CN107514262A - 盾构管廊的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构管廊的施工方法，包括如下步骤：施工盾构井；提供盾构机，将所述盾构机设于所述盾构井内，并从所述盾构井内出发沿管廊的设计路线进行掘进施工；在所述盾构机掘进的过程中于挖掘形成的隧道内拼装管片；沿管廊的设计路线间隔布设工艺井，施工所述工艺井；当盾构机掘进施工至所述工艺井处时，若所述工艺井已施工完成，将所述盾构机从所述工艺井处穿过并继续向前掘进施工；若所述工艺井未施工，将所述盾构机掘进施工通过所述工艺井处并于所述工艺井处的隧道内拼装管片。本发明盾构法施工具有效率高、安全性好，受外界如征地拆迁等的影响因素小，且不破坏地表环境，对地层扰动小，对地面交通、建筑等几乎无影响。

Description

盾构管廊的施工方法

技术领域

本发明涉及地下管廊的施工领域，特指一种盾构管廊的施工方法。

背景技术

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。

目前综合管廊的施工方法主要是采用明挖法，但明挖法存在大面积开挖、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，土方开挖回填占用大量地面空间，在地下水位较浅的情况下需要降水作业，埋深较大时有需要基坑支护，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。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种盾构管廊的施工方法，解决现有技术明挖法施工管廊存在的效率不高、破坏环境且对周边影响大的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种盾构管廊的施工方法，包括如下步骤：

施工盾构井；

提供盾构机，将所述盾构机设于所述盾构井内，并从所述盾构井内出发沿管廊的设计路线进行掘进施工；

在所述盾构机掘进的过程中于挖掘形成的隧道内拼装管片；

沿管廊的设计路线间隔布设工艺井，施工所述工艺井；

当盾构机掘进施工至所述工艺井处时，若所述工艺井已施工完成，将所述盾构机从所述工艺井处穿过并继续向前掘进施工，并将靠近所述工艺井处的管片与所述工艺井对接连接；若所述工艺井未施工，将所述盾构机掘进施工通过所述工艺井处并于所述工艺井处的隧道内拼装管片。

本发明公开了一种盾构管廊的施工方法，该盾构法施工具有效率高、安全性好，受外界如征地拆迁等的影响因素小，且不破坏地表环境，对地层扰动小，对地面交通、建筑等几乎无影响，施工场地小，具有较好的应用前景。本发明的盾构管廊施工方法中设置了工艺井，为管廊隧道提供了供风、排风、供电和消防等功能，能够确保盾构管廊的施工安全，另外设置的工艺井也能够方便盾构管廊在布线时方便吊装管线，也方便布设的线路的进出。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，还包括：

将管廊的设计路线划分成连续的多个盾构施工区段；

于每一盾构施工区段的前端处均施工形成盾构井；

提供两个盾构机，利用两个盾构机同时对两个相邻的盾构施工区段进行掘进施工。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，在所述工艺井未施工时，先于所述工艺井的外周施工围护结构；

所述盾构机掘进施工时，直接切割对应的围护结构而掘进通过所述工艺井处。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，在所述工艺井未施工时，当一盾构施工区段已掘进施工完成后，再施工位于所述盾构施工区段的工艺井。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，若所述盾构机已掘进施工通过所述工艺井处并且所述工艺井处内已拼装有管片时，采用素混凝土将所述工艺井处的管片内填实；

于所述工艺井处的管片的外侧箍设加强圈；

于工艺井外周施工围护结构。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，施工工艺井包括：

依据工艺井的设置位置及形状开挖基坑；

随着基坑的挖掘而于所述围护结构的内侧面间隔布设支撑结构，直至挖掘至基坑底；

于所述基坑的底部施工底板、底梁以及部分侧墙；

向上施工工艺井内的主体结构并逐层拆除所述支撑结构，从而完成所述工艺井的施工。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，若所述盾构机已掘进施工通过所述工艺井处并且所述工艺井处内已拼装有管片，在施工工艺井时，将位于所述工艺井处的管片采用逐层逐片的方式进行破除。

本发明盾构管廊的施工方法的进一步改进在于，还包括：

每个盾构施工区段掘进施工完成后，于所述管片内施工分隔结构以将所述管片内部的空间进行分隔，从而完成盾构管廊的施工。

附图说明

图1为本发明盾构管廊的施工方法中沿管廊设计路线划分盾构施工区段的结构示意图。

图2为本发明盾构管廊的施工方法中盾构井的剖视图。

图3至图9为本发明盾构管廊的施工方法中施工工艺井的分解步骤的结构示意图。

图10为本发明盾构管廊的施工方法中盾构机掘进至工艺井处的结构示意图。

图11为本发明盾构管廊的施工方法中的工艺井的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种盾构管廊的施工方法，将盾构管廊沿设计路线划分为连续的多个盾构施工区段，每一盾构施工区段上间隔设有多个工艺井，本发明的盾构管廊的施工方法给出了合理的工艺井和盾构机掘进施工的施工工艺，设置的工艺井为管廊隧道提供供风、排风、供电、消防以及吊装等功能，确保盾构管廊的施工安全，另外该工艺井的设置方便盾构管廊内布设时的吊装操作，以及管线布设时进出盾构管廊的操作。本发明的施工方法具有效率高、安全性好，且受征地拆迁影响因素小的优点，具有较好的发展前景。下面结合附图对本发明盾构管廊的施工方法进行说明。

如图1所示，本发明提供的一种盾构管廊的施工方法，包括如下步骤：

施工盾构井22；

提供盾构机，将盾构机设于盾构井22内，并从盾构井22内出发沿管廊的设计路线进行掘进施工，盾构机的掘进方向为F；

在盾构机掘进的过程中于挖掘形成的隧道内拼装管片；

沿管廊的设计路线间隔布设工艺井23，施工工艺井23；

当盾构机掘进施工至工艺井23处时，若工艺井23已施工完成，将盾构机从工艺井23处穿过并继续向前掘进施工，并将靠近工艺井23处的管片与工艺井23对接连接；若工艺井23未施工，将盾构机掘进施工通过工艺井23处并于工艺井23处的隧道内拼装管片。

作为本发明的一较佳实施方式，本发明的施工方法还包括：将管廊的设计路线划分成连续的多个盾构施工区段21，在划分盾构施工区段21时，根据盾构机的性能、参数以及地质条件等情况而定，较佳地，将盾构施工区段21的长度设计为2000米。通过盾构施工区段21的划分使得每个盾构施工区段21为一独立的施工区段。在每一盾构施工区段21的前端处均施工形成盾构井22，盾构井22在施工过程中作为盾构施工的工作竖井，在运营阶段作为管线安装、出入线接口、消防、通道的主洞口，承担重要的作用。为利于管线布置，以及考虑常规盾构设备型号，通常分为左右线两条盾构隧道进行施工，方便对管线进行合理分类布设，同时有利于盾构机的选型和调配。盾构施工区段21前端处的盾构井22作为该盾构施工区段21处盾构机施工时的始发井，将盾构机吊装进入该盾构井22内，并从该盾构井22内出发开始进行掘进施工。后一盾构施工区段21的盾构井22作为前一盾构施工区段21内施工的盾构机的接收井，在该前一盾构施工区段21的掘进施工完成后，该盾构机进入到后一盾构施工区段21的盾构井22内。为提高盾构管廊的施工效率，提供两个盾构机，利用两个盾构机同时对相邻的盾构施工区段21进行掘进施工，使得两个独立的盾构施工区段21能够同时进行掘进施工，从而加快了盾构管廊的施工效率。较佳地，在每一盾构施工区段21进行掘进施工时，该盾构施工区段21内设置两个并行的盾构机，形成左右两条盾构隧道，在掘进施工时，让左右两条盾构隧道内的盾构机相错一定间隔，以避免相互之间的施工影响，确保施工安全。

进一步地，在布设工艺井23时，在每个盾构施工区段21内每间隔300米至500米设置一个工艺井23，该工艺井23的设置需要保证能够满足消防要求。工艺井23为管廊隧道提供供风、排风、供电、消防以及吊装等功能，确保盾构管廊的施工安全。

作为本发明的另一较佳实施方式，盾构井22的施工采用明挖法施工，如图1和图2所示，在盾构井22的设置位置处施工钻孔灌注桩221作为基坑围护，在钻孔灌注桩221的顶部施工形成冠梁225，开挖盾构井22的基坑，在基坑顶部的边缘处施工挡土墙224，该挡土墙224立设于钻孔灌注桩221的顶部之上，随着盾构机22的基坑的向下挖掘，在钻孔灌注桩221的内侧支设支撑，支撑沿着钻孔灌注桩221竖向间隔设置，该支撑用于提高基坑施工过程中的结构稳定性，基坑施工到底后，于基坑的底部施工结构底板222，结构底板222的侧部施工结构侧墙223，随着结构的向上施工，逐层地拆除支撑，在结构侧墙223之间施工楼板，在盾构井22内施工的结构主体还包括有结构梁和结构柱，施工每一层楼板时均为盾构机留设吊装口，待盾构机吊装作业完成后，在将楼板的吊装口封堵。在钻孔灌注桩221和结构侧墙223之间还设有柱间网喷混凝土层、防水层以及保护层，该柱间网喷混凝土层形成于钻孔灌注桩221靠近基坑的侧面上，用于将多个钻孔灌注桩221拉结在一起，形成牢固的围护结构，防水层起到了防水的作用，确保盾构井22内的主体结构的防水性能。

作为本发明的又一较佳实施方式，工艺井23的施工一般采用先井后盾的方式进行施工，即在盾构机达到工艺井前，优选安排工艺井的施工，在工艺井施工完成后，盾构机再进行穿越，这样的方式安全性高，且有利于施工组织。但当遇到某些因素的影响(比如受征地拆迁、管线改移等因素)，而使得工艺井无法按照既定的实际施工完成时，即在盾构机达到工艺井时，该工艺井还未施工，此时可先于工艺井的外周施工围护结构，如图1和图3所示，在工艺井23的外周的土体内施工围护结构231，该围护结构231用于保证在后续的工艺井的基坑开挖过程中的基坑稳定性，围护结构231施工完成后，盾构机掘进施工时，直接切割对应的围护结构231而掘进通过该工艺井23处，盾构机切割围护结构231通过工艺井23时，在工艺井23处的洞门范围内的钢筋采用玻璃纤维筋，以提高该处的结构强度。当盾构施工区段21已掘进施工完成后，再施工位于盾构施工区段21内的工艺井23，即在此盾构施工区段21掘进完成后，再进行工艺井的开挖及结构施工。

进一步地，若因其他因素影响而无法提前施工工艺井23的围护结构231时，可先令盾构机掘进通过，而后再施工工艺井23的围护结构。该盾构机掘进通过时，会在工艺井处拼装管片，在施工工艺井23的围护结构231时若盾构机已掘进施工通过该工艺井23处并在该工艺井23处内已拼装有管片时，采用素混凝土将工艺井23处的管片内部填实；在工艺井23处的管片的外侧箍设加强圈，采用加强钢圈对工艺井处的隧道管片进行加固，以保证整体结构的稳定性，进而在于工艺井23外周施工围护结构231。围护结构231包括围护桩，较佳地，该围护桩采用钻孔灌注桩，在打设该围护桩时，在钻头穿越管片结构时，应降低速度以及冲击力，防止对其他范围造成破坏，影响结构整体性。

更进一步地，施工工艺井23包括：如图3所示，施工好围护结构231后，在围护结构231的外侧布设降水井235，利用降水井235进行降水，将土层内的水降低至待开挖的基坑最低点一下，而后如图4所示，依据工艺井的设置位置及形状开挖基坑232，随着基坑232的挖掘而于围护结构231的内侧面间隔布设支撑结构233，直至挖掘至基坑232的底部，具体地，开挖土体至第一道支撑结构233的位置处，施工围护结构231的围护桩顶部的冠梁和挡墙，利用挡墙挡住基坑232顶部外周的土体，然后支设第一道支撑结构233；接着如图5所示，向下开挖基坑232至第二道支撑结构233的位置处，并支设第二道支撑结构233，如图6所示，继续向下开挖至基坑232的第三道支撑结构233的位置处，并支设第三道支撑结构233，接着如图7所示，分层开挖至基坑232的底部，并于基坑232的底部施工底板2341、结构梁2342以及部分侧墙2343；如图8所示，待底板2341、结构梁2342以及部分侧墙2343达到设定强度后，对第三道支撑结构233进行换撑并拆除第三道支撑结构233，向上施工工艺井23内的主体结构234，该主体结构234包括结构柱2344和楼板2345，在拆除掉第三道支撑结构233后，施工地下二层侧墙、防水层、结构柱、楼板及结构梁，在地下二层主体结构234达到设计强度后，结合图9所示，拆除掉第二道支撑结构233，施工地下一层主体结构234，包括地下一层侧墙、防水层、结构柱、楼板以及结构梁，而后当地下一层的主体结构234达到设计强度后，在地下一层的楼板之上分层回填土至第一道支撑结构233的位置处，拆除该第一道支撑结构233，结合图10所示，而后分层回填地下一层的楼板之上的覆土。待该工艺井23达到设计强度要求后，盾构机切割围护结构并穿越该工艺井23。

如图10和图11所示，若采用先盾后井的方式，即盾构机已掘进施工通过工艺井23处并且在工艺井23处内已拼装有管片24，在施工工艺井23时，需待盾构施工区段施工结束后，将工艺井23处的管片24拆除，拆除时采用逐层逐片的方式进行破除，而后在施工工艺井23的基坑232和主体结构234，在完成工艺井23内的主体结构234的施工后，将降水井235封闭。

本发明中的工艺井23可采用明挖法施工，在施工时，为降低对周边环境的影响，优先采用钻孔灌注桩+钢管支撑(或锚索)体系，局部空旷地段可采用吊脚桩或者放坡开挖的方式进行施工。二次衬砌采用顺作法施工。工艺井23还可以采用盖挖法施工，在施工时，优先选择半盖挖法进行施工，无顶盖区域作为出土及吊装运输通道使用，二次衬砌结构可采用顺做法或逆作法进行施工。该工艺井23还可以采用暗挖法施工，施工时可采用洞桩法进行施工。在适当位置施工竖井及横通道，根据工艺井断面尺寸决定上部导洞的数量，常规上采用三导洞进行施工。为保证导洞开挖安全，仅设置上层导洞，在上导洞内施工钻孔灌注桩，以作为其围护结构和中部钢管柱的支撑结构。

作为本发明的再一较佳实施方式，本发明的施工方法还包括：每个盾构施工区段掘进施工完成后，于所述管片内施工分隔结构以将所述管片内部的空间进行分隔，从而完成盾构管廊的施工。利用分隔结构对管片内进行二次分仓，该分格结构可采用以下几种方式进行施工：

模板支架现浇法。每个盾构区段从中部向两端依次进行施工，采用整体模板台车进行施工。

压型钢板组合楼板法。下部墙柱提前施工，然后在其上部铺设一定强度的压型钢板，上部绑扎钢筋，浇筑混凝土。压型钢板上预留连接措施，以便与上部混凝土连接成整体，增加其强度，减小板厚度。

预制楼板法。为加快分仓结构施工速度，同时考虑到满足板面平整度及密封性要求，楼板面采取下层小幅预制+上层整副现浇的方式进行施工。为便于吊装，预制板宽度为1.0～1.5m，预制板厚8～10cm，上部及周边侧面预留钢筋接头，每10～15m作为一个现浇段，在其上部另行浇筑8～10cm混凝土。

上层竖向隔墙可采取砖墙砌筑法或支模现浇法进行施工。

本发明的盾构管廊的施工方法，采用划分多个盾构施工区段的方式，使得每一盾构施工区段均为独立的施工区域，可实现并行施工且互不干扰；每一盾构施工区段间隔设置工艺井，利用工艺井为管廊隧道提供供风、排风、供电、消防以及吊装等功能，本发明的施工方法给出了工艺井和盾构机掘进施工的施工工艺，使得工艺井的施工和盾构机掘进施工能够较好的相互配合，确保盾构管廊的施工安全，该工艺井的设置为后续盾构管廊内部布线提供便利，也为管线布设时的进出管廊提供方便。本发明的施工方法具有效率高、安全性好，且受征地拆迁影响因素小的优点，具有较好的发展前景。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种盾构管廊的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

施工盾构井；

提供盾构机，将所述盾构机设于所述盾构井内，并从所述盾构井内出发沿管廊的设计路线进行掘进施工；

在所述盾构机掘进的过程中于挖掘形成的隧道内拼装管片；

沿管廊的设计路线间隔布设工艺井，施工所述工艺井；

当盾构机掘进施工至所述工艺井处时，若所述工艺井已施工完成，将所述盾构机从所述工艺井处穿过并继续向前掘进施工，并将靠近所述工艺井处的管片与所述工艺井对接连接；若所述工艺井未施工，将所述盾构机掘进施工通过所述工艺井处并于所述工艺井处的隧道内拼装管片。

2.如权利要求1所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，还包括：

将管廊的设计路线划分成连续的多个盾构施工区段；

于每一盾构施工区段的前端处均施工形成盾构井；

提供两个盾构机，利用两个盾构机同时对两个相邻的盾构施工区段进行掘进施工。

3.如权利要求2所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，在所述工艺井未施工时，先于所述工艺井的外周施工围护结构；

所述盾构机掘进施工时，直接切割对应的围护结构而掘进通过所述工艺井处。

4.如权利要求2所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，在所述工艺井未施工时，当一盾构施工区段已掘进施工完成后，再施工位于所述盾构施工区段的工艺井。

5.如权利要求4所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，若所述盾构机已掘进施工通过所述工艺井处并且所述工艺井处内已拼装有管片时，采用素混凝土将所述工艺井处的管片内填实；

于所述工艺井处的管片的外侧箍设加强圈；

于工艺井外周施工围护结构。

6.如权利要求3或5所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，施工工艺井包括：

依据工艺井的设置位置及形状开挖基坑；

随着基坑的挖掘而于所述围护结构的内侧面间隔布设支撑结构，直至挖掘至基坑底；

于所述基坑的底部施工底板、结构梁以及部分侧墙；

向上施工工艺井内的主体结构并逐层拆除所述支撑结构，从而完成所述工艺井的施工。

7.如权利要求5所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，若所述盾构机已掘进施工通过所述工艺井处并且所述工艺井处内已拼装有管片，在施工工艺井时，将位于所述工艺井处的管片采用逐层逐片的方式进行破除。

8.如权利要求1所述的盾构管廊的施工方法，其特征在于，还包括：

每个盾构施工区段掘进施工完成后，于所述管片内施工分隔结构以将所述管片内部的空间进行分隔，从而完成盾构管廊的施工。