专利名称：钢管棚暗挖施工方法
技术领域：
本发明关于一种地下建筑施工，尤其是指一种钢管棚暗挖施工方法。
背景技术：
隧道及地下建筑工程施工时，须先开挖出相应的空间，然后在其中修筑衬砌。施工方法的选择，应以地质、地形及环境条件以及埋置深度为主要依据，其中对施工方法有决定性影响的是埋置深度。埋置较浅的工程，施工时先从地面挖基坑或堑壕，修筑衬砌之后再回填，这就是明挖法。当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。现如今越来越多的工程需要在地下松散层甚 至含水松散层的土层岩体进行施工，而且施工区域还有可能与现有市政公用基础设施相冲突，如此一来，在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地区，采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量的地层管网和地面建筑物，这就对地下综合管沟的施工技术提出了全新的要求。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明提供了一种钢管棚暗挖施工方法，包括以下步骤a.根据地下管沟开挖面的形状确定所述开挖面管棚的形状以及所述管棚的钢管的布置方式；b.先对所述管沟的第一侧进行土石方开挖，开挖达到一预设标高时，按1:0.5进行放坡；c.待开挖至所述管沟下方时，进行暗挖段开挖，并在所述暗挖段的土层岩体上按自上而下的顺序进行钻孔，每钻完一个孔便在孔中插入一根钢管，开挖的同时对所述管棚进行支护以及加固处理；d.最后对所述管沟的第二侧进行土石方开挖，开挖至所述预设标高。进一步的，对所述管沟的第一侧的土石方按1:0. 5进行放坡时，坡面用素混凝土进行保护。进一步的，采用潜孔钻进再扩孔的方法进行钻孔。进一步的，当钻孔向下偏斜时，在偏斜部分填充水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后再从偏斜开始处继续钻进；当钻孔向上偏斜时，采用合金钻头进行再次钻进。进一步的，对所述管棚进行支护时，在所述钢管内采用后退式分段注浆法注入水泥砂浆，注浆时待孔口返浆后，在孔口用湿粘土和碎皮进行封堵，严密捣实后，需提高灌浆压力并稳定数分钟后，再结束灌浆。进一步的，进行暗挖段开挖时，采用上下台阶法进行施工，在进行上台阶开挖时，预留有核心土，所述预留的核心土面积不少于上台阶开挖面积的一半。进一步的，利用所述管沟的第二侧开挖的基坑作为水平降水基坑，用抽水机将基坑内水排出。进一步的，在进行上台阶开挖时，在所述开挖面的上半断面增设临时仰拱作为初期支护。进一步的，在所述暗挖段的土层岩体上，根据所述开挖面的形状，在所述管棚的周边架设工字钢支撑抵靠于各所述钢管的内侧。本发明的钢管棚暗挖施工方法，利用管棚支撑其上建筑物，使地下工程暗挖部位与上面建筑物分离，可以防止土层坍塌和地表下沉，能有效保护上面建筑物，同时保证地下结构施工的顺利进行。
图I是本发明钢管棚暗挖施工方法的流程图。图2是本发明钢管棚暗挖施工方法的管棚的结构示意图。图3是本发明钢管棚暗挖施工方法的钢管的布置示意图。 图4是本发明钢管棚暗挖施工方法的上台阶开挖时的结构示意图。图5是本发明钢管棚暗挖施工方法的下台阶开挖时的结构示意图。
具体实施例方式下面配合附图以及具体实施例对本发明作详细说明。配合参看图I所示，为本发明的钢管棚暗挖施工方法的流程图，包括以下步骤SI根据地下管沟开挖面的形状确定所述开挖面管棚的形状以及所述管棚的钢管的布置方式；配合参看图2所示，某市政交通项目临江大道隧道工程为双层隧道工程，临江大道的部分施工段与下穿的市政污水渠箱10发生冲突，该工程在与下穿的市政污水渠箱10发生冲突的综合管沟施工段采用本发明的钢管棚暗挖施工方法，其中，该工程为拱形直墙，管棚20的形状和管棚20的钢管30的布置方式根据地下管沟开挖面的形状进行确定。S2先对所述管沟的第一侧进行土石方开挖，开挖达到一预设标高时，按1:0. 5进行放坡；该工程首先完成南侧管沟的土石方开挖，开挖时在靠近暗挖段-2. 00标高开始，按1:0. 5放坡，坡面用素混凝土保护，以防止因雨水冲刷，避免泥水流下坑底影响主体工程的施工，挖掘过程严格控制管棚线路精确，确保管棚与结构的关系。S3待开挖至所述管沟下方时，进行暗挖段开挖，并在所述暗挖段的土层岩体上按自上而下的顺序进行钻孔，每钻完一个孔便在孔中插入一根钢管，开挖的同时对所述管棚进行支护以及加固处理；由于该工程下伏地层为泥质粉沙岩，进入风化带后往往是呈软硬互层，在强风化中通常夹中微风化岩，给压水钻进成孔造成困难，故采用潜孔钻进再扩孔的办法进行成孔。配合参看图3所示，钻孔时，做好每个孔详细的钻孔记录，按设计要求孔间距为40cm。每钻完一孔便插入一根长钢管30。钻孔顺序自上而下，首先施工顶部拱部管棚21，而后施工顶部水平管棚22。为增加管棚20的刚度，待钢管30插入后，可在钢管30内压入混凝土或设置钢筋笼。其中，钻孔的偏斜可由每隔5m测定钻孔的偏斜而知。当钻孔向下偏斜过大时，在偏斜部分填充水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后再从偏斜开始处继续钻进；当钻孔向上偏斜时，采用合金钻头进行再次钻进。配合参看图4以及图5所示，进行暗挖段开挖时，采用上下台阶法进行施工。结合图4所示，在进行上台阶开挖时，预留有核心土40，所述预留的核心土40的面积不少于上台阶开挖面积的一半，并根据所述开挖面的形状，在所述管棚20的周边架设工字钢50支撑抵靠于各所述钢管30的内侧。由于从拱部开挖至底部仰拱历时较长，不利掌子面的稳定，易造成拱顶及地表沉降，故遵循浅埋暗挖及时封闭步步成环的原则，在所述开挖面的上半断面增设临时仰拱，使上半断面及时封闭，完成初期支护。为增加管棚20的刚度，可在钢管30内采用后退式分段注浆法注入水泥砂浆，注浆时待孔口返浆后，在孔口用湿粘土和碎皮进行封堵，严密捣实后，稍作提高灌浆压力，稳定数分钟后，灌浆才能结束。结合图5所示，待上台阶开挖完毕并且支护以及加固处理完毕后，再进行下台阶开挖。为了防止拱脚23下沉，在拱脚23处先初喷5cm混凝土，再放置钢板60并设置锁脚砂浆锚杆、挂钢筋网，再终喷5cm混凝土。
S4最后对所述管沟的第二侧进行土石方开挖，开挖至所述预设标高。最后采用明挖法进行北侧管沟土石方的开挖，开挖标高至-2. 00，北侧明挖段基坑作为暗挖段施工竖井。利用北侧明挖段基坑作为水平降水基坑，在水平降水基坑内用水平钻机成孔，埋设水平降水管，超前将地下管沟施工范围内地下水降至地下管沟底部仰拱以下I. Om左右，采用抽水机将基坑内水及时排出，保证后续开挖初支在无水条件下施工。除了上述步骤外，整个施工过程还应遵循以下要求(I)严格控制开挖进度，每次开挖一榀，并留核心土，严禁多榀一次开挖。(2)遇到管棚20上方存在人工杂填土，开挖过程出现不良地址情况及时对开挖面进行网喷封闭，进行加固处理后再施工。(3)严格控制钢管30的间距，注意“标高、中线、前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差，钢管30保护层临土侧50mm，背土侧30mm。钢管30的安装允许误差见下表I。
方位中线高程倾斜度左、右拱左、右钢架里
_2]____脚标高程同步_
允许 2cm +2cm、 < 2° ± 2cm ± 2cm误差-Ocm表I(4)施工过程中，加强量测频率，及时反馈量测结果，以便根据量测结果及时修正支护参数，确保安全。以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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。
权利要求
1.一种钢管棚暗挖施工方法，其特征在于包括以下步骤 a.根据地下管沟开挖面的形状确定所述开挖面管棚的形状以及所述管棚的钢管的布置方式； b.先对所述管沟的第一侧进行土石方开挖，开挖达到一预设标高时，按1:0.5进行放坡； c.待开挖至所述管沟下方时，进行暗挖段开挖，并在所述暗挖段的土层岩体上按自上而下的顺序进行钻孔，每钻完一个孔便在孔中插入一根钢管，开挖的同时对所述管棚进行支护以及加固处理； d.最后对所述管沟的第二侧进行土石方开挖，开挖至所述预设标高。
2.如权利要求I所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于对所述管沟的第一侧的土石方按1:0. 5进行放坡时，坡面用素混凝土进行保护。
3.如权利要求I所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于采用潜孔钻进再扩孔的方法进行钻孔。
4.如权利要求I或3所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于当钻孔向下偏斜时，在偏斜部分填充水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后再从偏斜开始处继续钻进；当钻孔向上偏斜时，采用合金钻头进行再次钻进。
5.如权利要求I所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于对所述管棚进行支护时，在所述钢管内采用后退式分段注浆法注入水泥砂浆，注浆时待孔口返浆后，在孔口用湿粘土和碎皮进行封堵，严密捣实后，需提高灌浆压力并稳定数分钟后，再结束灌浆。
6.如权利要求I所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于进行暗挖段开挖时，采用上下台阶法进行施工，在进行上台阶开挖时，预留有核心土，所述预留的核心土面积不少于上台阶开挖面积的一半。
7.如权利要求I所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于利用所述管沟的第二侧开挖的基坑作为水平降水基坑，用抽水机将基坑内水排出。
8.如权利要求6所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于在进行上台阶开挖时，在所述开挖面的上半断面增设临时仰拱作为初期支护。
9.如权利要求I所述的钢管棚暗挖施工方法，其特征在于在所述暗挖段的土层岩体上，根据所述开挖面的形状，在所述管棚的周边架设工字钢支撑抵靠于各所述钢管的内侧。
全文摘要
本发明公开了一种钢管棚暗挖施工方法，包括以下步骤a.根据地下管沟开挖面的形状确定所述开挖面管棚的形状以及所述管棚的钢管的布置方式；b.先对所述管沟的第一侧进行土石方开挖，开挖达到一预设标高时，按1:0.5进行放坡；c.待开挖至所述管沟下方时，进行暗挖段开挖，并在所述暗挖段的土层岩体上按自上而下的顺序进行钻孔，每钻完一个孔便在孔中插入一根钢管，开挖的同时对所述管棚进行支护以及加固处理；d.最后对所述管沟的第二侧进行土石方开挖，开挖至所述预设标高。本发明的钢管棚暗挖施工方法，利用管棚支撑其上建筑物，使地下工程暗挖部位与上面建筑物分离，防止土层坍塌和地表下沉，有效保护上面建筑物，同时保证地下结构施工的顺利进行。
文档编号E21D9/01GK102808627SQ201210330838
公开日2012年12月5日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者万伟民, 王智, 徐聪聪, 王荣涛, 郭青松, 王大迎 申请人:中国建筑第八工程局有限公司