专利名称：大断面管幕－箱涵推进施工方法
技术领域：
属地下施工技术领域，确切地说是一种地下施工的暗挖技术。
背景技术：
随着我国城市交通系统建设的不断发展，目前，地下工程施工技术主要有明挖法、盾构法、顶管法、沉管法、沉箱法、管棚法、逆筑法、冻结法等，这些施工技术都有各自的特点和适用范围，明挖法工程开支低但对周围环境干扰大；盾构法虽然有着缩短工期适合复杂地层及较好的施工质量，但施工操作要求严，造价高，且断面变化不够灵活；顶管法一般用于直径较小的市政管线等小型隧道的施工；沉管法用于水底的地下工程；沉箱和逆筑法一般用于竖直的工程；管棚法则用于地层条件好的地下工程支护中；冻结法技术要求严格用于含水地层中。上述各种施工方法对于浅埋的大断面且地面环境维护要求严格的软土地区工程，都有其局限性。
发明内容
本发明提供一种对环境影响小，造价低，工期短，适合浅层软土地层施工的大断面管幕-箱涵推进施工方法。
本发明采取的技术方案钢管间有锁扣相连构成的封闭式管幕，用水平顶管的方法形成口字形的矩型钢管幕，钢管的锁口间压注止水泥浆，钢管内充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐节向前开挖和推进箱涵，在推进过程中向管幕和箱涵之间的建筑空隙内压注复合泥浆；并由以下操作顺序完成1)构筑始发井和接收井；2)对进出洞口进行土体加固；3)将带有锁扣的钢管有序地分节水平顶入土层，构成口字形的水平钢管幕；4)钢管锁口处压注止水泥浆；5)向钢管内充填混凝土，提高管幕的刚度；6)构筑箱涵限位的导向墩；7)在工作井内制作首节箱涵，并安装网格工具头；8)破除箱涵顶进出洞位置的连续墙；和加固体；
9)在工作井内逐节制作，并向管幕内用多组油缸推进箱涵；10)向管幕与箱涵之间空隙注入复合泥浆。
实施本发明后的积极效果是创造了一个在软土地层大断面地道施工的方法，这个施工方法很少影响地面环境，施工周期短，造价低，并能较好地控制地表沉降。
图1.工作井，管幕，箱涵施工关系断面示意2.管幕包裹箱涵状态横截面示意3箱涵顶入管幕的立体示意4工作井断面示意图
具体实施例方式现结合附图对本发明作进一步说明大断面管幕-箱涵推进施工方法，包含常规施工要构筑工作井，土体加固3，构筑地下连续墙4，此外，在本施工方法中还包括钢管间有锁扣6相连构成的封闭式管幕7，用水平顶管的方法形成口字形的矩型钢管幕，钢管的锁口间压注止水泥浆，钢管内充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐节向前开挖和推进箱涵11，在推进过程中向管幕和箱涵之间的建筑空隙内压注复合泥浆；并由以下操作顺序完成1)构筑始发井2和接收井1；2)进行土体3加固，井壁构筑地下连续墙4；3)将带有锁扣6的钢管，有序地分节水平顶入土层，构成管幕7；4)钢管锁口处压注止水泥浆；5)向钢管内充填混凝土6)构筑箱涵限位的导向墩14；7)在工作井内制作箱涵11；
8)破除箱涵顶进出洞位置的连续墙13，和加固体3；9)在工作井内逐节制作，并向管幕内用多组油缸15推进箱涵；10)向管幕与箱涵之间建筑空隙处压注复合泥浆。
钢管锁扣，其锁扣的一种形式为圆管外表面各焊两对称内向角钢与焊两对称外向角钢相配合构成管幕锁扣；第二种形式为两对称内向角钢与焊T形钢相配合构成的管幕锁扣。
实施例结合具体实例与附图对本发明的具体实施叙述如下以某市某路地下立交地道施工为例，该工程管幕段长约125米，呈南北走向，箱涵横断面尺寸为34.2米×7.85米。具体实施步骤如下1.构筑南北两个工作井1；2，工作井系围护结构采用地下连续墙施工，采用厚度800mm的地下连续墙4作为围护结构，内部结构为现浇钢筋混凝土结构，工作井南北侧墙未设内衬，地下连续墙墙深南、北工作井分别为32m、31m，然后采用明挖顺筑法施工，进行工作井支撑5施工，北工作井竖向共设三道钢筋混凝土水平桁架支撑加二道φ609钢管支撑，其中第二道混凝土水平桁架兼作工作井的顶框架，平面外包尺寸为24.6×41.0m，底板底面埋深为16.226m。南工作井基坑竖向设了四道φ609钢管支撑，加上工作井的顶框架作为第二道混凝土水平桁架支撑，平面外包尺寸为24.6×40.2m，底板底面埋深为17.051m。工作井完成后，对进洞段和出洞段土体进行加固，由于条件所限，本工程只对北侧出发井2出洞段进行8米加固，加固区3的靠近洞口3米为Φ700的搅拌桩加固，后5米为压密注浆加固。
2.管幕段采用80根φ970的钢管通过锁口6相连形成口字形断面，钢管的分节长度为16米，通过逐节顶进焊接而成通长管幕7，为了减小地表沉降，应先施工底排管幕，再两侧和顶排的管幕，但本工程中考虑工期因素，具体施工如下通过设立基准管，从基准管开始顺序顶进，8台顶管机同步进行。每根钢管顶进所需时间为7天，包括设备安装、调试、破连续墙出洞、安装洞口止水装置、穿搅拌桩加固区、钢管顶进及现场焊接和进洞施工等，顶进速度为30m/天。上排钢管中，1、5、9、13、21、25、29、33号钢管为基准管，下排钢管中，41、47、53、63、68、73号钢管为基准管。左右两排钢管中34、80号钢管为基准管。钢管顶进分两阶段进行，第一阶段八台机头从北工作井向南工作井同时顶进上排33根钢管，第二阶段，八台机头从北工作井向南工作井同时顶进剩余的钢管。
3.管幕顶进完毕，进行GML梁施工(管幕梁)8的施工，其作用是对钢管幕和地下连续墙进行可靠的连接。
4.在北工作井内拆除洞口位置处的支撑9，浇筑箱涵推进平台10，并预制首节箱涵11，箱涵的分节长度为17～18m，第一节包括1.3m的网格工具头12。
5.分层分块爆破拆除出洞口处的连续墙13，在箱涵两侧设置导向墩14，采用计算机液压同步控制系统推进箱涵，油缸15布置于底排，沿着箱涵的中心线对称布置且向两边扩散。边推进箱涵边用挖掘机挖除加固土体。推进一段距离，千斤顶缩回，放进顶铁16，当推进完第一节箱涵，在北工作井内预制第二节箱涵，如此逐节顶进箱涵。
6.本工程共有八节箱涵，在第七节箱涵接近南井地下墙时，测量南工作井地下墙土压力的变化，当土压力大于静止土压力的1.2倍时采取以下措施，以防基坑失稳降低箱涵推进速度，在网格内适当挖土；在南工作井开泄压孔；在南井用砼支撑建立足够的抵抗强度。箱涵进洞流程是在南侧工作井浇筑后浇带17，在南井内施工车道板18和替换砼撑19，拆除第三四道支撑20及南侧地下墙21，施工井内顶板22，北侧地下连续墙23及替换砼撑19拆除，内部结构与箱涵间最终接头24施工。25为顶框架，26为底板。
权利要求
1.大断面管幕-箱涵推进施工方法，包含构筑工作井，土体加固(3)，构筑地下连续墙(4)，其特征是钢管间有锁扣(6)相连构成的封闭式管幕(7)，用水平顶管的方法形成口字形的矩型钢管幕，钢管的锁口间压注止水泥浆，钢管内充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐节向前开挖和推进箱涵(11)，在推进过程中向管幕和箱涵之间的建筑空隙内压注复合泥浆；并由以下操作顺序完成1)构筑始发井(2)和接收井(1)；2)对进出洞口进行土体(3)加固；3)将带有锁扣(6)的钢管，有序地分节水平顶入土层，构成口字形水平钢管幕(7)；4)钢管锁口处压注止水泥浆；5)向钢管内充填混凝土6)构筑箱涵限位的导向墩(14)；7)在工作井内制作首节箱涵(11)；并安装网格工具头；8)破除箱涵顶进出洞位置的连续墙(13)；和加固体(3)；9)在工作井内逐节制作，并向管幕内用多组油缸(15)推进箱涵；10)向管幕与箱涵之间建筑空隙处压注复合泥浆。
2.根据权利要求1所述的大断面管幕-箱涵推进施工方法，其特征是所述的钢管锁扣，其锁扣的一种形式为圆管外表面各焊两对称内向角钢与焊两对称外向角钢相配合构成管幕锁扣；第二种形式为两对称内向角钢与焊T形钢相配合构成的管幕锁扣。
全文摘要
大断面管幕－箱涵推进施工方法，属地下施工技术领域，其特点是钢管间有锁扣相连构成的封闭式管幕，用水平顶管的方法形成口字形的矩型钢管幕，钢管的锁口间压注止水泥浆，钢管内充填混凝土，形成水密性水平帷幕，并逐节向前推进和开挖，在推进过程中向管幕和箱涵之间的建筑空隙内压注复合泥浆。这是一种适合于软土地层中浅埋暗挖大断面地道的施工方法，具有工程安全可靠，对周边环境影响小，工程投资合理等优点的施工方法。
文档编号E02D29/05GK1800514SQ200510111408
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者葛金科, 周松, 杨俊龙, 彭少杰, 赵国强 申请人:上海市第二市政工程有限公司