管幕施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种管幕施工方法。

背景技术：

传统的隧道在施工过程和施工完成后对于地上施工的路基沉降的要求精度不是很高，而随着铁路和公路的扩张，一些隧道的施工其上方是现有的建筑，一旦下方隧道开挖必然造成一定程度的沉降现象，时间越长沉降越明显，对隧道施工上方的建筑造成破坏，甚至倒塌，十分危险。

例如，现有的某火车站，由于处于市中心，路上交通拥堵，急需开设新的道路以分散车流，某市政规划建两条地下车道以穿过火车站，这样不仅能缓解了现有的道路拥堵，同时还解决了之前公路需要绕开火车站造成路程加长的问题。但是，在隧道施工中需要两条公路需要穿过火车站下方，其在开挖过程中对于现有的路面沉降具有极为严苛的要求，路基最大沉降为10mm，故，该隧道施工工艺中如何控制地面沉降将成为本工程成败关键，而现有技术中的隧道管幕施工方法无法保证路上地面的沉降要求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种管幕施工方法，以解决现有技术中的隧道管幕施工造成地面轨道沉降大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种管幕施工方法，应用于隧道的环形管幕结构的施工，管幕施工方法包括：对环形管幕结构的多个钢管按空间位置从上到下进行分层；对分层后的管幕结构从最上层依次向下进行施工直至最底层；在对每一层上的钢管进行施工时，先从中间的钢管进行施工然后向位于其两侧的钢管同时进行施工；在各个钢管的长度方向上，从钢管的两端同时向中间位置进行施工。

进一步地，对每个钢管进行施工时，将钢管沿长度方向分为多段钢管段，并按照施工顺序将各个钢管的多段钢管段分为多组，每一组钢管段均包含至少一段钢管段，在对每一组钢管段施工完成后进行下一组钢管段的施工。

进一步地，每组钢管段包括两段钢管段，每组钢管段施工方法包括：对各个钢管段进行切割；对各个钢管段进行支护；向各个钢管段内浇筑混凝土；其中，在向钢管段内浇筑混凝土时，同时对下一组钢管段进行切割，如此循环施工直至将整个钢管施工完毕。

进一步地，在对一组钢管段切割完成后，对钢管段的内侧进行开挖，待开挖完毕后再对钢管段进行支护。

进一步地，对钢管段进行切割的方法包括：从钢管段的内侧向外侧切割；先沿钢管的长度方向切割，再沿钢管的径向方向切割；对钢管段的一侧切割完毕后再对钢管段的另一侧进行切割。

进一步地，对钢管进行支护施工方法包括：在钢管的内侧设置千斤顶或钢管，以从内向外地对切割后的钢管进行顶撑；利用连接板将相邻的两个钢管的切割位置连接起来，以实现相邻的两个钢管之间相通。

进一步地，在对钢管进行分段时，根据钢管上方的地面沉降要求进行分段，每个钢管段的长度范围为3m至10m。

进一步地，在对一层的管幕结构上的钢管均施工完毕后，对管幕结构的主体强度试验，待该层管幕结构的主体强度试验合格后，进行下一层的管幕结构的施工。

进一步地，管幕结构的主体进行强度试验的方法包括：利用超声波检测器检测混凝土的密实程度是否符合要求；锤击钢管以检测混凝土与钢管之间是否紧密贴合。

进一步地，对管幕结构最底层施工结束后，对整个环形管幕结构内侧的土方进行开挖，开挖完毕后在最底层的管幕结构上方铺设路面。

应用本发明的技术方案的管幕结构进的施工方法在对该环形管幕结构进行施工时，按照空间位置，对组成管幕结构的钢管采用从上到下分层进行施工的方法进行施工，这样最大限度的限制了隧道上方的建筑物的沉降，在对每一层的管幕结构钢管进行施工时，先从位于水平位置中间的钢管进行施工，同时向该钢管的两侧施工，加快了施工进度，同时，在沿隧道的长度方向上，采取从钢管的两端同时向中间进行施工的方法，加快了施工进度，同时有利于将施工中的土方及时进行排出，采用本申请的上述方式对隧道的管幕结构进行施工解决了现有技术中的隧道管幕施工造成地面轨道沉降大的问题。

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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的管幕施工方法的实施例的施工顺序示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种管幕施工方法，应用于隧道的环形管幕结构的施工，请参考图1，管幕施工方法包括：对环形管幕结构的多个钢管按空间位置从上到下进行分层；对分层后的管幕结构从最上层依次向下进行施工直至最底层；在对每一层上的钢管进行施工时，先从中间的钢管进行施工然后向位于其两侧的钢管同时进行施工；在各个钢管的长度方向上，从钢管的两端同时向中间位置进行施工。

本发明针对一种全新的管幕结构进行施工，该管幕结构由多个钢管组成环形的结构，在对该环形管幕结构进行施工时，按照空间位置，对组成管幕结构的钢管采用从上到下分层进行施工的方法进行施工，这样最大限度的限制了隧道上方的建筑物的沉降，在对每一层的管幕结构钢管进行施工时，先从位于水平位置中间的钢管进行施工，同时向该钢管的两侧施工，加快了施工进度，同时，在沿隧道的长度方向上，采取从钢管的两端同时向中间进行施工的方法，加快了施工进度，同时有利于将施工中的土方及时进行排出，采用本申请的上述方式对隧道的管幕结构进行施工解决了现有技术中的隧道管幕施工造成地面轨道沉降大的问题。

对每个钢管进行施工时，将钢管沿长度方向分为多段钢管段，并按照施工顺序将各个钢管的多段钢管段分为多组，每一组钢管段均包含至少一段钢管段，在对每一组钢管段施工完成后进行下一组钢管段的施工。每组钢管段包括两段钢管段，每组钢管段施工方法包括：对各个钢管段进行切割；对各个钢管段进行支护；向各个钢管段内浇筑混凝土；其中，在向钢管段内浇筑混凝土时，同时对下一组钢管段进行切割，如此循环施工直至将整个钢管施工完毕。

在对一组钢管段切割完成后，对钢管段的内侧进行开挖，待开挖完毕后再对钢管段进行支护。

对钢管段进行切割的方法包括：从钢管段的内侧向外侧切割；先沿钢管的长度方向切割，再沿钢管的径向方向切割；对钢管段的一侧切割完毕后再对钢管段的另一侧进行切割。

对钢管进行支护施工方法包括：在钢管的内侧设置千斤顶或钢管，以从内向外地对切割后的钢管进行顶撑；利用连接板将相邻的两个钢管的切割位置连接起来，以实现相邻的两个钢管之间相通。

在对钢管进行分段时，根据钢管上方的地面沉降要求进行分段，每个钢管段的长度范围为3m至10m。

在对一层的管幕结构上的钢管均施工完毕后，对管幕结构的主体强度试验，待该层管幕结构的主体强度试验合格后，进行下一层的管幕结构的施工。

管幕结构的主体进行强度试验的方法包括：利用超声波检测器检测混凝土的密实程度是否符合要求；锤击钢管以检测混凝土与钢管之间是否紧密贴合。

对管幕结构最底层施工结束后，对整个环形管幕结构内侧的土方进行开挖，开挖完毕后在最底层的管幕结构上方铺设路面。

本发明的管幕结构在具体实施方式如下：

管幕结构钢管的切割、支护及主体结构施工按照纵向分段、水平分层施工。通道主体结构为c40自密实钢筋混凝土，抗渗等级p8。

管幕结构钢管切割、支护、主体结构施工按照分层、分段施工。每层纵向上分成若干流水段，从中间至两侧同时施工。

钢管切割、支护与主体结构施工应交替进行，在每两段内形成流水，即钢管完成切割、支护后，应立刻进行该段主体结构浇筑，同时进行下一流水段切割支护，但不得对第三段钢管切割，以此循环。

竖向上，待第一层主体结构浇筑完成并达到设计强度后，方可进行第二层钢管的切割、支护。

管幕结构钢管的切割、支护及主体结构施工顺序见图1。钢管的切割、支护及主体结构施工顺序图的说明如下：

切割准备即为切割前人、机、料准备以及技术准备。第几层第几段切割即为该结构段内管间切割。第几层第几段结构施工即为该结构段内管廊形成后，进行钢筋绑扎、混凝土浇筑施工。

主体纵向范围内，单个工作井工区，管间切割最长同时完成长度不得超过两个结构段，如框架图中，第一层第1段切割完成后可同时进行第一层第2段切割和第一层第1段结构施工，若第一层第2段切割完成后，第一层第1段结构尚未完成，此时不得进行下个结构段的管间切割，必须等第一层第1段结构完成后，方可进行下个结构段的管间切割。

主体第一层与第二层结构交叉施工时，上下两层纵向同一个结构段内钢管不得同时进行切割。第二层第2段内进行管间切割时，第一层第2段结构必须已经完成。

主体结构按照设计分段进行施工，即隧道上方有建筑物则主体结构每段4米，隧道上方没有建筑物每段8米。

在廊道内进行结构钢筋混凝土施工，依次循环，最终形成主体的永久结构。在已形成的结构内进行土方开挖,切割侧向拱肋，内部装修后即可铺设路面，通道完工。

对钢管之间的管间切割支护顺序如下：

(1)管间切割支护顺序

钢管顶进完成后，进行相邻钢管间切割支护，钢管准备切割前，必须确认以下事宜：①顶进完成的钢管已进行充分壁后注浆，加固管间土体。

②地面沉降达到稳定值，沉降监测点趋于稳定状态。

所有钢管顶进完成具备切割条件后，进行相邻钢管的邻接部位切割和焊接工作。为保证安全，就单个结构段来说，分二次进行切割支护，第一次切割长度为1400mm，用钢板将相邻钢管横向焊接，并按间距1.2m布置双支撑柱。支撑柱为d114mm壁厚4.5mm钢管(转角段为d121mm壁厚6.5mm钢管)。支撑柱内填充c25微膨胀细石混凝土，两端设160*160*10mm垫板(转角段为180×180×15mm)。第二次切割长度为1000mm。切割时先切割钢管纵向，后沿垂直方向切割。

(2)管间切割支护具体工艺及要求

管间切割支护具体工艺及要求如下：

钢管切割采用等离子切割，钢管第一次切割在本结构段内由里向外依次跳做。每次切割严格按照规定尺寸切割。切割时先沿主体纵向方向切割，然后再沿垂直方向切割。

钢管切割先由钢管一侧切割，另一侧暂不切割。一侧切割完成，钢板拆除后在一侧进行管间挖土。管间挖土时防水钢板、固定钢板挖土面暂保留部分土体不挖。待一侧管间挖土完成后进行另一侧钢管切割。另一侧钢管切割完成后，挖土修边，但防水钢板、固定钢板安装部位不得超挖。

钢管切割完成后，管间贯通部位要及时焊接连接钢板，减少土体暴露时间。钢管切割分为两次，钢板设置依次分两次进行。

管间土体开挖完成后立即进行支护，安装防水钢板、固定钢板。安装防水钢板与固定钢板时，对超挖部分采用砂浆充填，保证钢板与土体密贴。安装支护过程中，必须用千斤顶(50吨、2台)做临时支撑，直至防水钢板、固定钢板焊接、支护钢管安装完毕。

采用千斤顶做临时支撑后，严格按照图纸要求进行焊接。钢板与钢管交接处、支护钢管与钢板交接处、固定钢板与钢管交接处等必须满焊。焊接时要严格保证焊接质量，不得出现夹渣、咬边等等质量缺陷。

本结构段内管间第一次切割完成后，安排进行第二次切割，第二次切割要求与上述相同，另需控制好一次切割与二次切割钢管连接处焊缝质量，焊缝高度要求为7mm。

部分支护钢管与固定钢板不是垂直设置，两者成一定夹角，现场安装时采用角规检查角度，提前加工，以便使用。

(3)钢管切割及支护注意事项

①钢管切割注意事项

临近洞口处钢管二次切割时，必须等旁边洞口二次切割钢管支护完毕后，方可进行。钢管切割、焊接时保证管内正常通风，保持空气清新。钢管切割时加强监控量测，信息施工，保证施工质量安全。

②钢板设置注意事项

管间土体开挖完成后立即进行支护，安装连接钢板。外侧连接钢板作为结构防水的第一道防线，钢板与钢管之间的焊缝、钢板第一、二次设置间的焊缝质量须满足设计强度要求。连接钢板尺寸应根据现场钢管切割后具体尺寸设置，但必须确保钢板的设置达到设计要求。连接钢板安装部位，超挖量不得大于5mm，对超挖部分采用砂浆充填，保证钢板与土体密贴。钢管切割时，对割除下来钢板要轻放，不可随意从高处落下，以免损伤钢管其他部位。

③钢板支护设置注意事项

连接钢板安装过程中，必须用千斤顶做临时支撑，直至连接钢板焊接、安装完毕。钢管支护在主体结构施工前起支撑稳定管内空间作用，因此钢管支护设置应牢固，并垂直设置。焊接时要严格保证焊接质量，不得出现夹渣、咬边等质量缺陷。部分支护钢管与固定钢板不是垂直设置，两者成一定夹角，现场安装时采用角规检查角度，提前加工，以便使用。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。