CN115478540B - 预留盾构下穿通道明挖隧道体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预留盾构下穿通道明挖隧道体系及施工方法，主要包括基坑主体结构、盾构机、盾构机轮廓线、明挖隧道、加大腋角结构、加固混凝土梁、钢管立柱、基坑梁体。针对盾构机下穿明挖隧道体系，在基坑主体结构下部设置加固混凝土梁进行加固，基坑主体结构侧边设置加大腋角结构进行加固，在基坑主体结构的基坑梁体上设置钢管柱进行支撑。本发明属于土木工程领域，针对预留盾构下穿通道明挖隧道体系结构的施工方法，有效降低工程成本，加快施工速度，应用于实际工程中可取得较好的技术经济效益。

Description

预留盾构下穿通道明挖隧道体系及施工方法

技术领域

本发明涉及预留盾构下穿通道明挖隧道体系及施工方法，属于土木工程领域，适用于预留盾构下穿通道明挖隧道体系结构的施工。

背景技术

随着城市地下空间开发规模扩大，高层建筑及地铁、高铁迅速发展，越来越多的地下设施源源不断地涌现，超大、超深基坑工程越来越多。在盾构施工过程中不断遇到大直径盾构机穿超深基坑的问题，如何减少其对超深基坑支护结构的负面影响，成为深基坑施工中一个重要而又较难处理的施工难题。

目前常规施工方法虽可进行一般盾构穿越基坑施工，但针对大直径盾构穿越基坑如何进行基坑结构加固、如何提高基坑底板承载能力等方面尚存可进一步提升之处。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种预留盾构下穿通道明挖隧道体系及施工方法。

这种预留盾构下穿通道明挖隧道体系，包括基坑主体结构、加大腋角施工装置、钢管立柱、基坑梁体、临时板撑割除支撑架和混凝土浇筑装置；基坑主体结构的底板下设有数道加固混凝土梁，基坑梁体包括底部横梁和顶部横梁，加固混凝土梁上通过底部横梁设有钢管立柱，钢管立柱顶端连接顶部横梁；基坑主体结构的侧墙和底板之间设有加大腋角结构，加大腋角施工装置包括定型化钢筋绑扎支架和定型化模板安装支架；

定型化钢筋绑扎支架中的底横梁连接竖向立柱，竖向立柱连接横向支撑梁，横向支撑梁连接可伸缩分配梁和踏步平台；定型化模板安装支架包括模板支撑架、定型化钢模板和固定支架，定型化钢模板贴合模板支撑架；模板支撑架通过固定支架连接底板，固定支架外侧依次连接定型化支撑架和钢格构柱，定型化支撑架和固定支架之间设有钢垫块、千斤顶和钢垫板；

临时板撑割除支撑架通过竖向立柱设有顶横梁，顶横梁下方通过提升吊机和钢丝绳连接升降式操作平台；混凝土浇筑装置中定型化型钢支架设于基坑主体结构的中板结构上，定型化型钢支架通过卷扬机和钢丝绳连接钢板平台。

作为优选：加固混凝土梁、钢管立柱和加大腋角结构均设于盾构机的盾构机轮廓线外侧；所述的顶部横梁上方还通过钢管立柱连接垂向相邻的基坑梁体，每道钢管立柱的下端通过支垫钢板连接基坑梁体，每道钢管立柱的上端通过扩散钢板、千斤顶、橡胶垫和支撑钢板连接基坑梁体。

作为优选：定型化钢筋绑扎支架的下部也设有底横梁，底横梁下方通过行走轮连接底板，定型化钢筋绑扎支架下部设有压重。

作为优选：固定支架底部的底横梁也设有行走轮，固定支架下方的底板内设有预埋拉环，拉杆一端设有钢板，另一端贯穿固定支架连接预埋拉环；定型化支撑架包括底梁、主柱和支撑横梁，底梁连接底板，主柱垂直连接底梁，支撑横梁垂直连接主柱，支撑横梁通过钢垫块、千斤顶和钢垫板连接固定支架；模板支撑架包括横撑和斜撑。

作为优选：预留盾构机的下穿通道时，基坑主体结构的明挖隧道中还设有临时板撑结构，临时板撑结构水平，临时板撑结构一端连接钢管立柱上方的顶部横梁，另一端连接基坑主体结构的侧墙。

作为优选：临时板撑割除支撑架下部也设有底横梁和行走轮，底横梁连接竖向立柱，竖向立柱顶部连有顶横梁，顶横梁下方设有提升吊机，提升吊机通过钢丝绳连接提升横梁上的吊环，提升横梁上和分配梁垂直连接形成升降式操作平台。

作为优选：中板结构设有数个预留孔，定型化型钢支架上设有卷扬机，钢丝绳一端连接卷扬机，另一端穿过预留孔与中板结构下方的钢板平台连接，混凝土浇筑装置还包括混凝土泵管，混凝土泵管一端位于中板结构上部，另一端穿过预留孔与橡胶管连接，橡胶管垂直伸至基坑主体结构的底部，钢板平台上设有钢横梁和混凝土浇筑孔。

这种预留盾构下穿通道明挖隧道体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、基坑主体结构底板施工：进行基坑主体结构底板施工，预留预埋拉环；

步骤二、加大腋角结构钢筋绑扎施工：行走轮移动定型化钢筋绑扎支架，到达位置后通过压重进行稳固，以可伸缩分配梁和踏步平台为作业平台，完成加大腋角结构的钢筋绑扎施工后撤去定型化钢筋绑扎支架；

步骤三、加大腋角结构混凝土施工：安装定型化模板安装支架并通过千斤顶调整位置，浇筑加大腋角结构后撤去定型化模板安装支架；

步骤四、基坑主体结构内部施工：进行基坑主体结构内部混凝土梁、柱和板施工，通过临时板撑结构对基坑主体结构内部进行支撑及加固；

步骤五、临时板撑拆除施工：使用临时板撑割除支撑架，通过提升吊机和钢丝绳控制升降式操作平台对临时板撑结构进行拆除和运输；

步骤六、盾构下穿通道结构加固施工：在盾构机下穿的过程中，在基坑梁体上设置钢管立柱，通过千斤顶调节钢管立柱的支撑长度；

步骤七、混凝土回填施工：安装定型化型钢支架，通过卷扬机和钢丝绳控制钢板平台高度，通过混凝土浇筑孔进行混凝土浇筑。

作为优选，步骤三中：加大腋角结构的混凝土浇筑形状由定型化钢模板配合步骤二中绑扎的钢筋确定。

本发明的有益效果是：

1)采用加固混凝土梁、钢管立柱和加大腋角结构对基坑主体结构进行加固，减少大盾构下穿过程中对基坑主体结构的损坏；

2)采用定型化钢筋绑扎支架和定型化模板安装支架进行加大腋角结构的钢筋绑扎和模板安装施工，提高加大腋角结构的施工效率和施工质量；

3)采用临时板撑割除支撑架对临时板撑进行拆除，通过提升吊机和钢丝绳控制升降式操作平台的升降，提高临时板撑结构的拆除施工效率和安全性；

4)采用定型化型钢支架和钢板平台进行回填混凝土的混凝土浇筑施工，提高回填混凝土结构施工效率和安全性。

附图说明

图1是预留盾构下穿通道明挖隧道体系结构图；

图2是钢管立柱加固结构图；

图3是定型化钢筋绑扎支架结构图；

图4是定型化模板安装支架结构图；

图5是临时板撑结构加固结构图；

图6是临时板撑割除结构图；

图7是回填混凝土施工结构图。

图中：1，基坑主体结构；2，加大腋角结构；3，加固混凝土梁；4，钢管立柱；5，基坑梁体；6，明挖隧道；7，盾构机轮廓线；8，盾构机；9，底部横梁；10，支垫钢板；11，千斤顶；12，顶部横梁；13，支撑钢板；14，橡胶垫；15，扩散钢板；16，行走轮；17，底横梁；18，底板；19，压重；20，竖向立柱；21，横向支撑梁；22，定型化钢筋绑扎支架；23，可伸缩分配梁；24，侧墙；25，踏步平台；26，拉杆；27，预埋拉环；28，钢板；29，固定支架；30，底梁；31，主柱；32，定型化支撑架；33，支撑横梁；34，钢格构柱；35，钢垫块；36，钢垫板；37，定型化模板安装支架；38，模板支撑架；39，横撑；40，斜撑；41，定型化钢模板；42，临时板撑结构；43，临时板撑割除支撑架；44，钢丝绳；45，顶横梁；46，分配梁；47，提升横梁；48，提升吊机；49，吊环；50，回填混凝土；51，预留孔；52，卷扬机；53，定型化型钢支架；54，混凝土泵管；55，中板结构；56，混凝土浇筑孔；57，钢板平台；58，钢横梁；59，橡胶管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

作为一种实施例，如图1至图7所示：一种预留盾构下穿通道明挖隧道体系，包括基坑主体结构1、加大腋角施工装置、钢管立柱4、基坑梁体5、临时板撑割除支撑架43和混凝土浇筑装置；基坑主体结构1的底板18下设有数道加固混凝土梁3用于整体结构加固，基坑梁体5包括底部横梁9和顶部横梁12，加固混凝土梁3上通过底部横梁9设有用于支撑的钢管立柱4，钢管立柱4顶端连接顶部横梁12；基坑主体结构1的侧墙24和底板18之间设有加大腋角结构2用于加固，加固混凝土梁3、钢管立柱4和加大腋角结构2均设于盾构机8的盾构机轮廓线7外侧；所述的顶部横梁12上方还通过钢管立柱4连接垂向相邻的基坑梁体5，每道钢管立柱4的下端通过支垫钢板10连接基坑梁体5，每道钢管立柱4的上端通过扩散钢板15、千斤顶11、橡胶垫14和支撑钢板13连接基坑梁体5。通过千斤顶11的行程调节钢管立柱4的支撑长度。

如图3和图4所示，加大腋角施工装置包括定型化钢筋绑扎支架22和定型化模板安装支架37；

定型化钢筋绑扎支架22的下部设有底横梁17，定型化钢筋绑扎支架22的底横梁17下方通过行走轮16连接底板18，定型化钢筋绑扎支架22下部设有压重19；定型化钢筋绑扎支架22中的底横梁17连接竖向立柱20，竖向立柱20连接横向支撑梁21，横向支撑梁21连接可伸缩分配梁23和踏步平台25，用于绑扎加大腋角结构2的钢筋结构；

定型化模板安装支架37包括模板支撑架38、定型化钢模板41和固定支架29，定型化钢模板41贴合模板支撑架38；模板支撑架38通过固定支架29连接底板18，固定支架29外侧依次连接定型化支撑架32和钢格构柱34，定型化支撑架32和固定支架29之间设有钢垫块35、千斤顶11和钢垫板36；固定支架29底部的底横梁17也设有行走轮16，固定支架29下方的底板18内设有预埋拉环27，拉杆26一端设有钢板28，另一端贯穿固定支架29连接预埋拉环27；定型化支撑架32包括底梁30、主柱31和支撑横梁33，底梁30连接底板18，主柱31垂直连接底梁30，支撑横梁33垂直连接主柱，支撑横梁33通过钢垫块35、千斤顶11和钢垫板36连接固定支架29，并对加大腋角结构2的混凝土浇筑位置进行固定；模板支撑架38包括横撑39和斜撑40。

如图6和图7所示，临时板撑割除支撑架43下部也设有底横梁17和行走轮16，底横梁17连接竖向立柱20，竖向立柱20顶部连有顶横梁45，顶横梁45下方设有提升吊机48，提升吊机48通过钢丝绳44连接提升横梁47上的吊环49，提升横梁47上和分配梁46垂直连接形成升降式操作平台。混凝土浇筑装置中定型化型钢支架53设于基坑主体结构1的中板结构55上，定型化型钢支架53通过卷扬机52和钢丝绳44连接钢板平台57。中板结构55设有数个预留孔51，定型化型钢支架53上设有卷扬机52，钢丝绳44一端连接卷扬机52，另一端穿过预留孔51与中板结构55下方的钢板平台57连接，混凝土浇筑装置还包括混凝土泵管54，混凝土泵管54一端位于中板结构55上部，另一端穿过预留孔51与橡胶管59连接，橡胶管59垂直伸至基坑主体结构1的底部，钢板平台57上设有钢横梁58和混凝土浇筑孔56。

如图5所示，预留盾构机8下穿通道时，基坑主体结构1的明挖隧道6中还设有临时板撑结构42，临时板撑结构42水平，临时板撑结构42一端连接钢管立柱4上方的顶部横梁12，另一端连接基坑主体结构1的侧墙24。

实施例二

作为另一种实施例，实施例一中预留盾构下穿通道明挖隧道体系的施工方法包括以下步骤：

步骤一、基坑主体结构底板施工：进行基坑主体结构1底板18施工，预留预埋拉环27；

步骤二、加大腋角结构钢筋绑扎施工：行走轮16移动定型化钢筋绑扎支架22，到达位置后通过压重19进行稳固，以可伸缩分配梁23和踏步平台25为作业平台，完成加大腋角结构2的钢筋绑扎施工后撤去定型化钢筋绑扎支架22；

步骤三、加大腋角结构混凝土施工：安装定型化模板安装支架37并通过千斤顶11调整位置，确定加大腋角结构2的混凝土浇筑形状；进行加大腋角结构2的浇筑，完成浇筑后撤去定型化模板安装支架37；

步骤四、基坑主体结构内部施工：进行基坑主体结构1内部混凝土梁、柱和板施工，通过临时板撑结构42对基坑主体结构1内部进行支撑及加固；

步骤五、临时板撑拆除施工：使用临时板撑割除支撑架43，通过提升吊机48和钢丝绳44控制升降式操作平台对临时板撑结构42进行拆除和运输；

步骤六、盾构下穿通道结构加固施工：在盾构机8下穿的过程中，在基坑梁体5上设置钢管立柱4，通过千斤顶11调节钢管立柱4的支撑长度；

步骤七、混凝土回填施工：基坑主体结构1内部结构采用定型化型钢支架53进行回填混凝土50的浇筑施工，首先在预留有数个预留孔51的中板结构55上安装定型化型钢支架53，通过卷扬机52和钢丝绳44控制钢板平台57高度，在钢板平台57上通过混凝土浇筑孔56进行混凝土浇筑。

Claims (2)

1.一种预留盾构下穿通道明挖隧道体系的施工方法，其特征在于，包括基坑主体结构(1)、加大腋角施工装置、钢管立柱(4)、基坑梁体(5)、临时板撑割除支撑架(43)和混凝土浇筑装置；基坑主体结构(1)的底板(18)下设有数道加固混凝土梁(3)，基坑梁体(5)包括底部横梁(9)和顶部横梁(12)，加固混凝土梁(3)上通过底部横梁(9)设有钢管立柱(4)，钢管立柱(4)顶端连接顶部横梁(12)；基坑主体结构(1)的侧墙(24)和底板(18)之间设有加大腋角结构(2)，加大腋角施工装置包括定型化钢筋绑扎支架(22)和定型化模板安装支架(37)；定型化钢筋绑扎支架(22)中的底横梁(17)连接竖向立柱(20)，竖向立柱(20)连接横向支撑梁(21)，横向支撑梁(21)连接可伸缩分配梁(23)和踏步平台(25)；定型化模板安装支架(37)包括模板支撑架(38)、定型化钢模板(41)和固定支架(29)，定型化钢模板(41)贴合模板支撑架(38)；模板支撑架(38)通过固定支架(29)连接底板(18)，固定支架(29)外侧依次连接定型化支撑架(32)和钢格构柱(34)，定型化支撑架(32)和固定支架(29)之间设有钢垫块(35)、千斤顶(11)和钢垫板(36)；临时板撑割除支撑架(43)通过竖向立柱(20)设有顶横梁(45)，顶横梁(45)下方通过提升吊机(48)和钢丝绳(44)连接升降式操作平台；混凝土浇筑装置中定型化型钢支架(53)设于基坑主体结构(1)的中板结构(55)上，定型化型钢支架(53)通过卷扬机(52)和钢丝绳(44)连接钢板平台(57)；包括以下步骤：

步骤一、基坑主体结构底板施工：进行基坑主体结构(1)底板(18)施工，预留预埋拉环(27)；

步骤二、加大腋角结构钢筋绑扎施工：行走轮(16)移动定型化钢筋绑扎支架(22)，到达位置后通过压重(19)进行稳固，以可伸缩分配梁(23)和踏步平台(25)为作业平台，完成加大腋角结构(2)的钢筋绑扎施工后撤去定型化钢筋绑扎支架(22)；

步骤三、加大腋角结构混凝土施工：安装定型化模板安装支架(37)并通过千斤顶(11)调整位置，浇筑加大腋角结构(2)后撤去定型化模板安装支架(37)；

步骤四、基坑主体结构内部施工：进行基坑主体结构(1)内部混凝土梁、柱和板施工，通过临时板撑结构(42)对基坑主体结构(1)内部进行支撑及加固；

步骤五、临时板撑拆除施工：使用临时板撑割除支撑架(43)，通过提升吊机(48)和钢丝绳(44)控制升降式操作平台对临时板撑结构(42)进行拆除和运输；

步骤六、盾构下穿通道结构加固施工：在盾构机(8)下穿的过程中，在基坑梁体(5)上设置钢管立柱(4)，通过千斤顶(11)调节钢管立柱(4)的支撑长度；

步骤七、混凝土回填施工：安装定型化型钢支架(53)，通过卷扬机(52)和钢丝绳(44)控制钢板平台(57)高度，通过混凝土浇筑孔(56)进行混凝土浇筑。

2.根据权利要求1所述的预留盾构下穿通道明挖隧道体系的施工方法，其特征在于，步骤三中：加大腋角结构(2)的混凝土浇筑形状由定型化钢模板(41)配合步骤二中绑扎的钢筋确定。