地下管廊装配结构及其施工方法与流程

本发明涉及地下管廊施工领域，具体地，涉及一种地下管廊装配结构及其施工方法。

背景技术：

近年来基坑工程向大规模、大深度方向不断发展，且伴随着城镇化的深入发展，城市配套设施和功能需求也不断增加，管廊、隧道等一系列基础工程基坑工程的理论研究和设计施工均面临诸多问题。其中，城市地下综合管廊可以集储水、电力、燃气、供热等功能于一体，日益成为城市地下空间的发展趋势和亮点。地下空间开发需要在基坑的四周设计并施工围护结构，诸多相关文献和工程实例显示基坑常用水泥土搅拌桩、渠式切割水泥土墙、钢筋混凝土地下连续墙等作为围护结构。地下管廊在基坑开挖基础上再进行底板、侧墙和顶板的施工，施工工期长，实际施工过程中占用空间比较大，并且对环境的影响比较明显，同时管廊的长距离施工使得装配式成为高效环保的施工方式。

公开号为cn108343059a的中国专利申请公开了一种地下综合管廊组合预制管筒的二墙合一半逆作建造方法，将围护桩采用水泥搅拌土内植钢筋混凝土工字型桩的形式，提供开挖阶段挡土能力通过在现浇管廊底板上拼接预制管筒形成管廊通道，进而通过预埋板现浇混凝土形成整体结构。但是上述专利存在以下不足：相邻预制钢筋混凝土管筒构件之间紧密结合，不可避免地会存在间隙，降低地下管廊整体结构的止水能力；并且地下管廊受地形、周围环境等影响比较明显，该专利的连接方式不能很好的适应地形和周围环境的变化。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种地下管廊装配结构的施工方法，该施工方法操作工序少，且所得地下管廊装配结构为整体式结构，不仅防水性能、挡土性能好，且可较好地适应地形及环境变化。

本发明的第二目的是提供一种地下管廊装配结构，该结构通过上述施工方法实现。

基于上述目的，本发明的一个方面，提供一种地下管廊装配结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

沿管廊延伸方向的两侧切割预定深度的等厚连续槽体，并注浆、插桩形成用于挡土和防水的等厚连续围护墙；

在等厚连续围护墙内开挖土体形成基坑，在基坑底部预埋支护板、钢筋，对基坑底部进行注浆形成底板；

在等厚连续围护墙内壁绑扎配筋，在配筋内侧铺设管廊箱体，采用弹性铰接构件对相邻管廊箱体进行拼接，并对管廊箱体拼接处做防水处理；

在等厚连续围护墙与管廊之间注浆形成衬墙，从而使等厚连续围护墙与管廊箱体连接为整体。

作为优选，所述沿管廊延伸方向的两侧切割预定深度的等厚连续槽体的具体方法为：采用trd工法切割箱钻至预定深度并水平横向推进，形成等厚连续槽体。

作为优选，所述注浆、插桩形成等厚连续围护墙的具体方法为：向所述等厚连续槽体加入水泥浆液搅拌，形成渠式切割水泥土连续墙，在渠式切割水泥土连续墙中依次插入预制的钢筋混凝土板从而形成等厚连续围护墙。

作为优选，所述在等厚连续围护墙内壁绑扎配筋具体方法为：物理方法凿出等厚连续围护墙内的钢筋，并将其与配筋焊接成整体，同时在基坑侧壁与配筋之间插入止水板。

作为优选，所述对管廊箱体拼接处防水处理的具体方法是：在管廊箱体拼接处的内外侧均贴附膨胀止水条，并安装防水罩。

本发明的另一个方面，提供一种地下管廊装配结构，该结构包括：

等厚连续围护墙，沿管廊延伸方向设置于管廊箱体两侧；

衬墙，浇筑于等厚围护连续墙与管廊箱体之间，从而使等厚围护连续墙与管廊箱体形成整体结构；

多个管廊箱体，相邻管廊箱体之间通过弹性铰接构件连接；

底板，设置于管廊箱体底部，与所述等厚连续围护墙、衬墙及管廊箱体固定连接。

作为优选，所述弹性铰接构件包括：

两个连接板，分别固定于相邻两个管廊箱体的端部；

若干弹性件，设置于两个连接板之间，可沿管廊箱体的延伸方向伸缩；

若干拉杆，其一端与弹性件连接，另一端通过一支撑杆固定于所述连接板上。

作为优选，所述弹性件包括套管及设置于套管内的弹簧，所述拉杆贯穿所述套管的端部后与弹簧连接。

作为优选，所述套管为截面为外方内圆的钢管，相邻钢管之间通过焊接固定。

作为优选，相邻管廊箱体拼接处设置有防水结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

该施工方法操作工序少，有效地将基坑围护结构和地下管廊的外衬墙结为一体，同时采用装配式方法用于管廊主体结构的施工。且所得地下管廊装配结构为整体式结构，不仅防水性能、挡土性能好，且可较好地适应地形及环境变化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例中地下管廊装配结构施工方法的流程图；

图2是本发明实施例中弹性铰接构件的结构示意图；

图3是本发明实施例中管廊箱体上弹性铰接构件的位置设置示意图；

图4是本发明实施例中地下管廊装配式结构局部横截面的示意图；

图5是图4中b-b向的剖视图。

其中，1、第一连接板；2、支撑杆；3、套管；4、焊接缝；5、拉杆；6、弹簧；7、第二连接板；8、防水罩；9、管廊箱体；10、横向安装孔；11、纵向安装孔；12、衬墙；13、等厚连续围护墙；14、配筋；15、钢筋混凝土板桩内钢筋；16、钢筋混凝土板桩；17、底板；18、支护板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”

时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，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装置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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供一种地下管廊装配结构的施工方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

沿管廊延伸方向的两侧切割预定深度的等厚连续槽体，并注浆、插桩形成用于挡土和防水的等厚连续围护墙13；

在等厚连续围护墙13内开挖土体形成基坑，在基坑底部预埋支护板18、钢筋，对基坑底部进行注浆形成底板17；

在等厚连续围护墙13内壁绑扎配筋14，在配筋14内侧铺设管廊箱体9，采用弹性铰接构件对相邻管廊箱体9进行拼接，并对管廊箱体9拼接处做防水处理；

在等厚连续围护墙13与管廊之间注浆形成衬墙12，从而使等厚连续围护墙13与管廊箱体9连接为整体。

为了对渠式切割地下连续墙的围护作用进行评估，本实施例依托某市某综合管廊项目，采用渠式切割地下连续墙施工方法，在渠式切割水泥土连续墙中间插入预制钢筋混凝土板桩16，用以观测连续墙体的质量和强度是否满足要求。

本实施例所述管廊建于某市某地的一条南北向的城市主干路之下，管廊平面线形位于道路人行道、非机动车道及侧分带范围内下方进行敷设，沿线与道路平行敷设，实施长度约为6.1km。本管廊设计外框尺寸为10.3m×4.6m，基坑采用850mm厚trd水泥土连续墙(内插预制钢筋混凝土板桩16形成围护桩墙)作为围护结构，冠梁中心标高为7.1m，设置两到三道内支撑，第一道采用800×800钢筋砼支撑，第二、三道采用φ609mm/t＝16mm钢管支撑。

如图1所示，作为一种优选的实施方式，沿管廊延伸方向的两侧切割预定深度的等厚连续槽体的具体方法为：采用trd工法切割箱钻至预定深度并水平横向推进，形成等厚连续槽体。其中：

trd工法施工采用3循环水泥土搅拌墙建造工序，即前行切削、回程切削、搅拌固化成墙的施工方法。施工步骤如下：

测量放线：施工前，根据设计纸和坐标基准点计算出等厚连续围护墙13中心线角点坐标，利用测量仪器进行放样，并进行坐标数据复核，同时做好保护桩，并进行放线复核。

开挖沟槽：根据trd工法设备重量，等厚连续围护墙13中心线放样后，对施工场地进行铺设钢性板等加固处理措施，确保施工场地满足机械设备对地基承载力的要求，确保桩机的稳定性。用挖掘机沿等厚连续围护墙13中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽约1.25m，沟槽深度约1.5m。

吊放预埋箱：用挖掘机开挖深度约3m、长度约2m、宽度约1m的预埋穴，利用吊车并将预埋箱吊放入预埋穴内。

桩机就位：桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。

切割箱与主机连接：用指定的履带式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴，利用支撑台固定；trd主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。

安装测斜仪：切割箱自行打入到设计深度后，安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，通常可确保1/250以内的精度。

trd工法成墙：测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液预先切割土层一段距离，再回撤挖掘至原处，加入水泥浆使其与原位土体强制混合搅拌，形成850mm等厚水泥土地下连续墙。水泥浆的搅拌参数如下所示：水泥型号p.o42.5，水灰比1.0～2.0；注浆搅拌参数如下所示：浆液掺量为每立方米土重的20％，每幅墙搭接宽度300mm～500mm，搅拌成墙速度为48小时内的推进长度不得大于30m。

作为一种优选的实施方案，注浆、插桩形成用于挡土和防水的等厚连续围护墙13的具体方法是：

在水泥土中依次连续插入预制钢筋混凝土板桩16从而形成致密的等厚连续围护墙13，作为开挖过程中挡土结构和管廊的外墙结构。

作为一种优选的实施方案，并且在预制钢筋混凝土板桩16设计高度预埋钢板和传力钢筋，后期通过注浇的方式与地下管廊结构形成整体。钢筋混凝土板桩16插入垂直度偏差一般要求不大于1/250，插入时间必须控制在搅拌墙施工完毕30min内。钢筋混凝土板桩16插放达不到设计标高时，提升钢筋混凝土板桩16，反复下插使其达到设计标高；若不能靠自重下沉，可借助适当外力(柴油锤或振动锤)将钢板桩插入到位，下插过程中，采用红外线技术控制预制钢筋混凝土板桩16的垂直度，保证板桩连续致密，形成完整封闭的挡土和止水结构。

作为一种优选的实施方式，地下管廊主体装配式安装、衬墙12和底顶板采用如下方式施工：

底板17施工：深坑挖到标高后，要尽快在最短的时间内完成底板17浇捣工作，底板17与侧墙连接的钢筋按设计要求预留，如图4和图5所示，绑扎底板17钢筋，将底板17钢筋和预制钢筋混凝土板桩16内钢筋15进行焊接，底板17钢筋与预制钢筋混凝土板桩16侧墙连接的钢筋都是传力钢筋且尺寸相同，焊接浇筑后形成整体；底板17以防水砼自防水为主，同时附加防水层。底板17防水层铺贴时先铺平面，后铺立面。相邻两幅卷材搭接处理，并应粘结紧密，相邻两幅卷材的有效搭接宽度为10cm，防水卷材应上翻至预制钢筋混凝土板桩16侧墙的高度不小于50cm。底板17防水层铺设完毕，除掉卷材的隔离膜，并立即浇筑50mm厚c20细石砼保护层。

管廊箱体9安装：管廊箱体9顶板满足设计要求，可承受回填土压力，侧壁充当立柱，且承受顶板传来的压力，预制钢筋混凝土板桩16可抵抗侧壁结构的屈曲变形，管廊箱体9侧壁的承载力、稳定性及变形均满足要求。利用铰接+密封防水罩8的形式进行连接，具体的：铰接方式通过如图2所示的弹性铰接构件实现，弹性铰接构件的安装位置如图3所示，分别在管廊箱体9的上、下边缘设置横向安装孔10，在管廊箱体9的左、右侧壁设置纵向安装孔11，该方式可以更好地使地下管廊适应地形和周围环境地变化；密封防水罩8的安装方法是：在管廊箱体9拼接处的内外侧均贴附膨胀止水条，并安装防水罩8。采用注浆的方式使管廊箱体9与底板17连接，同时施作防水措施。

衬墙12施工：本次综合管廊基坑工程设计基坑开挖深度h约4.2m～15.71m，冠梁中心标高为7.1m。为了更好地对衬墙12构造筋设计标高位置进行描述，取基坑开挖深度h＝10m的截面位置进行设计。首先，基坑开挖至设计标高后进行底板17的浇筑施工，同时进行底板17预留钢筋和钢筋混凝土板桩16的预留钢筋的焊接；其次，基础底部焊接完成后进行绑扎衬墙12的配筋14，在设计标高-2.6m、-1.6m、-0.6m、0.4m、1.4m共5个位置处对等后连续围护墙进行凿孔，从而将衬墙12配筋14与钢筋混凝土板桩16内钢筋15进行焊接，进而浇筑衬墙12部分。

顶板施工：顶板上铺设防水层，采用同底板17相同的防水构造措施，回填土体。

本实施例还提供一种地下管廊装配结构，如图4所示，该装配结构包括：

等厚连续围护墙13，沿管廊延伸方向设置于管廊箱体9两侧；

衬墙12，浇筑于等厚围护连续墙与管廊箱体9之间，从而使等厚围护连续墙与管廊箱体9形成整体结构；

多个管廊箱体9，相邻管廊箱体9之间通过弹性铰接构件连接；

底板17，设置于管廊箱体9底部，与所述等厚连续围护墙13、衬墙12及管廊箱体9固定连接。

作为优选，如图2所示，所述弹性铰接构件包括：

第一连接板1和第二连接板7，分别固定于相邻两个管廊箱体9的端部；

若干弹性件，设置于两个连接板之间，可沿管廊箱体9的延伸方向伸缩；

若干拉杆5，其一端与弹性件连接，另一端通过一支撑杆2固定于所述连接板上。

作为一种优选的实施方式，所述弹性件包括套管3及设置于套管3内的弹簧6，所述拉杆5贯穿所述套管3的端部后与弹簧6连接。

作为一种优选的实施方式，如图2所示，所述套管3为截面为外方内圆的钢管，相邻钢管之间通过焊接固定。

作为一种优选的实施方式，相邻管廊箱体9拼接处设置有防水结构。

作为一种优选的实施方式，所述防水结构包括贴附于管廊箱体9拼接处的膨胀止水条及覆盖于该膨胀止水条上的防水罩8。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述等厚连续围护墙13包括有水泥浆浇筑而成的墙体及若干插入于该墙体内的钢筋混凝土板桩16。

作为一种优选的实施方式，如图5所示，所述底板17包括：

钢板层，铺设于最底部且与等连续围护墙底部固定连接；

钢筋层，设置于钢板层上方，用于与衬墙12及等厚连续围护墙13连接；

浇筑层，浇筑于钢板层上方，与等连续围护墙连接形成管廊箱体9的容纳空间。

作为一种优选的实施方式，所述衬墙12、等厚连续围护墙13及底板17之间均通过钢筋焊接固定，并浇筑成一体。

此外，需要说明的是：

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。