CN113718668B - 一种涵洞施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请设计涵洞施工工程，尤其涉及的是一种涵洞施工方法，包括基坑建筑、建设集水井、垫层施工和涵洞建筑等施工步骤。其中基坑建筑过程中采用井点降水方式完成基坑开挖过程中的降水工作，同时采用装配式结构搭建涵洞本体，以此有助于缩短涵洞施工周期；降水井可根据需求选择分段降水，有助于减少对施工区域周围水流的影响；将降水井中的沉淀管改建为集水井，可节省单独对集水井的施工及拆离沉淀管的时间，进一步提高涵洞的施工效率。

Description

一种涵洞施工方法

技术领域

本申请涉及涵洞工程技术领域，尤其是涉及一种涵洞施工方法。

背景技术

为了使道路顺利通过水渠不妨碍交通，或者便于行人或动物安全横穿道路，一般在道路工程建设中，于路基下修建于路面以下的过水通道或人形通道，这种过水通道或人形通道即为涵洞。涵洞主要由洞身、基础、端和翼墙等。其中，为了解决交通拥挤问题，也常常于建设完成的相交的两条道路之间开挖基坑，建筑一横穿另一道路的涵洞，以供行人通过或供车辆通行。

针对上述中的相关技术，发明人认为涵洞施工过程中需要开挖基坑、筑造涵洞管体，施工时一般需要将施工区域围起来，这将较长时间影响周边道路的正常使用。

发明内容

为了提高涵洞施工效率，缩短施工周期，本申请提供一种涵洞的施工方法。

本申请提供的一种涵洞的施工方法，采用如下的技术方案：

一种涵洞施工方法，包括以下步骤：

基坑建筑，先根据设计要求及施工区域的水文地质情况定点划线，形成基坑区域；再于基坑区域内修建若干个降水井；接着边借助抽水设备通过降水井排水，边开挖基坑，直至基坑深度达到目标深度；所述降水井包括至少两个井管体，所有所述井管体一一叠置；随着基坑地面深度增大，拆除高于基坑地面预设高度的井管体；

垫层施工，于基坑地面依次铺设碎石层、粗砂层、细砂层和砼垫层；

涵洞建筑，依次将侧板、底板和顶板吊装；所述侧板至少有两个；每两相邻侧板之间具有一所述底板和一所述顶板；每两相邻侧板相对的一侧下部具有供底板插装的台阶部；所述底板下部具有与所述台阶部相匹配的下凸部；每一所述顶板架设于两相邻侧板之间。

通过采用上述技术方案，基坑开挖过程中采用井点降水方式，可有效提高基坑开挖速度，涵洞结构由包括侧板、底板和顶板的装配式结构建筑，较浇筑或混合建筑具有较快的施工效率，从而整体缩短施工周期，减少对道路正常使用的影响。

可选的，所述降水井至少包括三个井管体，位于最下面的井管体为沉淀管，其余所述井管体为透水管；所述沉淀管为开口朝上的盲管；所述透水管为两端相同的环管，透水管的管壁均匀布设复数个透水孔；每一所述透水管内设有用于遮挡透水孔的挡水管，所述挡水管设有与透水管适配的通水孔；所述挡水管连接有控制挡水管沿降水井轴向升降的控制机构，挡水管通过控制机构实现遮挡透水孔或使通水孔连通透水孔。

通过采用上述技术方案，于现有道路建筑涵洞建筑过程，往往需要向路基下面开挖基坑，方能建筑涵洞。基坑的深度不低于目标涵洞的埋深，基坑开挖过程中，可能穿过位于地下的含水层，比如潜水含水层、承压含水层或位于不同含水层之间的隔水层，不同含水层之间的水流容易随基坑开挖而汇集于基坑内，影响基坑开挖效率及基坑的安全开挖。

本申请降水井通过内设置包括挡水管及控制机构组合构成的可选择遮挡或避开透水孔的遮挡结构，便于使用时可根据基坑开挖深度的需求，选择降低、排出位于不同水位的水流，减少涵洞施工区域内水流对基坑开挖过程的影响。

可选的，所述控制机构包括升降杆和内耳块；所述升降杆下端部固定于所述挡水管，所述内耳块固定于透水管内壁避开挡水管的区域；所述升降杆上端部可拆卸连接于所述内耳块；所述内耳块位于升降杆远离沉淀管的一侧；当升降杆连接于对应的内耳块时，挡水管遮挡于透水管；反之，透水孔对应连通于透水孔。

通过采用上述技术方案，降水井安装使用时，将升降杆上部连接于内耳块，可随之提升对应的挡水管，使挡水管遮挡透水孔，阻断相应水位的水流进入降水井中。随着基坑开挖，拆除位于一定高度的井管体后并将对应的升降杆从内耳块拆离，使挡水管及升降杆自重下沉，使得透水孔通过通水孔连通于降水井内，进而使对应水位的水流顺利流入降水井中，以便于施工过程借助抽水设备抽排降水井中汇集的水流，从而达到根据需求降低相应水位的水流。这样可避免一次性抽排与降水井深度适配的水流，减少对施工区域周围地下水流等的影响。

可选的，连接于同一所述升降杆的所述挡水管与所述内耳块安装于不同的所述透水管内。

通过采用上述技术方案，挡水管通过升降杆连接于不相邻的透水管的内耳块，可便于在位于具有内耳块的透水管拆除时，顺便将升降杆从内耳块拆离，使挡水管受自重下沉避开透水孔，进而使透水孔连通对应通水孔；而且降水井安装时，通过升降杆与内耳块的连接结构还可增强相邻井管体的连接稳定性。

可选的，连接于同一升降杆的所述挡水管与所述内耳块之间间隔有至少一个透水管。

通过采用上述技术方案，挡水管与对应内耳块的间距由升降杆的轴向长度决定，在升降杆从内耳块拆离后，挡水管受自重带动升降杆朝沉淀管下沉，便于提前对低于当前基坑地面与升降杆轴向长度适配的深度的水流，提高基坑开挖施工效率。

可选的，所述透水管两端内壁设有限制挡水管移动的上限位块和下限位块。

通过采用上述技术方案，通过上限位块可使挡水管通过升降杆背离沉淀管移动，确保挡水管遮挡透水孔的精度，起到遮挡作用。通过下限位块可使挡水管脱离对应内耳块后顺利下沉一定距离，使透水孔与通水孔顺利连通。

可选的，所述井管体外壁设有外耳块，外耳块具有外连孔；相邻井管体之间连接有穿设于外耳块的外连杆；所述外连杆与外连孔可拆连接。

通过采用上述技术方案，相邻井管体之间通过外耳块及外连杆可拆卸连接，拆卸方便快捷，有助于提高降水井的安装与拆卸，继而提供基坑开挖、甚至涵洞施工的效率，有助于缩短涵洞的整体施工周期。

可选的，所述降水井的径向截面为矩形。

通过采用上述技术方案，矩形结构可减少降水井安装下沉过程中因发生周向旋转影响相连井管体的连接稳定。而且不同井管体连接时

可选的，所述顶板与侧板之间垫设有一防护膜层。

通过采用上述技术方案，根据实际需求，防护膜层可为防水膜层、隔热膜层、保温膜层或防尘膜层等具有一定功能的膜层，通过该防护膜层可补偿顶板的不足，提高对经过涵洞的人员或车辆的防护。

可选的，还包括建设集水井，将至少一降水井最下面的井管体改造为集水井。

通过采用上述技术方案，涵洞地面低于路面，为了日常及时排出涵洞内的积水，涵洞中往往需设置集水排水结构，本申请利用降水井改建集水井进行集水排水，可减少对降水井的完全拆卸或封堵，有助于提供施工效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.采用井点降水方式完成基坑开挖过程中的降水工作，同时采用装配式结构搭建涵洞本体，以此有助于缩短涵洞施工周期；

2.降水井可根据需求选择分段降水，有助于减少对施工区域周围水流的影响；

3.将降水井中的沉淀管改建为集水井，可节省单独对集水井的施工及拆离沉淀管的时间，进一步提高涵洞的施工效率。

附图说明

图1是本申请涵洞施工流程框图；

图2是S200基坑建筑步骤流程框图；

图3是本申请降水井的整体结构示意图；

图4是本申请降水井内部结构示意图；

图5是本申请降水井降排水施工时结构示意图；

图6是本申请集水井结构示意图；

图7是本申请涵洞施工过程的结构示意图；

图8是本申请涵洞的结构示意图；

图9是本申请涵洞中侧板与底板加强结构示意图。

附图标记说明：2、井管体；21、外耳块；22、外连孔；23、外连杆；24、挡土网片；25、沉淀管；26、透水管；261、透水孔；262、上限位块；263、下限位块；27、控制机构；271、升降杆；272、内耳块；273、紧固螺母；28、支撑环圈；29、过滤网板；

3、挡水管；31、通水孔；

4、抽水设备；

5、潜水泵；

6、延伸管；

71、侧板；711、台阶部；712、凸块；713、下凹槽；714、内凹部；72、底板；721、下凸部；722、集水口；73、顶板；731、上缺口；732、下嵌条；74、防护膜层；75、涵洞通口。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种涵洞的施工方法。

参照图1，涵洞的施工方法包括S100测量放线、S200基坑建筑、S300建设集水井、S400垫层施工、S500涵洞建筑和S600路基建设。

S100测量放线具体为：根据水文地质情况及设计要求，确定施工范围，定点划线；并通过安全防护结构，如围栏或挡板等将施工区域围起来，提供使用安全，减少对周边环境的影响。

参考图2，S200基坑建筑具体包括S201确定基坑开挖区域、S202布设降水井井点、S203开挖降水井井孔、S204安装降水井、S205降排水和S206基坑开挖及井管体拆除。

S201确定基坑开挖区域，基坑开挖区域包括至少两条相交道路的交叉路口，基坑目标深度较涵洞下表面深度深0.5-1.5m。具体情况可根据基坑开挖区域的水文地质情况确定，若属于软弱土体，基坑深度应大于预设深度，以便于采用碎石或粗砂等材料替换改善土体的硬度，降低涵洞沉降风险。

S202布设降水井井点，于基坑开挖区域内均匀设置至少一个降水井井点。最好设置两个或两个以上的降水井井点，所有降水井井点靠近于基坑开挖区域的边缘。这样还可减少降水井对基坑开挖及基坑挡土墙等框架建设的影响。

S203开挖降水井井孔，采用钻掘设备，钻进开挖深度不小于基坑目标深度的降水井井孔，并在开挖完成的降水井井孔内壁设置挡土网笼，以减少降水井井孔坍塌。

参考图3，S204安装降水井，降水井的径向截面为矩形。降水井包括至少两个井管体2，所有井管体2一一叠置。井管体2外壁设有外耳块21，外耳块21具有外连孔22；相邻井管体2之间连接有穿设于外耳块21的外连杆23；外连杆23与外连孔22可拆连接。具体的，外连杆23与外连孔22采用螺纹连接，且井管体2四个外侧壁各设有一个外耳块21，相邻井管体2外耳块21对应的外连孔22同轴设置。因此同一轴向相邻的外连杆23还可通过螺纹连接或卡扣连接等可拆卸连接结构连成一体，由此提高降水井整体的连接强度，也可以降低降水井整体的轴度偏差。同时为了减少降水井井孔内的淤泥等通过相邻井管体2的间隙渗入，还可在相邻井管体2外壁覆设挡土网片24，挡土网片24连接于相邻井管体2，且位于外连杆23内侧；通过外连杆23压紧于井管体2外壁。

本实施例中，降水井至少包括三个井管体2，位于最下面的井管体2为沉淀管25，其余井管体2为透水管26；沉淀管25为开口朝上的盲管；透水管26为两端相同的环管，透水管26的管壁均匀布设复数个透水孔261。

参考图4，每一透水管26内设有用于遮挡透水孔261的挡水管3，挡水管3设有与透水管26适配的通水孔31；挡水管3连接有控制挡水管3沿降水井轴向升降的控制机构27构，挡水管3通过控制机构27构实现遮挡透水孔261或使通水孔31连通透水孔261。上下相邻通水孔31的间距不小于透水孔261的孔径，以提高挡水管3遮挡透水孔261的密封性。

参考图4，控制机构27构包括升降杆271和内耳块272；升降杆271下端部固定于挡水管3，内耳块272位于升降杆271远离沉淀管25的一侧。实际使用中，升降杆271可由多段杆体拼接而成，相邻杆体之间可采用螺纹连接或卡扣连接。其中，位于最下面的杆体下部固定于对应挡水管3，上端部向上延伸不低于对应挡水管3的上端面。

内耳块272固定于透水管26内壁避开挡水管3的区域；升降杆271上端部可拆卸连接于内耳块272。本实施中，内耳块272具有供升降杆271上端部穿过的贯穿孔，贯穿孔为孔径略大于升降杆271外径的光孔。升降杆271上部可设置螺纹段，连接时，升降杆271上端部穿过贯穿孔，并套设与螺纹段匹配的紧固螺母273，使升降杆271与内耳块272紧密连接。此时通水孔31与透水孔261相错，挡水管3遮挡阻隔透水孔261与降水井内部连通的通路。

这样当拆除紧固螺母273时，升降杆271可随挡水管3受自重下朝沉淀管25下沉，使挡水管3抵于下限位块263。此时通水孔31与透水孔261连通，使对应透水管26起到透水效果，便于对应水位的水流依次经过透水孔261、通水孔31进入降水井中，以便于降水井收集，并通过抽水设备4抽排，达到降低基坑施工目标深度的水位，使待开挖土体相对干燥，减少基坑开挖过程出现坍塌或滑坡等问题。

为了进一步提高带开挖土体的干燥程度，控制机构27构还可为以下结构：

参考图4，连接于同一升降杆271的挡水管3与内耳块272安装于不同的透水管26内。更进一步的，连接于同一升降杆271的挡水管3与内耳块272之间间隔有至少一个透水管26。挡水管3通过升降杆271连接于不相邻的透水管26的内耳块272，可便于在位于具有内耳块272的透水管26拆除时，顺便将升降杆271从内耳块272拆离，使挡水管3受自重下沉避开透水孔261，进而使透水孔261连通对应通水孔31；而且降水井安装时，通过升降杆271与内耳块272的连接结构还可增强相邻井管体2的连接稳定性。而且挡水管3与对应内耳块272的间距由升降杆271的轴向长度决定；在升降杆271从内耳块272拆离后，挡水管3受自重，带动升降杆271朝沉淀管25下沉，便于提前对低于当前基坑地面与升降杆271轴向长度适配的深度的水流，提高基坑开挖施工效率。

同时，透水管26两端内壁设有限制挡水管3移动的上限位块262和下限位块263。上限位块262可使挡水管3通过升降杆271背离沉淀管25移动，确保挡水管3遮挡透水孔261的精度，起到遮挡作用。通过下限位块263可使挡水管3脱离对应内耳块272后顺利下沉一定距离，使透水孔261与通水孔31顺利连通。

参考图4、图5，S205降排水，于建设完成的降水井中下沉抽水设备4，建设完成的降水井位于最上面至少两节透水管26的挡水管3可通过上述结构实现处于避开透水孔261的状态，即对应透水管26可用于降排对应水位的水流，以便于抽水设备4抽排降水井中收集的水。

由于潜水含水层的水流具有低位流动的趋向。因此，根据基坑开挖深度的需求，选择分段降排水，可减少更多水位深度的水流过于提前集中汇集于降水井中，由此减少对基坑施工周围环境水流情况的影响。

参考图4、图5，S206基坑开挖及井管体拆除，采用挖土机等工程机械设备开挖基坑，直至基坑地面达到目标深度。基坑开挖过程中，应及时将高于基坑地面一定高度的降水井的井管体2拆除，减少降水井井管体2高于基坑地面存在的安全隐患；而且及时拆卸高于基坑地面的井管体2，还可便于对位于基坑地面下方的井管体2中的挡水管3进行控制，以便于提前降排水。

参考图4、图6，S300建设集水井，当基坑开挖至目标深度后，再选择一个降水井的沉淀管25用于建设集水井，集水井应位于涵洞底壁覆盖区域内。并拆除所有透水管26及不用于改建集水井的沉淀管25。

建设集水井时，于沉淀管25上端部的外壁安装支撑环圈28，支撑环圈28的环宽大于沉淀管25外壁至降水井井孔内壁，使沉淀管25位置保持相对稳定，减少下沉。然后清理沉淀管25内壁残留的淤泥或土体，接着于沉淀管25内安装潜水泵5，并于沉淀管25上端部安装过滤网板29，潜水泵5的出水口穿过过滤网板29设置，以便于后续采用排水管道连接使用。

最后在沉淀管25上部安装延伸管6。

S400垫层施工，于基坑地面依次铺设碎石层、粗砂层、细砂层和砼垫层；通过垫层施工，可提高涵洞地基的承载强度与承载均衡性。

延伸管6上端面不低于垫层的上表面。

参考图7、图8，S500涵洞建筑，涵洞包括侧板71、底板72、顶板73和防护膜层74。其中侧板71至少有两个，每两侧板71与一底板72、一顶板73构成一个涵洞通口75。

侧板71下部靠近涵洞通口75的一侧设有台阶部711，侧板71上部远离涵洞通口75的一侧向上凸出有若干凸块712，侧板71上部靠近涵洞通口75一侧设有下凹槽713，下凹槽713的，下凹槽713的轴向平行于涵洞轴向。

底板72下部具有与台阶部711匹配的下凸部721，安装时，下凸部721位于两侧板71之间的对应的台阶部711。底板72具有与集水井对应的集水孔。

顶板73侧部设有供凸块712穿设的上缺口731，顶板73下表面还设有与下凹槽713适配的下嵌条732。

每一侧板71、每一顶板73和每一底板72均由两单元板组成，每一组相连接的侧板71、顶板73与顶板73的单元板组成的一个涵洞管体，相邻涵洞管体之间间隔有伸缩缝。

防护膜层74可为防水膜层、隔热膜层、保温膜层或防尘膜层等具有一定功能的膜层，通过该防护膜层74可补偿顶板73的不足，提高对经过涵洞的人员或车辆的防护。安装时，防护膜层74的侧壁嵌置于下嵌条732与下凹槽713之间。

防护膜层74可为具有伸缩量的弹性膜层，不同涵洞管体之间的防护膜层74可为一整张防护膜层74。这样可使减少防护膜层74割裂、对齐安装。

每两相邻侧板71相对的一侧下部具有供底板72插装的台阶部711；底板72下部具有与台阶部711相匹配的下凸部721；每一顶板73架设于两相邻侧板71之间。

本实施例以仅有一个涵洞通口75为例进行说明。

建筑涵洞时，根据设计要求，先将侧板71吊装于目标位置；再将采用外支撑柱支撑于侧板71远离外侧；接着，在垫层位于两侧板71之间浇筑混凝土，并将底板72吊装至侧板71的台阶部711，用混凝土或素水泥等浆料连接底板72与侧板71；然后张铺防护膜层74，防护膜层74的侧部采用胶水或素水泥等浆料固定于下凹槽713，防护膜层74需张铺平整。最后，于位于下凹槽713的防护膜层74注入胶水、素水泥或其他粘结浆料；继而将顶板73吊装至两侧板71顶部，直至预装完成。

参考图9，为了提高底板72与侧板71的连接强度侧板71下部靠近涵洞通口75的一侧可设置内凹部714，内凹部714预埋有与侧板71一体连接的侧钢筋架；底板72上部设有底钢筋架，底钢筋架可通过工具朝内凹部714扳弯，使侧钢筋架与底钢筋架交错设置形成钢筋体；接着沿涵洞轴向穿设钢筋杆，并浇筑混凝土，使侧板71与底板72稳定连接。涵洞中侧板71与底板72之间具有由钢筋梯与钢筋杆等组成的加强结构，由此提高涵洞整体支撑强度。

最后在涵洞与基坑内壁之间回填砂石、原土。

S600路基建设，于涵洞顶板73上面建设新的道路，使该道路与原来道路连通。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种涵洞施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

基坑建筑，先根据设计要求及施工区域的水文地质情况定点划线，形成基坑区域；再于基坑区域内修建若干个降水井；接着边借助抽水设备(4)通过降水井排水，边开挖基坑，直至基坑深度达到目标深度；所述降水井包括至少两个井管体(2)，所有所述井管体(2)一一叠置；随着基坑地面深度增大，拆除高于基坑地面预设高度的井管体(2)；

垫层施工，于基坑地面依次铺设碎石层、粗砂层、细砂层和砼垫层；

涵洞建筑，依次将侧板(71)、底板(72)和顶板(73)吊装；所述侧板(71)至少有两个；每两相邻侧板(71)之间具有一所述底板(72)和一所述顶板(73)；每两相邻侧板(71)相对的一侧下部具有供底板(72)插装的台阶部(711)；所述底板(72)下部具有与所述台阶部(711)相匹配的下凸部(721)；每一所述顶板(73)架设于两相邻侧板(71)之间；

所述降水井的径向截面为矩形；

所述降水井至少包括三个井管体(2)，位于最下面的井管体(2)为沉淀管(25)，其余所述井管体(2)为透水管(26)；所述沉淀管(25)为开口朝上的盲管；所述透水管(26)为两端相同的环管，透水管(26)的管壁均匀布设复数个透水孔(261)；每一所述透水管(26)内设有用于遮挡透水孔(261)的挡水管(3)，所述挡水管(3)设有与透水管(26)适配的通水孔(31)；所述挡水管(3)连接有控制挡水管(3)沿降水井轴向升降的控制机(27)构，挡水管(3)通过控制机(27)构实现遮挡透水孔(261)或使通水孔(31)连通透水孔(261)；

所述控制机(27)构包括升降杆(271)和内耳块(272)；所述升降杆(271)下端部固定于所述挡水管(3)，所述内耳块(272)固定于透水管(26)内壁避开挡水管(3)的区域；所述升降杆(271)上端部可拆卸连接于所述内耳块(272)；所述内耳块(272)位于升降杆(271)远离沉淀管(25)的一侧；当升降杆(271)连接于对应的内耳块(272)时，挡水管(3)遮挡于透水管(26)；反之，透水孔(261)对应连通于透水孔(261)。

2.根据权利要求1所述的涵洞施工方法，其特征在于：连接于同一升降杆(271)的所述挡水管(3)与所述内耳块(272)之间间隔有至少一个透水管(26)。

3.根据权利要求1所述的涵洞施工方法，其特征在于：所述透水管(26)两端内壁设有限制挡水管(3)移动的上限位块(262)和下限位块(263)。

4.根据权利要求1所述的涵洞施工方法，其特征在于：所述井管体(2)外壁设有外耳块(21)，外耳块(21)具有外连孔(22)；相邻井管体(2)之间连接有穿设于外耳块(21)的外连杆(23)；所述外连杆(23)与外连孔(22)可拆连接。

5.根据权利要求1所述的涵洞施工方法，其特征在于：所述顶板(73)与侧板(71)之间垫设有一防护膜层(74)。

6.根据权利要求1所述的涵洞施工方法，其特征在于：还包括建设集水井，将至少一降水井最下面的井管体(2)改造为集水井。