CN116398701B - 改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构及其施工方法。所述保护结构包括U型支撑槽和套设在待保护改迁管道外的钢套管，在U型支撑槽的槽口设有保护盖板；所述U型支撑槽横穿基坑围护区，包括位于基坑围护区内的第一保护区、位于基坑围护区外且邻近基坑围护结构的两段第二保护区和与基坑围护结构交汇的两端第三保护区，第一保护区的U型支撑槽底部设有支撑结构，所述支撑结构包括对称设置的两排支撑立柱和连接在每排支撑立柱顶部的支撑梁。本发明在基坑开挖前施工，能够通过钢套管和混凝土凹槽进行双重保护，在改迁管道两侧使用支撑立柱，立柱和冠梁在后期主体结构的施工中，可以与主体结构融为一体，作为主体结构的永久支撑。

Description

改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及属于基坑施工技术领域，特别涉及改迁后的大直径主水管横穿基坑的保护结构。

背景技术

随着城市建设的发展，城市地下空间开发的数量也急剧增加，对于中心城区，地下空间基坑开挖期间不可避免的会遇到地下管线迁改或原位保护需求，由于市政管线种类繁多，包括电力管线、电信管线、燃气管线以及大直径的雨污水管线等，如果基坑支护工程施工过程中对临近的周边市政管线处理不当，往往给管线的正常运行和正常生产生活带来不便甚至造成严重的经济或生命损失。

在一些特殊情况下，管道改迁后仍然需要横穿基坑，由于地下主体结构施工完成后再进行管道改迁工作会存在较大的困难，管道改迁过程还会对地下主体造成破坏，甚至影响整个施工结构，所以一般遇到管道改迁后仍需要横穿基坑的情况，都会在基坑施工前完成改迁过程，并在改迁完成后再进行基坑的开挖及主体结构的施工。对于一些主供水管道是比较重要的市政管线，长时间停止工作，对周围居民及商户的生活会有很大的影响，一般在改迁完成后就需要及时恢复正常工作。由于水管跨度大、直径较大，而且工作中的管道带有压力，在基坑开挖及后期主体结构施工过程中，如果处理不当，很容易出现管道损坏，破裂现象，造成大量漏水现象，甚至污水倒灌入基坑的事件也时有发生，对基坑造成严重的安全隐患。因此，对于改迁后仍横穿基坑的管道进行保护是非常重要的。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构及其施工方法，该保护结构可以对横穿基坑的管道进行保护，避免后期在基坑开挖和施工过程对管道造成破坏，出现大量漏水影响基坑主体结构的施工。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，所述保护结构在基坑开挖前施工，所述保护结构包括U型支撑槽和钢套管，在U型支撑槽内设有弧形钢管支撑，所述钢套管套设在待保护改迁管道外，并整体架设在弧形钢管支撑上，在U型支撑槽的槽口设有保护盖板；所述U型支撑槽横穿基坑围护区，包括位于基坑围护区内的第一保护区、位于基坑围护区外且邻近基坑围护结构的两段第二保护区和与基坑围护结构交汇的两端第三保护区，所述第一保护区的U型支撑槽底部设有支撑结构，所述支撑结构包括对称设置在U型支撑槽两侧底部两排支撑立柱和连接在每排支撑立柱顶部的支撑梁，所述U型支撑槽位于两支撑梁之间，并与支撑梁连为一体；所述第二保护区的U型支撑槽埋设在地面以下，且底部设有第一混凝土垫层；所述第三保护区的U型支撑槽与基坑围护结构的冠梁连为一体；所述钢套管的长度大于待保护改迁管道横穿基坑区域的长度，并在待保护改迁管道两端伸出钢套管的部位设有控制阀。

本发明较优的技术方案：所述支撑立柱等距分布在待保护改迁管道的两侧，相邻两根支撑立柱的间距为10～18m，每根支撑立柱包括上部的格构柱和下部的抗拔桩，所述抗拔桩位于基坑底面以下，格构柱位于基坑内，且在基坑施工过程中与主体结构支撑板连为一体。

本发明较优的技术方案：所述第二保护区的U型支撑槽是在底面放坡挖设施工槽后，在施工槽内施工而层成，并在放坡面浇筑有混凝土垫层，且坡面的第二混凝土垫层与U型支撑槽底面的第一混凝土垫层连为一体；所述第二保护区的U型支撑槽的槽底采用第一混凝土垫层代替，并在该区域的U型支撑槽施工完成后，在U型支撑槽与两侧坡面之间的区域回填土层将U型支撑槽埋设；第二保护区的U型支撑槽的保护盖板与钢套管之间填充有泡沫板。

本发明较优的技术方案：所述第一保护区的U型支撑槽的两侧槽壁与支撑梁完全重叠或部分重叠，并通过混凝土一体浇筑而成，且该区域的U型支撑槽与支撑立柱相交部位也部分重合，并连为一体。

本发明较优的技术方案：所述弧形钢管支撑为混凝土支撑或钢板支撑，为整体式或者多个支撑分散设置，在弧形钢管支撑与钢套管接触面设有橡胶垫层。

本发明较优的技术方案：所述格构柱是由角钢和钢板拼接而成的方形支撑柱，顶部与支撑梁接触面设有支撑钢板；所述格构柱与主体结构顶板及主体结构底板交汇处均设有止水钢板。

本发明较优的技术方案：所述抗拔桩为混凝土灌注桩，其钢筋笼顶部锚入主体结构底板内，所述格构柱下部延伸至主体结构底板以下，并伸入抗拔桩内。

本发明还提供了一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构的施工方法，其特征在于，所述保护结构是在基坑开挖前进行施工，其具体施工过程如下：

(1)确定基坑施工区域和改迁管道横穿基坑位置，确定改迁管道保护结构的施工位置，并定点划线，将保护结构的施工区域分为基坑内保护区、基坑外保护区和基坑围护结构交汇区，并分段进行施工；

(2)施工基坑内保护区的支撑立柱，所述支撑立柱对称布设在管道改迁区域的两侧，每侧相邻两根支撑立柱之间的间距为10～18m，每根支撑立柱包括下部的混凝土灌注桩和上部的格构柱，具体施工过程是先定位放线埋设护筒，护筒压入土体长度大于改迁管道的埋深，然后采用钻机进行钻孔，制作格构柱下部的混凝土浇筑桩钢筋笼和格构柱骨架，将混凝土浇筑桩钢筋笼吊放至桩孔内，再将格构柱骨架插入钢筋笼内2～3m，并浇筑混凝土，最后进行桩孔回填；

(3)按照现有基坑围护结构地下连续墙施工方法施工保护结构与基坑围护结构交汇区域的地下连续墙；

(4)施工支撑梁和保护结构与基坑围护结构交汇区域地下连续墙的冠梁，支撑梁与冠梁连为一体，同时施工U型槽，且U型支撑槽与支撑梁与冠梁一体浇筑成型；

(5)在U型支撑槽内安装弧形钢管支撑，并将钢套管套设在改迁管道外，将套有钢套管的改迁管道置于U型支撑槽内的弧形钢管支撑上，同时预制U型支撑槽槽口盖板；

(6)将安装好的改迁管道两端与其它给水管道进行连接处理，并在改迁管道两端伸出基坑的位置分别安装有控制阀；完成水管通水测试正式通水后安装预制U型支撑槽槽口盖板；

(7)在基坑开挖后施工地下主体结构时，将地下主体结构的顶板、隔板及底板均与格构柱连为一体。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中钻孔完成后，检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1％；在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行循环清孔，清孔后泥浆比重控制在1.03～1.1，孔底沉渣厚不大于50mm，并在成孔过程同时进行灌注桩钢筋笼与格构柱制作，清孔完成后将灌注桩钢筋笼吊放至桩孔内。

本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中冠梁施工工艺流程为桩头处理→施工放线→垫层施工→冠梁及U型槽结构钢筋绑扎→冠梁及U型槽结构模板支立→冠梁及U型槽结构混凝土浇筑→拆模养护。

本发明的有益效果：

(1)本发明的保护结构在基坑开挖前施工，能够通过钢套管和混凝土凹槽进行双重保护，避免了在基坑开挖和主体结构施工过程中对改迁管道造成损坏，从而导致大量漏水现象，且管道自身出现漏水现象也可以通过钢套管和混凝土凹槽进行防渗，而且还可以通过钢套管将渗水引出。

(2)本发明在基坑开挖前在改迁管道两侧使用支撑立柱，并将支撑立柱顶部施工冠梁，将冠梁与混凝土凹槽连为一体，对混凝土凹槽进行支撑，而且立柱的冠梁及立柱的中部均与基坑支撑连为一体，能够进一步对大跨度改迁管道进行支撑；立柱和冠梁在后期主体结构的施工中，可以与主体结构融为一体，作为主体结构的永久支撑，混凝土凹槽也可以与主体结构底部融为一体形成永久保护结构。

(3)本发明中在改迁管道两端伸出基坑的部位分别设有应急阀门，在基坑开挖、主体结构施工过程以及后期地下结构正常运行中，出现意外漏水现象，可以及时将应急阀门关闭，避免大量漏水对主体结构造成影响。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图；

图2是图1中AA剖面图；

图3是图1中BB剖面图；

图4是图1中CC剖面图；

图5是图1中DD剖面图；

图6是本发明中支撑立柱的结构示意图；

图7是图6中AA剖面图；

图8是图6中BB剖面图；

图9是图6中CC剖面图；

图10是图6中DD剖面图；

图11是本发明中保护结构与主体结构连接示意图；

图12是实施例中的施工流程图。

图中：1—U型支撑槽，2—钢套管，3—基坑围护区，4—基坑围护结构，5—支撑立柱，500—格构柱，501—抗拔桩，502—支撑钢板，6—支撑梁，7—第一混凝土垫层，8—弧形钢管支撑，800—橡胶垫层，9—待保护改迁管道，10—保护盖板，11—控制阀，12—主体结构顶板，13—第二混凝土垫层，14—泡沫板，15—主体结构底板，16—止水钢板，17—主体结构隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至图11均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例提供的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，在基坑开挖前施工，如图1至图4所示，所述保护结构包括U型支撑槽1和钢套管2，在U型支撑槽1内设有弧形钢管支撑8，所述弧形钢管支撑8为混凝土支撑或钢板支撑，为整体式或者多个支撑分散设置，在弧形钢管支撑8与钢套管2接触面设有橡胶垫层800。所述钢套管2套设在待保护改迁管道9外，并整体架设在弧形钢管支撑8上，在U型支撑槽1的槽口设有保护盖板10；所述U型支撑槽1横穿基坑围护区3，包括位于基坑围护区3内的第一保护区、位于基坑围护区3外且邻近基坑围护结构4的两段第二保护区和与基坑围护结构4交汇的两端第三保护区。

实施例提供的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，如图2所示，所述第一保护区的U型支撑槽1底部设有支撑结构，所述支撑结构包括对称设置在U型支撑槽1两侧底部两排支撑立柱5和连接在每排支撑立柱5顶部的支撑梁6，所述U型支撑槽1位于两支撑梁6之间，并与支撑梁6连为一体；所述第一保护区的U型支撑槽1的两侧槽壁与支撑梁6完全重叠或部分重叠，并通过混凝土一体浇筑而成，且该区域的U型支撑槽1与支撑立柱5相交部位也部分重合，并连为一体。所述支撑立柱5等距分布在待保护改迁管道9的两侧，相邻两根支撑立柱5的间距为10～18m，如图6至图11所示，每根支撑立柱5包括上部的格构柱500和下部的抗拔桩501，所述抗拔桩501位于基坑底面以下，格构柱500位于基坑内，且在基坑施工过程中与主体结构支撑板连为一体。所述格构柱500是由角钢和钢板拼接而成的方形支撑柱，顶部与支撑梁6接触面设有支撑钢板502；所述格构柱500与主体结构顶板12及主体结构底板15交汇处均设有止水钢板16；所述抗拔桩501为混凝土灌注桩，其钢筋笼顶部锚入主体结构底板15内，所述格构柱500下部延伸至主体结构底板15以下，并伸入抗拔桩501内。

实施例提供的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，如图1和图3所示，所述第三保护区的U型支撑槽1与基坑围护结构4的冠梁连为一体；所述钢套管2的长度大于待保护改迁管道9横穿基坑区域的长度，并在待保护改迁管道9两端伸出钢套管2的部位设有控制阀11。如图4所示，所述第二保护区的U型支撑槽1埋设在地面以下，且底部设有第一混凝土垫层7；所述第二保护区的U型支撑槽1是在底面放坡挖设施工槽后，在施工槽内施工而层成，并在放坡面浇筑有混凝土垫层，且坡面的第二混凝土垫层13与U型支撑槽底面的第一混凝土垫层7连为一体；所述第二保护区的U型支撑槽1的槽底采用第一混凝土垫层7代替，并在该区域的U型支撑槽1施工完成后，在U型支撑槽1与两侧坡面之间的区域回填土层将U型支撑槽1埋设；第二保护区的U型支撑槽1的保护盖板10与钢套管2之间填充有泡沫板14。

实施例针对白云城市中心站地铁施工项目，本工程为广州东至花都天贵城际项目四工区，其位于广州市白云区。施工任务组成包括：土建四工区(白云城市中心站、白云城市中心站～白方区间盾构井区间)。白云城市中心站车站位于白云区南岭岗埔大道、白云城市中心工业路与新石路交叉口，呈南北走向，为地下两层岛式车站，与规划34、39号线车站换乘。车站西南侧为新思维创意产业园，东南侧为华尔顿大酒店及铁一中学(白云校区)，车站北段主要位于农田保护区；站点周边主要规划为商业、公服和居住用地等车站为明挖地下两层双岛四线站，有效站台中心里程为YCK78+991.304，设计起终点里程为YCK78+653.304～YCK79+663.304，车站全长1010m，标准段宽度约49.2m，有效站台中心底板埋深21.12m。总建筑面积80373m2(其中主体建筑面积68407m2，附属建筑面积11966m2)，共设置7个出入口及3组风亭。车站采用明挖顺作法施工(局部盖挖)，共分三期施工，基坑采用地下连续墙+内支撑体系。车站两端均为盾构区间，小里程端设盾构接收井，大里程端为盾构始发井。

白云城市中心站靠近南端有一DN1800供水管斜跨车站基坑，水管材质为焊接钢管，为上官苑二期市政供水管。上官苑二期市政DN1800供水管迁改工程部分与车站主体结构、附属结构施工存在冲突，分别为南岭岗埔大道靠近新石路处侵入广花城际白云城市中心站车站结构(涉及长度约100m)、沿清湖马田街南侧规划路绿化带敷设管段已横跨车站主体中部(涉及长度约50m)。马田街南侧供水管横跨车站段(J9-J10)，管底高程8.10，车站顶板高程9.30，竖向冲突1.2m。迁改后市政DN1800供水管底标高9.6m，现有地面标高为11.2m，水管开挖深度为1.6m。

上官苑二期市政供水管是作为江村水厂二期市政供水主管的重要组成部分，是保障江村水厂供水安全高效运行的有效措施，是广州市供水管网的重要一环。而DN1800供水管目前在白云城市中心站附近布设情况为：管线沿清湖马田街南侧规划路、南岭岗埔大道、新石路、新科科甲同兴路东侧规划路敷设；为保障给水管安全及施工顺利，在白云城市中心站基坑施工前，对斜跨基坑段范围给水管施做支撑保护结构；具体为对沿清湖马田街南侧规划路绿化处管段DN1800供水管下设围护桩及立柱+水管敷设后设置U型槽及盖板保护形成的支撑体系托住受影响管段，其具体施工流程如图12所示，在进行原水管开挖至管道改迁以及后续车站施工过程中需要全程进行监测，实施例的具体步骤如下：

(1)施工准备：包括关系人工探查，确定基坑施工区域和改迁管道横穿基坑位置，确定改迁管道保护结构的施工位置，施工位置是否与设计相符，如果不相符就进行设计调整，如果相符便课做施工准备；准备施工管材、格构柱材料，对改迁区域进行定点划线，将保护结构的施工区域分为基坑内保护区、基坑外保护区和基坑围护结构交汇区，并分段进行施工；

(2)施工基坑内保护区的支撑立柱，实施例中水管两侧共四根临时立柱桩，对称布设在管道改迁区域的两侧，每侧相邻两根支撑立柱之间的间距为10～18m，每根支撑立柱包括下部的混凝土灌注桩和上部的格构柱，混凝土灌注桩采用水下C35混凝土，桩长10m(原则上以桩长和嵌岩进入中风化层不小于10m两项指标"双控")、桩直径1.2m。支撑立柱采用旋挖钻机施工，空桩部分需砂石回填，施工顺序为：施工准备→测量放线→护筒埋设→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇筑→破桩头→成桩检测；护筒压入土体长度大于改迁管道的埋深，钻孔倾斜度不得大于1％。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行循环清孔，清孔后泥浆比重应控制在1.03～1.1；孔底沉渣厚不应大于50mm，如果孔底的沉渣厚度超过规范规定范围，必须进行再次清孔。

(3)在改迁前原管道周围施工钢板桩进行保护，然后开挖原管周围的土方，并将改迁管到进行移位；

(4)按照现有基坑围护结构地下连续墙施工方法施工保护结构与基坑围护结构交汇区域的地下连续墙；水管保护区域地下连续墙采用旋挖钻机引孔+冲桩机修槽进行施工，地下连续墙的主要工序包括：导墙制作、槽段划分、泥浆制作、开挖成槽、清底、钢筋笼制作及吊装，水下砼浇筑等。

(5)施工支撑梁和保护结构与基坑围护结构交汇区域地下连续墙的冠梁，支撑梁与冠梁连为一体，同时施工U型槽，且U型支撑槽与支撑梁与冠梁一体浇筑成型，工艺流程为桩头处理→施工放线→垫层施工→冠梁、U型槽结构钢筋绑扎→冠梁、U型槽结构模板支立→冠梁、U型槽结构混凝土浇筑→拆模养护；

(6)在U型支撑槽内安装弧形钢管支撑，并将钢套管套设在改迁管道外，将套有钢套管的改迁管道置于U型支撑槽内的弧形钢管支撑上，同时预制U型支撑槽槽口盖板；

(7)将安装好的改迁管道两端与其它给水管道进行连接处理，并在改迁管道两端伸出基坑的位置分别安装有控制阀，完成水管通水测试正式通水后安装预制U型支撑槽槽口盖板；

(7)进行后续车站施工，在基坑开挖后施工车站主体结构时，将地下主体结构的顶板、隔板及底板均与格构柱连为一体，如图11所示。

上述实施例步骤(2)中支撑立柱的具体施工过程如下：

(1)施工准备：在施工前，清除设计桩位范围场地内的杂物、障碍物；由测量队对桩位中心、标高进行测量放样；护筒采用钢护筒，护筒下沉时要核对桩轴线，保证护筒中心与桩中心一致，并严格保持护筒的垂直度在1％以内，护筒沉落后，周边用粘土回填夯实，保证其顶部高出地面约0.2m，且护筒护筒压入土体长度大于水管埋深，以保证水管下方土体稳定；挖好泥浆池和排泥沟等；安设钻机时地面应平整，以保证钻机平稳。

(2)桩位测量定位：根据设计图纸提供的桩位，以桩中心为交叉点，用十字线定位；在十字线的四个方向用木桩作标志，测出木桩上的标志点到十字线交叉点的距离，测量偏差应控制在5mm以内；每根桩必须进行测量放点、护筒埋设居中、钻头中心对正这三道测量工序。

(3)成孔及清孔：钻机就位转入正常旋钻，要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象；泥浆比重根据冲程对应地层情况进行调整；在冲击过程中，保持泥浆面始终不低于护筒顶下0.5m；在冲击过程中，观察冲孔的变形、垂直度、泥浆面高度，以防止发生孔壁坍塌；如发现严重坍塌时，应及时用粘土回填，分析原因并且制定整改措施重新冲孔；终孔后应及时检查桩位、孔深、孔径和垂直度等，并做好记录，合格后方可进行清孔；清孔分两次，一次是成孔后，一次是钢筋笼和导管下放后；清孔可采用抽渣筒法，抽渣时，必须及时向孔内补充泥浆，以防止亏浆造成空内坍塌。清孔后沉渣厚度不大于10cm，泥浆比重应≤1.15g/m³。

(4)钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。

(5)混凝土桩钢筋笼和格构柱的制作并吊放：

a.下部混凝土钢筋笼的制作：钢筋笼钢筋采用HPB300、HRB400，钢筋保护层厚70mm，通长纵筋48根直径32mm，HPB300级钢筋焊条采用E43型，HRB400级钢筋焊条采用E50型；钢筋笼加工顺序：先铺设3根主筋，将所有加强箍筋焊接到铺设的3根主筋上后，再将其余主筋焊接到加强箍筋上，然后将螺旋箍筋缠绕到主筋上进行梅花型点焊；钢筋笼主筋连接采用双面搭接焊，搭接长度5d(d为钢筋直径，下同)，主筋接头应间隔错开且间距大于35d，在同一截面上的接头率不得超过50％，接头采用双面搭接焊，焊缝长度不小于5d。自钢筋笼顶向下2m起，间距2m一道，定位好加强箍筋后，安装第一根主筋，要求安装后平直并点焊牢固。

b.格构柱骨架制作：格构柱为Q235b型L200*20角钢，焊条采用E43型，角钢和角钢之间使用缀板连接，每断面4块，缀板间距700mm；缀板与角钢接触位置均满焊，格构柱插入钢筋笼内2.5米，与钢筋笼主筋可靠焊接，格构柱插入长度应严格控制，误差不大于+5cm，格构柱垂直误差不大于1/300基坑开挖深度；格构柱顶(即立柱顶锚板顶面)和第一道砼支撑底部标高标高相同，上部锚固钢筋锚入第一道支撑，与支撑体系构成整体，保证支撑结构刚度；格构柱及钢筋笼下放到位后用两根吊筋吊在护壁上防止格构柱下沉,格构柱在下放前应确定角钢之间空隙与后期施工与其连接的砼连梁方向一致，保证后期砼连梁钢筋顺利施工及钢联系梁的正常施做。

c.钢筋笼的吊装:钢筋笼下落至井口型钢横杠上，起吊格构柱缓慢放入钢筋笼内，格构柱插入钢筋笼内2.5米，避免碰撞钢筋笼，格构柱的四面采用U型钢筋，U型钢筋两端分别与角钢和钢筋笼主筋单面满焊定位，焊接长度不小于200mm。

(6)下混凝土导管、二次清孔:钢筋笼入孔后，安装导管，导管底部距孔底小于50cm；混凝土灌注前再次测泥浆比重及沉淀厚度，若超标则用泵吸反循环法进行二次清孔，直到沉渣厚度小于100mm，泥浆比重小于1.15g/cm3为止。

(7)灌注:支撑立柱所用混凝土为C35水下混凝土；抗拔桩为C35水下混凝土，抗渗等级P8,灌注过程严格按照施工组织进行，首批水下混凝土方量要保证导管埋深不小于1m，桩基混凝土的灌注保证连续，中途不得停顿，一旦机具发生故障或停电、停水及导管发生堵塞、进水等事故，应立即采取有效措施进行处理，并同时做好记录；混凝土灌注中要派专人测设导管的埋深和水下混凝土灌注标高，为保证成桩质量，灌注宜超灌50cm，施工过程做好记录。

(8)桩孔回填及防护:临时格构柱桩施工过程中，未回填至地面标高之前，采用A12@150*150mm，1.5m*1.5m钢筋防护网片进行防护；工程桩混凝土浇注完后，需要及时进行桩孔回填，回填之前桩孔周围作好安全措施，采用砂石料回填密实。

上述实施例步骤(5)中的冠梁支撑及U型槽施工具体步骤如下：

(1)墙头处理；冠梁施工前，对连续墙咬合桩桩顶超灌混凝土进行人工凿除，破除时严格控制标高，严禁超挖。

(2)施工放线；墙头处理完成后，由测量班放出冠梁和支撑的位置和标高，并在地上做好标记；冠梁由西到东保持0.2％的纵坡，放线时做好标高控制，误差控制在±10mm以内。

(3)垫层施工；人工沿支撑的轴线位置开挖沟槽至设计标高以下50mm，沟槽的宽度应比支撑的宽度大200mm，然后施工一层50mm厚的水泥砂浆垫层，垫层上再刷上一道黄油(或油毛毡)作为隔离层，施工垫层时应严格控制其标高，对跨度不小于4m的支撑梁保证1‰～3‰起拱高度。

(4)钢筋绑扎；冠梁支撑和U型槽结构钢筋主筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用HPB300级钢筋，浇筑混凝土等级为C30；钢筋绑扎时严格按大样图施工，不得有缺筋、漏筋等现象。主筋连接Φ16mm及以上采用单面焊接，Φ16mm以下采用绑扎连接；单面焊接焊缝饱满且长度为10d，焊条采用J502型，焊接好后要及时清理焊渣；同一截面纵向受力钢筋的接头面积百分率不应大于50％。箍筋必须与主筋相钩且绑扎结实，不得出现脱钩现象。混凝土支撑与冠梁节点处钢筋布设是冠梁的底、面层主筋放在最外排，混凝土支撑、斜撑的主筋放在最里排，支撑与冠梁间的钢筋互锚长度应严格按照图纸要求进行施工。

(5)模板支设，模板安装前必须将模板清理干净并涂上脱模剂；砼冠梁模板为单侧支立，支撑模板均为两侧支立，竖向龙骨采用1m×8cm×8cm方木，间距40cm，顺冠梁及支撑方向采用上下2道6m×Φ48mm钢管外扣蝴蝶扣，再采用Φ14mm螺杆外套Φ18mmPVC管实行对拉，对拉螺杆间距40cm，相邻钢管之间搭接50cm，以保证模板加固体系整体稳定性，钢管搭接接头位置错开模板交接位置，防止混凝土施工过程中出现胀模，跑模现象。两侧模之间采用Φ14mm螺纹钢对顶，间距2m，另外加30mm厚砼垫块，间距50cm×1m(竖×横)保证50mm主筋混凝土保护层厚度。整体模板安装完毕以后，模板两侧每隔2m打一根钢管，再采用顶托顶在钢管与侧模钢管之间，防止混凝土施工过程中模板出现整体偏移，方便及时调整。整个模板安装加固完成后，复测模板线，模板拼缝要严密严禁出现跑模、漏浆等现象。

(6)混凝土浇筑；混凝土浇注采用罐车直泻的方式，需控制放料速度，防止混凝土将模板冲动，同时必须分层浇注均匀振捣，不得漏振；严格控制混凝土浇注标高，施工队需配合项目部试验人员制作混凝土试块,混凝土应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护，喷淋洒水养护不得小于7d，拆模时间视环境温度而定，拆模后外露面迅速进行养生。

以上所述，只是本发明的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，所述保护结构在基坑开挖前施工，其特征在于：所述保护结构包括U型支撑槽(1)和钢套管(2)，在U型支撑槽(1)内设有弧形钢管支撑(8)，所述钢套管(2)套设在待保护改迁管道(9)外，并整体架设在弧形钢管支撑(8)上，在U型支撑槽(1)的槽口设有保护盖板(10)；所述U型支撑槽(1)横穿基坑围护区(3)，包括位于基坑围护区(3)内的第一保护区、位于基坑围护区(3)外且邻近基坑围护结构(4)的两段第二保护区和与基坑围护结构(4)交汇的两端第三保护区，所述第一保护区的U型支撑槽(1)底部设有支撑结构，所述支撑结构包括对称设置在U型支撑槽(1)两侧底部两排支撑立柱(5)和连接在每排支撑立柱(5)顶部的支撑梁(6)，所述U型支撑槽(1)位于两支撑梁(6)之间，并与支撑梁(6)连为一体；所述第二保护区的U型支撑槽(1)埋设在地面以下，且底部设有第一混凝土垫层(7)；所述第三保护区的U型支撑槽(1)与基坑围护结构(4)的冠梁连为一体；所述钢套管(2)的长度大于待保护改迁管道(9)横穿基坑区域的长度，并在待保护改迁管道(9)两端伸出钢套管(2)的部位设有控制阀(11)。

2.根据权利要求1所述的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，其特征在于：所述支撑立柱(5)等距分布在待保护改迁管道(9)的两侧，相邻两根支撑立柱(5)的间距为10～18m，每根支撑立柱(5)包括上部的格构柱(500)和下部的抗拔桩(501)，所述抗拔桩(501)位于基坑底面以下，格构柱(500)位于基坑内，且在基坑施工过程中与主体结构支撑板连为一体。

3.根据权利要求1或2所述的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，其特征在于：所述第二保护区的U型支撑槽(1)是在底面放坡挖设施工槽后，在施工槽内施工而层成，并在放坡面浇筑有混凝土垫层，且坡面的第二混凝土垫层(13)与U型支撑槽底面的第一混凝土垫层(7)连为一体；所述第二保护区的U型支撑槽(1)的槽底采用第一混凝土垫层(7)代替，并在该区域的U型支撑槽(1)施工完成后，在U型支撑槽(1)与两侧坡面之间的区域回填土层将U型支撑槽(1)埋设；第二保护区的U型支撑槽(1)的保护盖板(10)与钢套管(2)之间填充有泡沫板(14)。

4.根据权利要求1或2所述的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，其特征在于：所述第一保护区的U型支撑槽(1)的两侧槽壁与支撑梁(6)完全重叠或部分重叠，并通过混凝土一体浇筑而成，且该区域的U型支撑槽(1)与支撑立柱(5)相交部位也部分重合，并连为一体。

5.根据权利要求1或2所述的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，其特征在于：所述弧形钢管支撑(8)为混凝土支撑或钢板支撑，为整体式或者多个支撑分散设置，在弧形钢管支撑(8)与钢套管(2)接触面设有橡胶垫层(800)。

6.根据权利要求2所述的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，其特征在于：所述格构柱(500)是由角钢和钢板拼接而成的方形支撑柱，顶部与支撑梁(6)接触面设有支撑钢板(502)；所述格构柱(500)与主体结构顶板(12)及主体结构底板(15)交汇处均设有止水钢板(16)。

7.根据权利要求2所述的一种改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构，其特征在于：所述抗拔桩(501)为混凝土灌注桩，其钢筋笼顶部锚入主体结构底板(15)内，所述格构柱(500)下部延伸至主体结构底板(15)以下，并伸入抗拔桩(501)内。

8.一种权利要求1至7中任意一项所述的改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构的施工方法，其特征在于，所述保护结构是在基坑开挖前进行施工，其具体施工过程如下：

(1)确定基坑施工区域和改迁管道横穿基坑位置，确定改迁管道保护结构的施工位置，并定点划线，将保护结构的施工区域分为基坑内保护区、基坑外保护区和基坑围护结构交汇区，并分段进行施工；

(2)施工基坑内保护区的支撑立柱，所述支撑立柱对称布设在管道改迁区域的两侧，每侧相邻两根支撑立柱之间的间距为10～18m，每根支撑立柱包括下部的混凝土灌注桩和上部的格构柱，具体施工过程是先定位放线埋设护筒，护筒压入土体长度大于改迁管道的埋深，然后采用钻机进行钻孔，制作格构柱下部的混凝土浇筑桩钢筋笼和格构柱骨架，将混凝土浇筑桩钢筋笼吊放至桩孔内，再将格构柱骨架插入钢筋笼内2～3m，并浇筑混凝土，最后进行桩孔回填；

(3)按照现有基坑围护结构地下连续墙施工方法施工保护结构与基坑围护结构交汇区域的地下连续墙；

(4)施工支撑梁和保护结构与基坑围护结构交汇区域地下连续墙的冠梁，支撑梁与冠梁连为一体，同时施工U型槽，且U型支撑槽与支撑梁与冠梁一体浇筑成型；

(5)在U型支撑槽内安装弧形钢管支撑，并将钢套管套设在改迁管道外，将套有钢套管的改迁管道置于U型支撑槽内的弧形钢管支撑上，同时预制U型支撑槽槽口盖板；

(6)将安装好的改迁管道两端与其它给水管道进行连接处理，并在改迁管道两端伸出基坑的位置分别安装有控制阀；完成水管通水测试正式通水后安装预制U型支撑槽槽口盖板；

(7)在基坑开挖后施工地下主体结构时，将地下主体结构的顶板、隔板及底板均与格构柱连为一体。

9.根据权利要求8所述的改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中钻孔完成后，检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1％；在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行循环清孔，清孔后泥浆比重控制在1.03～1.1，孔底沉渣厚不大于50mm，并在成孔过程同时进行灌注桩钢筋笼与格构柱制作，清孔完成后将灌注桩钢筋笼吊放至桩孔内。

10.根据权利要求8所述的改迁后的大直径主水管横穿基坑保护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(4)中冠梁施工工艺流程为桩头处理→施工放线→垫层施工→冠梁及U型槽结构钢筋绑扎→冠梁及U型槽结构模板支立→冠梁及U型槽结构混凝土浇筑→拆模养护。