CN104675406A - 一种地下工程的桩洞施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地下建筑工程技术领域，具体涉及一种将产业化模式应用于地下工程的施工工法，适用于地下水位以上的城市主干道区域，具有不影响交通、质量可靠、施工快捷、安全经济、节能环保、可实现产业化生产等优点。其施工步骤为：在路面钻孔，机械打入或压入预制桩至设计标高，确保桩挤密效果；进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面；路侧施工竖井，开挖横通道至区间隧道，组装或顶推穹拱，并进行管棚支护；在管棚或穹顶下开挖桩洞上台阶土体，施工侧墙锚喷支护；开挖桩洞下台阶土体，施工侧墙锚喷支护，底部布设微型桩；施工侧墙及底板防水，确保防水有效搭接，组装底板及侧墙。
Description
技术领域
本发明属于地下建筑工程技术领域，具体涉及一种将产业化模式应用于地下工程的施工工法，适用于地下水位以上的长距离、小跨度、浅埋深城市区间隧道工程。
背景技术
当前地下结构施工工法有明挖法、逆作法、浅埋暗挖法、盾构法，区间隧道一般采用盾构法或浅埋暗挖法。其中，盾构法适用于中软土层及埋深较大的区间隧道，采用盾构管片进行支护，存在造价较高、准备时间较长、盾构井影响路面交通、断面利用率低等缺陷。浅埋暗挖法采用钢格栅、喷射混凝土、模筑混凝土组成支护体系，需在地下现浇钢筋混凝土，存在工期长、工作环境差、安全风险多、质量难保证等缺陷。
二十一世纪是地下结构大发展的时代，国内有近三十个城市已开启轨道交通建设。如不考虑地域差异，一味采用近乎固化的施工工法，势必存在适应性差、不经济、欠合理等问题，亦有违科学发展观的指导思想。基于此，探寻具有地域特色的新的地下工程施工工法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在城市复杂地质区将产业化模式应用于地铁区间乃至地铁站的全新施工工法，该工法具有不影响交通、质量可靠、施工快捷、安全经济、节能环保、可实现产业化生产等优点。该工法适用于地下水位以上的城市主干道区域。
本发明的技术方案为：
一种地下工程的桩洞施工方法，该工法的施工步骤如下：
第一步：在路面钻孔，机械打入或压入预制桩至设计标高，确保桩的挤密效果；
第二步：进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面；
第三步：路侧施工竖井，竖井内施工横通道至区间隧道断面，组装或顶推穹拱，进行管棚支护；在管棚或穹顶下开挖桩洞上台阶土体，施工侧墙锚喷支护；
第四步：开挖桩洞下台阶土体，施工侧墙锚喷支护，底部布设微型桩；
第五步：施工侧墙及底板防水，确保防水有效搭接，组装底板及侧墙，所述底板为平板或预应力拱形底板。
本发明还提供一种地下工程的桩洞施工方法，该工法的施工步骤如下：
第一步：在路面钻孔，机械打入或压入预制桩至设计标高，确保桩的挤密效果；
第二步：进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面；
第三步：路侧施工竖井，竖井内施工横通道至区间隧道断面，组装或顶推穹拱，进行管棚支护；在管棚或穹顶下开挖桩洞上台阶土体，施工侧墙锚喷支护；
第四步：开挖桩洞下台阶土体，施工侧墙锚喷支护；
第五步：施工侧墙及底板防水，确保防水有效搭接，组装底板及侧墙，所述底板为仰拱底板。
作为进一步改进，本发明的特点还有：
所述的穹拱、底板、侧墙结构采用预制方式，即预制穹拱、预制底板、预制侧墙，采用预制的方式，实现工厂化生产，现场组装，施工效率大幅提高。
预制桩在穹拱和/或底板标高处设置双向牛腿。
由预制混凝土桩、管棚、穹拱组成桩洞的支护体系，上台阶土体开挖高度不大于3m。预制混凝土桩即作为围护结构，又作为结构的受力构件。
预制桩中部预留通长孔，孔径不大于10cm，用于安置具有注浆功能的定位杆。预制桩打入或压入过程中，可以采用送桩设备配合。
预制桩打入或压入过程中，定位杆控制桩的精度，定位杆上有注浆孔，可进行桩底注浆。
预制穹拱可采用整体吊装或顶推，也可分块拼装，预制穹拱侧面预留防水橡胶垫。
预制桩预留连接装置，与底板实现有效连接，如采用螺栓连接。
锚喷支护由锚杆及网喷混凝土组成，锚杆及微型桩采用预制混凝土制作，其直径均不大于20cm，锚杆与水平线夹角5~25度斜向下。
作为本发明的桩洞施工方法，优选采用夜间钻孔，车流量小，便于操作，不影响交通。
本发明有益效果为：
1.不影响交通。该工法实施初期在夜间钻孔、打入或压入预制桩。仅需在路侧开挖竖井，进而完成剩余工程的施工，相比明挖法、盾构法有不影响交通的显著优势。
2.质量可靠。因工厂化预制构件在较理想环境中绑筋、支模、浇筑、养护，其质量优于现场浇筑，保证了结构的工程质量。
3.施工快捷。该工法可实现工厂化生产，现场组装，施工效率大幅提高。
4.安全经济。从施工到运行，依次经过穹拱安装前的侧桩围护、穹拱安装后的穹拱侧桩协同受力、底板及侧墙组装后与穹拱侧桩的复合受力、车辆运营阶段受力四个受力阶段，结构受力路径清晰。因采用工厂化预制构件，加工成本较低。
5.节能环保。预制构件在工厂集中生产，避免了材料、电力等资源的分散使用，浪费减小。且采用拱顶直墙断面，相比盾构法形成的圆形断面、浅埋暗挖法形成的马蹄形断面，空间利用率高。
6.可实现产业化生产。因采用组装构件，可推动地下结构走产业化发展模式。
7.将产业化模式应用于地下工程，为地下工程的设计及施工提供了新的思路，推动了地下结构施工工法的进一步发展。
总之，本发明首次将预制构件应用于地下工程，通过组装预制构件的方式实现区间隧道的建设，适用于地下水位以上的长距离、小跨度、浅埋深城市区间隧道工程，具有不影响交通、质量可靠、施工快捷、安全经济、节能环保、可实现产业化生产等优点。
附图说明：
图1为施工流程图；
图2为完成钻孔、预制混凝土桩压入后的横断面示意图；
图3为图2中A-A剖面图；
图4为图2中B-B剖面图；
图5为完成桩底注浆、钻孔填充后的横断面示意图；
图6为预制穹拱组装或顶推、管棚支护、桩洞上台阶土体开挖、上台阶侧墙锚喷支护施工完成后的横断面示意图；
图7为桩洞下台阶土体开挖、侧墙锚喷支护、微型桩施工完成后的横断面示意图；
图8为结构防水、侧墙、底板组装完成后的横断面示意图；
图9为预制桩之间的横断面示意图；
图10为图9中C-C剖面图。
图11为采用预应力拱形底板的横断面示意图。
图12为采用仰拱底板的横断面示意图。
图13为采用仰拱底板的横断面示意图。
1-钻孔；2-预制桩；3-具有注浆功能的定位杆；4-牛腿；5-预制桩通长孔；6-送桩设备；7-桩底注浆体；8-素混凝土填充；9-管棚；10-预制穹拱；11-锚杆；12-微型桩；13-预制底板；14-预制侧墙；15-锚喷支护；16-预应力拱形底板；17-仰拱底板。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
结合图2至图10，将施工步骤介绍如下：
第一步：在路面钻孔，机械打入或压入预制桩至设计标高，确保桩的挤密效果，预制桩中部预留通长孔，孔径10cm，安置具有注浆功能的定位杆，预制桩打入或压入过程中，定位杆控制桩的精度，横断面示意图及相应剖面图见图2-图4所示；预制桩在穹拱和底板标高处设置双向牛腿；
第二步：进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面，横断面示意图见图5所示；
第三步：路侧施工竖井，竖井内施工横通道至区间隧道断面，顶推穹拱，进行管棚支护；在管棚或穹顶下开挖桩洞上台阶土体，施工侧墙锚喷支护，上台阶土体开挖高度为3m，预制穹拱采用整体吊装，预制穹拱侧面预留防水橡胶垫，横断面示意图见图6所示；
第四步：开挖桩洞下台阶土体，施工侧墙锚喷支护，底部布设微型桩，锚喷支护由锚杆及网喷混凝土组成，微型桩的直径均为20cm，锚杆与水平线夹角15度斜向下，横断面示意图见图7所示；
其中，由预制混凝土桩、管棚、穹拱组成桩洞的支护体系；
第五步：施工侧墙及底板防水，确保防水有效搭接，组装底板及侧墙，所述底板为平板，预制桩预留连接装置与底板实现有效连接，如可以采用螺栓连接；
横断面示意图见图8所示，桩间横断面示意图及相应剖面图见图9-图10所示。
其中，穹拱、底板、侧墙结构采用预制方式，即预制穹拱、预制底板、预制侧墙。
实施例2
其中，上台阶土体开挖高度为2m，预制穹拱顶推，其他方案同实施例1。
实施例3
其中，锚杆及微型桩的直径均为15cm，锚杆与水平线夹角5度斜向下，横断面示意图见图8所示；其他方案同实施例1。
实施例4
其中，底板采用预应力拱形底板，其他方案同实施例1，最终形成的横断面示意图见图11所示。
实施例5
其中，预制桩仅在穹拱标高处有牛腿，底板采用仰拱底板，底板下不布置微型桩。预制桩上预留螺栓孔，与仰拱底板有效连接。其他方案同实施例1，最终形成的横断面示意图见图12或图13所示。
Claims (10)
1.一种地下工程的桩洞施工方法，该工法的施工步骤如下：
第一步：在路面钻孔，机械打入或压入预制桩至设计标高，确保桩的挤密效果；
第二步：进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面；
第三步：路侧施工竖井，竖井内施工横通道至区间隧道断面，组装或顶推穹拱，进行管棚支护；在管棚或穹顶下开挖桩洞上台阶土体，施工侧墙锚喷支护；
第四步：开挖桩洞下台阶土体，施工侧墙锚喷支护，底部布设微型桩；
第五步：施工侧墙及底板防水，确保防水有效搭接，组装底板及侧墙，所述底板为平板或预应力拱形底板。
2.一种地下工程的桩洞施工方法，该工法的施工步骤如下：
第一步：在路面钻孔，机械打入或压入预制桩至设计标高，确保桩的挤密效果；
第二步：进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面；
第三步：路侧施工竖井，竖井内施工横通道至区间隧道断面，组装或顶推穹拱，进行管棚支护；在管棚或穹顶下开挖桩洞上台阶土体，施工侧墙锚喷支护；
第四步：开挖桩洞下台阶土体，施工侧墙锚喷支护；
第五步：施工侧墙及底板防水，确保防水有效搭接，组装底板及侧墙，所述底板为仰拱底板。
3.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，所述的穹拱、底板、侧墙结构采用预制方式，即预制穹拱、预制底板、预制侧墙。
4.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，预制桩在穹拱和/或底板标高处设置双向牛腿。
5.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，由预制混凝土桩、管棚、穹拱组成桩洞的支护体系，上台阶土体开挖高度不大于3m。
6.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，预制桩中部预留通长孔，孔径不大于10cm，用于安置具有注浆功能的定位杆。
7.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，预制桩打入或压入过程中，定位杆控制桩的精度，定位杆上有注浆孔，可进行桩底注浆。
8.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，预制穹拱可采用整体吊装或顶推，也可分块拼装，预制穹拱侧面预留防水橡胶垫。
9.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，预制桩预留连接装置，与底板实现有效连接。
10.根据权利要求1或2所述的地下工程的桩洞施工方法，其特征在于，锚喷支护由锚杆及网喷混凝土组成，锚杆及微型桩采用预制混凝土制作，其直径均不大于20cm，锚杆与水平线夹角5-25度斜向下。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |