CN114000445B - 一种多孔并排穿路暗涵施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多孔并排穿路暗涵施工方法，属于暗涵施工的技术领域，其包括地下连续墙施工、竖井开挖、隔墙施工、旋喷桩止水帷幕施工和暗涵浅埋暗挖施工等，先开挖1、5和9号导洞，而后开挖3和7号导洞，最后开挖2、4、6和8号导洞，本申请具有实现9个连续暗涵开挖，减少相互涵洞之间影响，且先开挖的涵洞中涉及到的工序能为后开挖的涵洞提供支撑，提高土壤稳定性能，最终实现保证暗涵开挖区域上方原本道路顺畅通行，严格控制沉降量的效果。

Description

一种多孔并排穿路暗涵施工方法

技术领域

本申请涉及暗涵施工的技术领域，尤其是涉及一种多孔并排穿路暗涵施工方法。

背景技术

近年来，运河流域城市化进程发展迅猛，流域范围内的排水量猛增，导致附近核心区主要河道的设计洪水发生变化。而城区内河道标准提高困难，故在河道上游增设蓄滞洪区进行分洪，从而应对防洪标准。

蓄滞洪区主要是指河堤外洪水临时贮存的低洼地区及湖泊等，其中多数历史上就是江河洪水淹没和蓄洪的场所。为满足运河城市段防洪标准达到100年一遇，在上游新建蓄滞洪区，开挖形成景观水面、周边回填筑山，内部设有人工湿地、林地及景观设施，平时为湿地公园，行洪时实现蓄洪功能。

相关技术暗涵就是涵洞顶部覆土深度大于50cm时，称之为暗涵。当蓄滞洪区和河道之间被原有道路隔开，且需要避开对原有道路及综合管线破坏时，即明挖不可行，工程会采用暗挖的方式，在蓄滞洪区和河道之间开设暗涵进行连通。

相关技术暗涵开挖的净空尺寸、开挖数量以及开挖位置是需要按照当地的地质、地下水位以及原本路面覆土要求等综合因素去确定的，暗涵的设计流量是按照当地暗涵分洪流量进行计算，从而符合相关开挖标准，如“《公路隧道施工技术规范》”等。

运河与蓄滞洪区中部区域为暗涵开挖区域，如通州地区，暗涵开挖区域地层以第四系全新统粉土和砂层为主，局部为重粉质粘土，多种岩性呈互层状分布，第四系覆盖层总厚度200~300m。地层岩性以黄褐色粘质粉土、黄褐~灰色细砂、灰色粉质粘土/重粉质粘土为主。暗涵开挖区域地形海拨高程在25m，地面坡降0.3‰～0.6‰，由于近代河流泛滥堆积作用，其地势表现为近河床高，远河床低，形成顺河延伸的条形洼地。针对地质（含黏土层）以及场地大小的状况，常规满足泄洪需求的单个涵洞尺寸在有限的场地无法开展，通过蓄滞洪区最大分洪流量、暗涵最大过流能力、当地的地质等因素综合计算得出需要连续开设9个暗涵才能满足泄洪需求。

针对上述中的相关技术，发明人认为9个暗涵连续开设之前从未有过，采用常规暗涵开挖的方式存在有暗涵开挖区域上方原本道路坍塌，沉降量无法控制，无法满足道路管理单位要求，且常规暗涵开挖方式，由于地质原因暗涵周围止水方面无法控制的缺陷。

发明内容

为了实现9个暗涵通道正常连续开挖保证泄洪需求，且保证涵洞开挖区域上方原本道路安全使用的效果，本申请提供一种多孔并排穿路暗涵施工方法。

本申请提供的一种多孔并排穿路暗涵施工方法采用如下技术方案：包括以下步骤：

S1、在涵洞入口端和出口端处均分段施工地下连续墙，并浇筑冠梁；

S2、地下连续墙封闭内部开挖形成竖井，并在井口处进行支撑，竖井开挖的同时在竖井内浇筑隔墙，隔墙将竖井分隔为9孔竖井与9孔暗涵对应；隔墙从上至下分两段施工，第一段开挖及浇筑分别为6m和3.5m，第二段采取倒挂井壁方式施工到底；

S3、待隔墙混凝土达到设计强度，井口支撑拆除，开始施作大管棚；

S4、大管棚施工完毕，浇筑大管棚之下竖井内剩余高度的隔墙；

S5、拆除1、5和9号孔洞洞门一号区域范围内对应的地下连续墙，然后开挖支护暗涵一衬，1和9号孔洞一号区域贯通后施作旋喷桩止水帷幕，同时往下做二号区域的深孔注浆；

S6、采用倒挂井壁法继续施工1、5和9号孔洞对应的竖井，拆除1、5和9号孔洞洞门二号区域范围内对应的地下连续墙，并进行临时封底，封底完毕后进行一衬施工，继而再次下挖至最终底部，进行底板浇筑；

S7、1、5和9号孔洞一衬和二衬施工时，3和7号孔洞一衬施工同步进行：3和7号孔洞在1、5和9号孔洞一号区域一衬施工时已经同步开挖竖井至底部并进行了底板浇筑；在1、5和9号孔洞二号区域一衬施工期间，拆除3和7号孔洞一号区域范围内对应的地下连续墙，继而施工3和7号孔洞一号区域一衬工序，在1、5和9号孔洞二衬工序底板浇筑期间，拆除3和7号孔洞二号区域范围内对应的地下连续墙，并对3和7号孔洞二号区域一衬施工，随后施工3和7号孔洞的二衬工序；

S8、2、4、6和8号孔洞对应的竖井下挖到底并封底，3和7号孔洞的二衬施工侧墙拱顶沿涵洞长度方向向前推进不小于20m后，先拆除2、4、6和8号孔洞对应范围内的地下连续墙，然后进行一衬和二衬工序。

通过采用上述技术方案，地下连续墙以及1号和9号孔洞内旋喷桩止水帷幕的设置，对暗涵开挖范围起到止水的作用；且各个孔洞开挖顺序的调整，保证了所有暗涵的施工安全，减少了相邻暗涵之间开挖时的影响，且先开挖的暗涵为后开挖的暗涵还能提供支护结构，最终保证了涵洞开挖区域上方原本道路安全使用；不同孔洞开挖顺序不同且开洞门即拆除地下连续墙的工序、一衬工序和二衬工序的交叉，也节省了工时，缩短了总工期。

可选的，步骤S5中，1和9号孔洞进行旋喷桩止水帷幕施工，旋喷桩与水平面的夹角为70°，旋喷桩深入到黏土层不小于1.5m，旋喷桩桩径800mm且沿所在孔洞长度方向等距设置，桩间距500mm；1和9号孔洞旋喷桩均布置有两排。

通过采用上述技术方案，旋喷桩止水帷幕起到暗涵开挖区域止水的作用，双排的设置进一步保证了形成的止水帷幕的完整性，提高了容错率，保证了止水效果。

可选的，1和9号孔洞在与竖井地下连续墙交界处，每处增加不小于10根旋喷桩用于保证止水帷幕呈闭合状态。

可选的，步骤S3中，暗涵开挖时均采用在顶拱施作大管棚及超前小导管注浆的正台阶法开挖，中部设置临时仰拱形成上下两个导洞，即一号区域和二号区域，分别进行开挖，设置临时仰拱用于作为横向支撑、增加初衬安全和稳定。

可选的，在每榀拱 架拱脚设置2根DN42锁脚锚杆，锁脚锚杆长3m，注单液水泥浆，锁脚锚杆仅在1、3、5、7和9号孔洞设置，2、4、6和8号孔洞内不设置。

通过采用上述技术方案，节省了锚杆且保证了所有孔洞的支撑强度，避免的重复施工，避免了重复施工中相互孔洞之间锚杆施工产生的阻碍。

可选的，步骤S5之前，地下连续墙上开洞门之前，从地面对开洞门一侧地下连续墙背面5m范围进行深孔注浆加固及止水用于保证开洞门安全，注浆范围：地下连续墙墙背外沿水流方向5m，暗涵一衬外轮廓线外2m。

通过采用上述技术方案，提前注浆保证了开洞门的安全，减少上方塌陷的可能。

可选的，步骤S5中，二号区域的深孔注浆是在一号区域开挖后，从一号区域临时仰拱对二号区域的开挖轮廓线以外2m范围进行竖向辐射深孔注浆。

通过采用上述技术方案，通过辐射深孔注浆对土体进行止水加固，保证了土体顺利开挖，减少开挖时周围土体塌陷的现象。

可选的，步骤S2中，支撑采用钢管支撑，在冠梁混凝土达到设计强度后，在竖井顶部冠梁位置各洞中心线处设置Ф630钢管支撑，在完成竖井上部6m中隔墙，且混凝土强度达到设计要求后拆除钢管支撑。

通过采用上述技术方案，竖井开挖后，两侧土体会向中间有一个倾覆力，钢管支撑最为支撑构件去抵抗倾覆力，也为后续竖井采用倒挂井壁法施工提供了保障。

可选的，在冠梁混凝土浇筑过程中，在冠梁顶部对应钢管支撑位置预埋Ф25钢筋，在钢管支撑安装完成后，采用Ф10软钢丝对钢管支撑进行悬拉固定。

通过采用上述技术方案，预埋钢筋，并采用软钢丝对钢管支撑是对钢管支撑的一种防坠落措施，进一步保障了施工安全。

可选的，步骤S5之前，对地下连续墙正对孔洞处进行破除，破除采取保护性破除方式，采用连续水钻Ф10cm钻孔，环环相扣，形成破除轮廓，将地连墙切割成小块分离。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过上述暗涵开挖方式，实现9个连续暗涵开挖，减少相互涵洞之间影响，且先开挖的涵洞中涉及到的工序能为后开挖的涵洞提供支撑，提高土壤稳定性，最终实现保证暗涵开挖区域上方原本道路顺畅通行，严格控制沉降量的效果；

2.竖井以及旋喷桩止水帷幕对暗涵开挖区域周围起到止水阻水的作用，保证暗涵的正常开挖；

3.临时仰拱和钢管支撑的设置都是对暗涵施工起到保护作用，保障暗涵施工的安全。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是为凸显暗涵一衬和暗涵二衬部分结构示意图；

图3是步骤S1和S2示意图；

图4是步骤S3和S4示意图；

图5是步骤S5示意图；

图6是步骤S6示意图；

图7是步骤S6中底板浇筑后状态示意图；

图8是步骤S7示意图；

图9是步骤S8示意图；

图10是暗涵开挖横断面及纵剖示意图。

图中，1、地连墙；11、1号孔洞；12、2号导通；13、3号孔洞；14、4号孔洞；15、5号孔洞；16、6号孔洞；17、7号孔洞；18、8号孔洞；19、9号孔洞；2、隔墙；21、钢管支撑；22、软钢丝；3、竖井底板及二衬；4、暗涵一衬；5、暗涵二衬；6、大管棚；61、小导管；7、旋喷桩止水帷幕；8、锁脚锚杆；9、一号区域；91、二号区域。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多孔并排穿路暗涵施工方法。

参照图1，一种多孔并排穿路暗涵施工方法包括。

本实施例涵洞数量由于是9孔，则对应9孔依次进行编号为1-9号孔洞。

参照图2和图3，S1、在涵洞入口端和出口端处均分段施工地下连续墙，即地连墙1，并浇筑冠梁；

首先进行测量放线，然后依次施工导墙、施工平台、泥浆制备、成槽施工、清底换浆刷壁、钢筋笼制作与吊放和水下混凝土浇筑。

地连墙1接头部位施工是一个关键工序，必须用带钢丝刷头的专用刷壁器进行刷壁处理，直至刷壁器刷头上不沾泥为止，以确保地连墙1抗渗和抗弯设计要求。为控制保护层厚度，在钢筋笼主筋上，每隔3m设置一道定位器，梅花形布置。

水下混凝土浇筑采用导管法，在浇筑混凝土时导管要始终插入混凝土中，其埋深必须大于2.0～4.0m，严禁混凝土导管拔空，以免发生质量事故。

为保证地连墙1接缝处不渗水，接缝处采用2根Ф600mm旋喷桩止水，两桩之间咬合300mm，距离地连墙1300mm布置。1和9号孔洞在与竖井地连墙1交界处，每处增加不小于10根旋喷桩用于保证旋喷桩止水帷幕7呈闭合状态。

在地连墙1、旋喷桩止水帷幕7全部施工完成后，采用破碎炮破除导墙，挖掘机开挖地连墙1周边土方形成作业区，在桩头外漏后，采用人工风镐，配合破碎炮凿除废桩头松散混凝土，破除过程中特别注意不得损伤下部墙体、并注意保护外露钢筋。

在将凿毛桩顶充分清理后，开始进行冠梁施工。采用钢模板，对拉螺栓及架子管支撑加固，商品混凝土自卸浇筑，纵向冠梁根据实际情况预留施工缝，完工后做好养护工作。

参照图2和图3，S2、地连墙1封闭内部开挖形成竖井，并在井口处进行支撑，竖井开挖的同时在竖井内浇筑隔墙2，隔墙2将竖井分隔为9孔竖井与9孔暗涵对应；隔墙2从上至下分两段施工，第一段开挖及浇筑分别为6m和3.5m，第二段采取倒挂井壁方式施工到底；

竖井采取分层、分步土方开挖，在开挖过程中逐段进行隔墙2、大管棚6、开洞门等施工工序。

参照图3和图4，根据设计要求，在冠梁混凝土达到设计强度后，在竖井顶部冠梁位置各洞中心线处设置Ф630钢管支撑21，S3、待隔墙2混凝土达到设计强度，井口支撑拆除，开始施作大管棚6；竖井在完成钢管支撑21后，整体分层下挖至6m深，在此基础上支模浇筑上部6m中隔墙2混凝土，达到设计强度后拆除上部钢管支撑21。待浇筑隔墙2混凝土达到设计强度后，继续整体下挖3.5m至9.5m深，施作大管棚6。

参照图5和图6，暗涵开挖时均采用在顶拱施作大管棚6及超前小导管注浆的正台阶法开挖，中部设置临时仰拱形成上下两个导洞，即一号区域9和二号区域91，分别进行开挖，设置临时仰拱用于作为横向支撑、增加初衬安全和稳定。

回看图3，在冠梁混凝土浇筑过程中，在冠梁顶部对应钢管支撑21位置预埋Ф25钢筋，在钢管支撑21安装完成后，采用Ф10软钢丝22对钢管支撑21进行悬拉固定；防止钢管支撑21在后期竖井开挖、拆除施工过程中发生坠落风险。

钢管支撑21两端轴线相对安装偏差不大于L/1000，支撑挠度应不大于L/1000(L为支撑长度)。

参照图2和图4，S4、大管棚6施工完毕，浇筑大管棚6之下竖井内剩余高度的隔墙2；竖井中隔墙2随竖井开挖步序逐段进行施工，自上而下整体可分为5步，第一步浇筑6m深，第二步浇筑3.5m，第三步倒挂井壁施工到底，第四步竖井底板，最后侧壁二衬。

本实施例中1-9号孔洞在图中分别标注为11-19号标号，在本实施例文案部分不再标注。

参照图5和图6，S5、拆除1、5和9号孔洞洞门一号区域9范围内对应的地连墙1，此步骤即为开洞门步骤，对地连墙1正对孔洞处进行破除，破除采取保护性破除方式，采用连续水钻Ф10cm钻孔，环环相扣，形成破除轮廓，将地连墙1切割成小块分离，然后开挖支护暗涵一衬4，1和9号孔洞一号区域9贯通后施作旋喷桩止水帷幕7，同时往下做二号区域91的深孔注浆，深孔注浆是在一号区域9开挖后，从一号区域9临时仰拱对二号区域91的开挖轮廓线以外2m范围进行竖向辐射深孔注浆。1和9号孔洞进行旋喷桩止水帷幕7施工，旋喷桩与水平面的夹角为70°，旋喷桩深入到黏土层不小于1.5m，旋喷桩桩径800mm且沿所在孔洞长度方向等距设置，桩间距500mm；1和9号孔洞旋喷桩均布置有两排。

参照图6和图7，S6、采用倒挂井壁法继续施工1、5和9号孔洞对应的竖井，拆除1、5和9号孔洞洞门二号区域91范围内对应的地下连续墙，此处的拆除方式与S5中采用的开洞门步骤相同，并进行临时封底，封底完毕后进行一衬施工，继而再次下挖至最终底部，进行底板浇筑；

倒挂井壁采用格栅锚喷砼支护结构，侧壁采用30cm厚C25锚喷混凝土，设有钢筋格栅榀架，主筋为Φ22、Φ8@150×150钢筋网、Φ22@1000竖向连接筋，榀架间距0.5m。

参照图8，S7、1、5和9号孔洞一衬和二衬施工时，3和7号孔洞一衬施工同步进行：3和7号孔洞在1、5和9号孔洞一号区域9一衬施工时已经同步开挖竖井至底部并进行了底板浇筑；在1、5和9号孔洞二号区域91一衬施工期间，拆除3和7号孔洞一号区域9范围内对应的地下连续墙，继而施工3和7号孔洞一号区域9一衬工序，在1、5和9号孔洞二衬工序底板浇筑期间，拆除3和7号孔洞二号区域91范围内对应的地下连续墙，并对3和7号孔洞二号区域91一衬施工，随后施工3和7号孔洞的二衬工序。

参照图9，S8、2、4、6和8号孔洞对应的竖井下挖到底并封底，3和7号孔洞的二衬施工侧墙拱顶沿涵洞长度方向向前推进不小于20m后，先拆除2、4、6和8号孔洞对应范围内的地下连续墙，然后进行一衬和二衬工序。

参照图7、图8和图10，其中在每榀拱 架拱脚设置2根DN42锁脚锚杆8，锁脚锚杆8长3m，注单液水泥浆，锁脚锚杆8仅在1、3、5、7和9号孔洞设置，2、4、6和8号孔洞内不设置。

本具体实施方式的实施例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 (8)

1.一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在涵洞入口端和出口端处均分段施工地下连续墙，并浇筑冠梁；

S2、地下连续墙封闭内部开挖形成竖井，并在井口处进行支撑，竖井开挖的同时在竖井内浇筑隔墙(2)，隔墙(2)将竖井分隔为9孔竖井与9孔暗涵对应；涵洞数量由于是9孔，则对应9孔依次进行编号为1-9号孔洞；隔墙(2)从上至下分两段施工，第一段开挖及浇筑分别为6m和3.5m，第二段采取倒挂井壁方式施工到底；

S3、待隔墙(2)混凝土达到设计强度，井口支撑拆除，开始施作大管棚(6)；

S4、大管棚(6)施工完毕，浇筑大管棚(6)之下竖井内剩余高度的隔墙(2)；

S5、拆除1、5和9号孔洞洞门一号区域(9)范围内对应的地下连续墙，此步骤即为开洞门步骤；然后开挖支护暗涵一衬(4)，1和9号孔洞一号区域(9)贯通后施作旋喷桩止水帷幕(7)，同时往下做二号区域(91)的深孔注浆；

S6、采用倒挂井壁法继续施工1、5和9号孔洞对应的竖井，拆除1、5和9号孔洞洞门二号区域(91)范围内对应的地下连续墙，并进行临时封底，封底完毕后进行一衬施工，继而再次下挖至最终底部，进行底板浇筑；

S7、1、5和9号孔洞一衬和二衬施工时，3和7号孔洞一衬施工同步进行：3和7号孔洞在1、5和9号孔洞一号区域(9)一衬施工时已经同步开挖竖井至底部并进行了底板浇筑；在1、5和9号孔洞二号区域(91)一衬施工期间，拆除3和7号孔洞一号区域(9)范围内对应的地下连续墙，继而施工3和7号孔洞一号区域(9)一衬工序，在1、5和9号孔洞二衬工序底板浇筑期间，拆除3和7号孔洞二号区域(91)范围内对应的地下连续墙，并对3和7号孔洞二号区域(91)一衬施工，随后施工3和7号孔洞的二衬工序；

S8、2、4、6和8号孔洞对应的竖井下挖到底并封底，3和7号孔洞的二衬施工侧墙拱顶沿涵洞长度方向向前推进不小于20m后，先拆除2、4、6和8号孔洞对应范围内的地下连续墙，然后进行一衬和二衬工序；步骤S3中，暗涵开挖时均采用在顶拱施作大管棚(6)及超前小导管注浆的正台阶法开挖，中部设置临时仰拱形成上下两个导洞，即一号区域(9)和二号区域(91)，分别进行开挖，设置临时仰拱用于作为横向支撑、增加初衬安全和稳定；步骤S5中，二号区域(91)的深孔注浆是在一号区域(9)开挖后，从一号区域(9)临时仰拱对二号区域(91)的开挖轮廓线以外2m范围进行竖向辐射深孔注浆。

2.根据权利要求1所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：步骤S5中，1和9号孔洞进行旋喷桩止水帷幕(7)施工，旋喷桩与水平面的夹角为70°，旋喷桩深入到黏土层不小于1.5m，旋喷桩桩径800mm且沿所在孔洞长度方向等距设置，桩间距500mm；1和9号孔洞旋喷桩均布置有两排。

3.根据权利要求2所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：1和9号孔洞在与竖井地下连续墙交界处，每处增加不小于10根旋喷桩用于保证止水帷幕呈闭合状态。

4.根据权利要求1所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：在每榀拱 架拱脚设置2根DN42锁脚锚杆(8)，锁脚锚杆(8)长3m，注单液水泥浆，锁脚锚杆(8)仅在1、3、5、7和9号孔洞设置，2、4、6和8号孔洞内不设置。

5.根据权利要求1所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：步骤S5之前，地下连续墙上开洞门之前，从地面对开洞门一侧地下连续墙背面5m范围进行深孔注浆加固及止水用于保证开洞门安全，注浆范围：地下连续墙墙背外沿水流方向5m，暗涵一衬(4)外轮廓线外2m。

6.根据权利要求1所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：步骤S2中，支撑采用钢管支撑(21)，在冠梁混凝土达到设计强度后，在竖井顶部冠梁位置各洞中心线处设置Ф630钢管支撑(21)，在完成竖井上部6m中隔墙(2)，且混凝土强度达到设计要求后拆除钢管支撑(21)。

7.根据权利要求6所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：在冠梁混凝土浇筑过程中，在冠梁顶部对应钢管支撑(21)位置预埋Ф25钢筋，在钢管支撑(21)安装完成后，采用Ф10软钢丝(22)对钢管支撑(21)进行悬拉固定。

8.根据权利要求1所述的一种多孔并排穿路暗涵施工方法，其特征在于：步骤S5之前，对地下连续墙正对孔洞处进行破除，破除采取保护性破除方式，采用连续水钻Ф10cm钻孔，环环相扣，形成破除轮廓，将地下连续墙切割成小块分离。

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