一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于城市地下工程施工技术领域，具体涉及一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法。
【背景技术】
[0002]城市地下综合管廊是新型城市市政管理基础设施，是建设现代化的重要标志之一。它对现代化城市环境、减少城市道路重复开挖，起到良好的示范和推动作用。建设地下综合管廊可满足实现城市集约化发展、空间综合利用的需要，拓展城市发展空间，建成高效运营、生态低碳的城市支撑体系；有效集约化利用道路下的空间，节约土地资源。
[0003]目前综合管廊的施工工法主要有:明挖法和非开挖法。明挖法大面积开挖、破坏环境，对交通、建筑物等地面设施影响大，噪声、粉尘等干扰周边居民正常工作生活，土方开挖回填占有大量地面空间，在地下水位较浅的情况下需要降水作业，埋深较大时又需要基坑支护，施工机械化程度低，效率不高，特殊情况下施工成本较高，但其施工对技术、设备和人员要求低，在空旷城郊或新建城区施工具有成本优势；非开挖工法采用圆形或盾构矩形顶管设备在地下暗挖施工，不破环地表环境，对地层扰动小，对地面交通、建筑等几乎无影响，施工场地小、效率高等众多优点，但其施工成本较高，覆土过浅时不利于地层稳定控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，其适应性较强，成本低廉且安全高效。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，是按照下述步骤进行的:(1)施工盾构始发井及接收井，使盾构在这两个竖井内完成始发和接收；(2)采用敞开式矩形盾构施工管廊断面部分土体，矩形盾构沿管廊设计线路掘进，通过油缸作用在已铺设管节上提供向前的推力，采用皮带出渣，盾尾两侧及底部有护盾，防止周围渣土进入；(3)管廊上部覆土采用挖掘机明挖施工；(4)管廊结构采用预制钢筋混凝土管节，通过矩形盾构后部开口处由地面上的起吊设备吊放入拼装位置，管节安装完毕后脱出盾尾时，在管节侧部和底部同步回填填充材料，脱出盾尾后，在管节顶部进行土方回填；(5)矩形盾构沿管廊设计线路掘进至接收井，吊出盾构设备，完成结构及回填施工，施工结束。
[0006]优选的，本发明如下:(1)综合管廊施工下部采用矩形盾构开挖，上部采用明挖；
(2)管节采用预制钢筋混凝土管节；(3)管节拼装完成后，顶部用渣土回填；(4)矩形盾构的盾尾两侧及底部有护盾，顶部敞开，用于供管节吊入安装；(5)盾壳上方在盾构两侧有挡土板，挡土板插入盾构上方及前方土体中，作为明挖施工的临时支护。
[0007]进一步优选，本发明如下:(1)矩形盾构尺寸按照综合管廊尺寸设计，保证管节顺利拼装；(2)通过矩形刀盘上布设的刀具开挖土体；(3)具有完整的排渣系统；(4)盾尾顶部敞开，可供管节吊入拼装；(5)盾构机身上部及前方设置挡土板，为上部明挖作业及管节安装提供临时支护；(6)盾构机通过作用在管节上的液压油缸提供顶推力向前顶进施工。
[0008]本发明解决了城市综合管廊明挖施工占地面积大、施工速度慢的难题。与现有技术相比，本方法机械化程度高、施工速度快，可在狭小的场地内完成地下管廊施工，与传统方法相比还可大大降低环境影响和施工风险，且具有良好的经济性。本发明采用盾构法与明挖法相结合的方式，解决了城市综合管廊明挖施工占地面积大、施工速度慢的难题，具有更好的适应性，兼具明挖法成本低廉和盾构法快速高效的优点，且具有更好的适应性。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本发明分布开挖状态示意图。
[0011 ] 图2是施工流程不意图。
[0012]其中:1.出渣车，2.反铲，3.回填土，4.运输卡车，5.起重机，6.承压墙，7.反力架，8.背后注浆，9.管节，10.排渣系统，11.盾尾，12.刀盘，13.挡土板，14.始发井，15.接收井。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。
[0014]如图1和2所示，一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，是按照下述步骤进行的:
[0015](1)施工盾构始发井14及接收井15，使盾构在始发井和接收井两个竖井内完成始发和接收；
[0016](2)采用敞开式矩形盾构施工管廊断面部分土体，根据地质情况可设置刀盘12或者采用其他切削方式，矩形盾构沿管廊设计线路掘进，通过油缸作用在已铺设管节上提供向前的推力，采用皮带出渣，渣土经过排渣系统10、出渣车1排出，盾尾11两侧及底部有护盾，防止周围渣土进入；
[0017](3)管廊上部覆土采用挖掘机明挖施工；
[0018](4)管廊结构采用预制钢筋混凝土的管节9，通过矩形盾构后部开口处由地面上的起吊设备吊放入拼装位置，管节安装完毕后脱出盾尾时，在管节侧部和底部同步回填填充材料，脱出盾尾后，在管节顶部进行土方回填，回填土 3由回填用反铲2、运输卡车4填充。
[0019](5)矩形盾构沿管廊设计线路掘进至接收井，吊出盾构设备，完成结构及回填施工，施工结束。
[0020]其中始发井14的侧壁为承压墙6，始发井6内设有反力架7，刀盘12两侧设有挡土板 13。
[0021]本发明中，所述矩形盾构的开挖尺寸与管廊断面设计尺寸一致；盾尾两侧及底部有护盾，顶部敞开，用于供管节吊入安装；盾壳上方在盾构两侧有挡土板，挡土板插入盾构前方土体中，作为明挖施工的临时支护。
[0022]本发明中，管廊断面采用开敞式矩形盾构开挖；管廊上部覆土采用明挖施工；管节通过起吊设备从盾构后部上方开口吊放入盾尾完成拼装；盾构通过作用在管节上的千斤顶提供向前的推进力。
[0023]本发明的工艺原理:
[0024]1.开挖过程地层稳定:盾构施工依靠刀盘推力与掌子面土体保持基本平衡；明挖施工依靠盾构挡土板保持两侧土体基本稳定。
[0025]2.管节9的背后注浆8保证地层稳定:在敞开式盾构机盾尾内安装管节后，在管节和盾构机的盾尾间隙内使用壁后注浆材料进行一次注浆；伴随着盾构机的掘进产生的盾尾间隙(相当于盾构侧板、底板的厚度)，与掘进同步进行二次注浆。
[0026]本发明的施工顺序如下:构筑始发竖井和接收井一通过始发井盾构开始掘进一管廊断面盾构开挖，上部土体明挖一管节安装一土方回填一盾构继续掘进完成下一循环一掘进完成盾构到达接收一完成整段管廊施工。
[0027]与现有技术相比，本发明还具有下述优点:
[0028]1)兼具明挖法经济性和盾构法安全性，同时避免了明挖法对环境的大范围干扰，在埋深较大时，避免了基坑支护，施工速度更快；
[0029]2)能够进行小转弯半径施工；
[0030]3)能够在邻近住宅等建筑物的附近施工；
[0031]4)能够在软弱地层、含水层、孤石地层等复杂地质条件下施工；
[0032]5)噪音、振动小；
[0033]6)施工宽度范围小，渣土少，对环境友好；
[0034]7)可对管廊地基进行处理；
[0035]8)设备扩展性好，扩展后可同时适用于全机械暗挖施工。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，其特征在于是按照下述步骤进行的: (1)施工盾构始发井及接收井，使盾构在这两个竖井内完成始发和接收； (2)采用敞开式矩形盾构施工管廊断面部分土体，矩形盾构沿管廊设计线路掘进，通过油缸作用在已铺设管节上提供向前的推力，采用皮带出渣，盾尾两侧及底部有护盾，防止周围渣土进入； (3)管廊上部覆土采用挖掘机明挖施工； (4)管廊结构采用预制钢筋混凝土的管节，通过矩形盾构后部开口处由地面上的起吊设备吊放入拼装位置，管节安装完毕后脱出盾尾时，在管节侧部和底部同步回填填充材料，脱出盾尾后，在管节顶部进行土方回填； (5)矩形盾构沿管廊设计线路掘进至接收井，吊出盾构设备，完成结构及回填施工，施工结束。2.根据权利要求1所述的上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，其特征在于:(1)综合管廊施工下部采用矩形盾构开挖，上部采用明挖；(2)管节采用预制钢筋混凝土管节；(3)管节拼装完成后，顶部用渣土回填；(4)矩形盾构的盾尾两侧及底部有护盾，顶部敞开，用于供管节吊入安装；(5)盾壳上方在盾构两侧有挡土板，挡土板插入盾构上方及前方土体中，作为明挖施工的临时支护。3.根据权利要求1所述的上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，其特征在于:(1)矩形盾构尺寸按照综合管廊尺寸设计，保证管节顺利拼装；(2)通过矩形刀盘上布设的刀具开挖土体；(3)具有完整的排渣系统；(4)盾尾顶部敞开，可供管节吊入拼装；(5)盾构机身上部及前方设置挡土板，为上部明挖作业及管节安装提供临时支护；(6)盾构机通过作用在管节上的液压油缸提供顶推力向前顶进施工。
【专利摘要】本发明提供一种上部明挖下部掘进机施工的地下管廊施工方法，是按照下述步骤进行的：(1)施工盾构始发井及接收井；(2)施工管廊断面部分土体；(3)管廊上部覆土采用挖掘机明挖施工；(4)管廊结构采用预制钢筋混凝土的管节，由地面上的起吊设备吊放入拼装位置，管节安装完毕后脱出盾尾时，在管节侧部和底部同步回填填充材料，脱出盾尾后，在管节顶部进行土方回填；(5)矩形盾构沿管廊设计线路掘进至接收井，吊出盾构设备，完成结构及回填施工，施工结束。本发明采用盾构法与明挖法相结合的方式，解决了城市综合管廊明挖施工占地面积大、施工速度慢的难题，具有更好的适应性，兼具明挖法成本低廉和盾构法安全高效的优点。
【IPC分类】E21D11/08, E02D29/045, E21D9/08
【公开号】CN105298507
【申请号】CN201510790394
【发明人】李建斌, 于少辉, 李洋, 王全胜, 张新伟, 程绍磊, 范磊, 孙恒
【申请人】中铁工程装备集团有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月17日