋80，便于后续支撑托40的施工。
S4.在所述承插管道A的位于所述第二梁体20上方的部分管段上包覆隔离膜70，并在所述第二梁体20上浇筑与所述承插管道A配合的支撑托40；这样，所述承插管道A的换托保护系统施工完毕。
当该换托保护系统养护一定时间达到强度后继续进行如下步骤：
S5.在位于两个所述第一梁体10外侧区域的所述基坑C表面安装防护组件，其中，所述防护组件包括：设置于所述基坑C表面的拉森钢板桩D1、型钢围檩D2以及型钢支撑D3，其中拉森钢板桩D1沿待施工箱涵B的铺设方向铺设，所述型钢围檩D2位于距地面2-3米的位置处，以加强所述拉森钢板桩D1的防护强度，沿所述型钢支撑D3用于加强所述型钢围檩D2的支护强度，其沿所述待施工箱涵B的铺设方向间隔布置。
S6.挖承插管道A下侧土方形成箱涵B的施工区域，两侧挖至与所述基坑C的坡面对齐，并将此部分的坡面通过阻挡件D4阻挡；
由于承插管道A已经通过所述托换保护系统得到有效的支撑，此时，将承插管道A下侧土方挖除时，承插管道A不会出现明显的水平和竖向位移。将此部分土方挖至与所述基坑C的坡面对齐后，将此部分的基坑C的坡面进行防护处理，具体地，所述阻挡件D4设置为槽钢或钢板，其通过将槽钢或钢板的两端与位于其两侧的拉森钢板桩D1进行焊接实现该基坑C的防护，避免箱涵B施工时出现基坑塌陷等问题。
S8.在所述基坑C内浇筑箱涵B，其中，所述箱涵B的部分区域穿设于所述承插管道A的下侧区域。
其中，所述箱涵B通过混凝土浇筑成型，在浇筑箱涵B过程中在所述箱涵B的顶板及底板内埋设止水钢板50，所述止水钢板50焊接于所述格构柱30b上。
由于所述格构柱30b与所述箱涵B的顶板和底板相交设置，两者连接部位防水效果较差，通过在两者之间设置止水钢板50，可避免可避免箱涵B内部水通过连接部位渗漏到箱涵外侧土体，造成道路塌陷。
经过上述步骤完成了所述箱涵B下穿既有承插管道A的施工，待浇筑后的箱涵B进行养护一段时间后，将位于箱涵B截面之间的所述格构柱30b拆除，具体可通过截割的方式将位于箱涵B顶板与底板之间的格构柱30b拆除，以使箱涵B各个位置处的通流截面一致。
为了防止在施工箱涵B的过程中，位于基坑C上侧的地面上的积水流入基坑C影响基坑C内的施工作业，在位于所述基坑C上部的地面上沿所述箱涵B的铺装方向施工两个相对设置的挡水墙60。挡水墙60可将基坑C与外部的区域进行隔离，使位于挡水墙60外侧的水体无法流入所述基坑C内。
上述承插管道的托换保护系统中，两侧灌注桩30和中部灌注桩30a及格构柱30b深入下部土体形成支撑，与第一梁体10连接形成承托结构，承插管道两侧第二梁体20上通过设置与承插管道A外壁匹配的支撑托40，支撑托40与承插管道A间采用隔离膜70进行隔离，格构柱30b在箱涵B底板和顶板位置埋设止水钢板50，并在箱涵混凝土强度达标后割除。
采用上述箱涵B的施工方法可以对既有承插管道A全方位保护，施工期间保障承插管道的正常使用，同时，支撑托40与承插管道A采用聚乙烯隔离膜70分离，方便日后管线维修；箱涵B中部采用格构柱30b进行承托，底部和顶部设置止水钢板50，有利于提升箱涵B薄弱位置的防水能力。整个施工方法方便快捷，经济效益较好。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其特征在于，其包括如下步骤：
根据箱涵铺设线路开挖基坑，在既有承插管道的位置处，使基坑的坑底与所述承插管道底面平齐；
在所述基坑的坑底处沿所述承插管道的延伸方向施工至少两个间隔设置的灌注桩；
在所述灌注桩上施工第一梁体，所述第一梁体沿所述承插管道延伸方向上设置为两个，沿所述承插管道的延伸方向间隔设置若干第二梁体，所述第二梁体的两端分别连接于所述第一梁体上；
在所述承插管道的位于所述第二梁体上方的部分管段上包覆隔离膜，并在所述第二梁体上浇筑与所述承插管道配合的支撑托；
在位于两个所述第一梁体外侧区域的基坑表面安装防护组件；
开挖承插管道下侧土体形成箱涵的施工区域，两侧挖至与所述基坑的坡面对齐，并将此部分的坡面通过阻挡件阻挡；
在所述基坑内施工箱涵，所述箱涵的部分区域穿设于所述承插管道的下部区域。
2.根据权利要求1所述的一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其特征在于，沿所述承插管道的延伸方向施工至少三组所述灌注桩，每组灌注桩包括两个间隔设置的灌注桩；
位于最外侧的两组灌注桩之间的距离大于所述箱涵的宽度，位于中部的所述灌注桩包括位于下侧的灌注段以及位于上侧的格构柱，其中，所述格构柱覆盖所述箱涵的浇筑区域。
3.根据权利要求2所述的一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其特征在于，在浇筑箱涵过程中埋设止水钢板，所述止水钢板焊接于所述格构柱上。
4.根据权利要求3所述的一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其特征在于，所述箱涵浇筑完成后，将位于箱涵截面之间的所述格构柱割除。
5.根据权利要求1所述的一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其特征在于，所述防护组件包括设置于所述基坑的拉森钢板桩、型钢围檩以及型钢支撑。
6.根据权利要求1所述的一种下穿施工中顶部承插管道的托换保护系统的施工方法，其特征在于，在位于所述基坑上部的地面上沿所述箱涵的铺装方向施工两个相对设置的挡水墙。
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2021
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