CN111236304B

CN111236304B - 一种装配式地下综合管廊及施工方法

Info

Publication number: CN111236304B
Application number: CN201911402823.6A
Authority: CN
Inventors: 陈静; 李宏伟; 韩锋; 陈永
Original assignee: China Railway Construction Group Infrastructure Construction Co Ltd
Current assignee: China Railway Construction Group Infrastructure Construction Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111236304A

Abstract

本发明实施例公开了一种装配式地下综合管廊，包括综合管廊单体和连接组件、以及用于支撑所述综合管廊单体的支护结构，所述综合管廊单体设置在廊基上；该施工方法，包括如下步骤：步骤100、在选定综合管廊安装位置打入支护套筒，在打入支护套筒后挖掘地下通道；步骤200、在地下通道挖掘完成后逐次拔出支护套筒，拔出支护套筒后浇筑形成支护套柱，以支护套柱为基础建立支护结构；步骤300、在形成的支护结构上铺设廊管下段，以廊管下段作为通道铺设廊管中段，并以退步法安装廊管上段；步骤400、对装配后的综合廊管进行二次密封性处理；本发明通过构建支护结构的同时建立廊基等附属结构，削减了管廊的功能，降低了管廊的自重和施工建设的经济成本。

Description

一种装配式地下综合管廊及施工方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑施工的管廊技术领域，具体涉及一种装配式地下综合管廊及施工方法。

背景技术

地下管廊又称地下综合管廊，是建设在城市地下，用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水等市政管线的公共隧道，地下管廊可有效杜绝“拉链马路”现象，让技术人员无需反复开挖路面，在管廊中就可对各类管线进行抢修、维护、扩容改造等，同时大大缩减管线抢修时间，在城市建设中得到了广泛的使用。

常规的预制式装配地下管廊结构是在进行组装，其组装方式在地下挖一个深坑后再将组装后的管廊放入到深坑内再回填，这种工艺是施工周期长，动用设备以及人力多，对周围的建筑影响较大。

现有技术下的装配式地下管廊为管状结构，在施工安装的过程中需要开挖地面、预制廊基，再通过工业机械设备进行吊装。在现有这种施工方式中，基本上是通过明挖方式进行施工的，但是在当前实际需求中，综合管廊为了避免受到影响以及对其他市政结构产生阻碍作用，一般埋深处于地下30-40米，对于这种深度采用明挖法进行施工工程量巨大，而且不易施工，对周围建筑扰动太多，而且还会破坏土层的结构，使得管廊称重急剧增加，容易破坏管廊，而这种情况下只能提高管廊的质量，这又无疑会增加建设成本。

为了克服上述缺陷，通过暗挖法进行施工，但是在现有技术条件也存在缺陷，即地下环境复杂，没有足够的操作空间，不便于进行施工和安装，另外，由于管廊自重巨大，为了完成相应的安装，需要单独在地下空间内建设廊基和安装通道，多次施工使得工期翻倍、造价急剧升高，制约管廊的发展和应用，而且现有的暗挖法没有对通道的支护，同样存在对管廊直接施加地层重力的问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种装配式地下综合管廊及施工方法，以解决现有技术中管廊结构和施工方式在结构技术要求和造价上相互矛盾的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种装配式地下综合管廊的施工方法，包括如下步骤：

步骤100、在选定综合管廊安装位置的两侧从地面上按照延伸方向打入支护套筒，在打入支护套筒后挖掘地下通道；

步骤200、在地下通道挖掘完成后以间隔法分区间、分阶段逐次拔出支护套筒，每拔出一根支护套筒立刻浇筑混凝土形成支护套柱，以每组支护套柱为基础建立支护结构；

步骤300、在形成的支护结构上铺设廊管下段，并以廊管下段作为通道铺设位于两侧的廊管中段，并以退步法安装廊管上段；

步骤400、对装配后的综合廊管进行二次密封性处理。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，所述支护套柱的浇筑方法具体步骤为：

步骤201、在地下通道内对每个裸露出来的支护套筒包裹浇筑模板，再以间隔法分区间、分阶段逐次拔出支护套筒；

步骤202、在拔出每根支护套筒后先进行堵漏和植筋，再由地面进行浇筑，当浇筑至浇筑模板时在地下通道内进行振动夯实以形成支护肋；

步骤203、对应每个支护肋在地下通道的侧壁上以锚筋和注浆的形式形成固定支护肋的锚定桩。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，综合管廊的铺设具体方法包括如下步骤：

步骤301、由起始端在U型梁的中心段依次架设廊管下段，直至完成整个地下通道的廊管下段铺设形成临时通道；

步骤302、由起始端或者终止端在临时通道的基础上逐次架设位于两侧的廊管中段，且位于两侧同一个综合管廊单体的廊管中段先后铺设，再铺设前一个综合管廊单体的廊管上段，按照上述次序逐次完成整个廊管的铺设；

其中，在步骤301和步骤302中，在每完成一个廊管架设后将分体式的连接组件安装在对应的廊管上，确保每个连接组件在廊管组装完成后能形成一个整体。

作为本发明的一种优选方案，在步骤302中，退步法安装廊管上段的具体步骤为：

按照步骤301和步骤302首先完成前一个或多个综合管廊单体中廊管下段、廊管中段的架设；

再在后一个综合管廊单体的廊管下段上对前一个综合管廊单体中的廊管上段进行架设，并且在架设的过程中始终采用交替的方式铺设廊管中段和廊管上段。

作为本发明的一种优选方案，在对若干个综合管廊单体进行架设时，还包括对相邻综合管廊单体的初次密封性处理，具体步骤为：

校准连接组件，使得连接组件的分体结构形成一个完整的整体，并且各个分体结构之间的间隙误差在可容纳设计范围内；

当每完成一个综合管廊单体的架设后，将密封组件放置在相邻综合管廊单体之间，并在架设综合管廊单体之后通过收缩连接组件对密封组件进行压缩以实现密封，并且在该密封结构的内外两侧均通过焊接和浇筑的方式进行密封。

另外，本发明还提供了一种装配式地下综合管廊，包括工厂预制的综合管廊单体和用于连接所述综合管廊单体的连接组件、以及用于支撑所述综合管廊单体的支护结构，所述综合管廊单体设置在廊基上；

所述综合管廊单体包括由工厂预制的管廊上段、管廊中段和管廊下段，所述管廊上段、管廊中段和管廊下段均通过现场装配而成，所述管廊上段外壁上均设置有安装肋，所述管廊中段的外端均固定安装有连接腔，在所述连接腔的中心设置有用于与支护套柱套设连接的安装柱孔；

所述支护结构包括位于顶部的对地下通道进行永久性支护的顶拱机构和位于底部的刚性支撑梁。

作为本发明的一种优选方案，所述管廊上段内设置有若干组用于安装强电的管道支架；

所述管廊中段由分别设置在所述管廊上段两侧的二级廊管组成，其中一个二级廊管内通过隔板分为弱电腔室和市政腔室，在另一个二级廊管内通过隔板分为屏蔽腔室和市政腔室，两个所述市政腔室合并形成一个整体，且合并后的所述市政腔室位于所述管廊下段上方；

所述管廊下段内设有安置管道的托举架，且在所述托举架底部设有自疏浚通道，在所述自疏浚通道上按照设定距离安装有排水泵。

作为本发明的一种优选方案，在所述连接腔上安装柱孔的底部周边固定安装有与支护肋锁定连接的锁定件，所述安装柱孔内设置有缓冲环垫。

作为本发明的一种优选方案，所述顶拱机构通过铰接安装在相对应的两个所述支护肋之间，在所述顶拱机构上固定安装有垂直于所述顶拱机构的节点梁，在所述节点梁上沿着顶拱机构安装有若干组依次叠置的弧面梁，所述弧面梁的长度由下至上依次减短，且在每个所述弧面梁的端部均固定安装有弹性复位簧管，在每个所述弹性复位簧管上均固定安装有设置在所述弧面梁上的滑片梁。

作为本发明的一种优选方案，所述刚性支撑梁包括两端设置在所述支护肋上的U型梁，且所述U型梁两端均顶设在支护套柱上，且在所述支护肋和所述U型梁的连接处设有相互对应限位的锁定齿和锁定槽。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明通过直接以支护套筒的方式形成临时支护，并且在地下通道挖通后直接浇筑形成永久性的支护套柱和支护肋，并且以这两者为基础构建廊基上，在工艺上可以直接从地面进行一次施工完成整个廊基的建设，并且在廊基上通过装配的方式完成预制好综合管廊单体的架设、连接和密封，通过构建支护结构，使得综合管廊只需注重通道功能而无需关注支护作用，更加轻量化和专一化，该综合管廊结构有利于实现一次施工，无需多次来回施工以克服现有技术中综合管廊建设成本高昂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中的整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中结构示意图；

图3为本发明实施方式中结构示意图；

图中：1-综合管廊单体；2-连接组件；3-支护结构；4-连接腔；5-顶拱机构；6-刚性支撑梁；7-节点梁；

101-管廊上段；102-管廊中段；103-管廊下段；104-安装肋；105-管道支架；106-二级廊管；107-弱电腔室；108-市政腔室；109-屏蔽腔室；110-自疏浚通道；

401-安装柱孔；402-锁定件；

601-U型梁；

701-弧面梁；702-弹性复位簧管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种装配式地下综合管廊的施工方法，包括如下步骤：

步骤100、在选定综合管廊安装位置的两侧从地面上按照延伸方向打入支护套筒，在打入支护套筒后挖掘地下通道。

在本实施方式中是通过暗挖方法进行管廊的安装，因此，为了保证土层的稳定性和防止在暗挖时发生垮塌，对地下工作和地面市政活动产生影响，需要对施工位置进行临时的支护。

通过打入支护套筒将地下通道的位置圈定起来，以稳定土层结构，并且将内、外的土层分割开，避免土层由于地下扰动导致应力状态被破坏，从而发生横向移动导致的地下垮塌和地面塌陷等现象。通过构建支护保护土层的稳定性一方面是防止上述的垮塌，另外一方面则是稳定土层，以便其它地下市政工程的建设，从而形成相对独立的结构，来克服现有管廊建设区域周围不能建设其他地下市政工程的缺陷。

步骤200、在地下通道挖掘完成后以间隔法分区间、分阶段逐次拔出支护套筒，每拔出一根支护套筒立刻浇筑混凝土形成支护套柱，以每组支护套柱为基础建立支护结构。

在本实施方式中，之所以通过以间隔法分区间、分阶段逐次拔出支护套筒，同样是为了避免批量拔出支护套筒会对地层结构产生影响，保护土层的自有结构，提高土层自身的支撑力，以避免所有重力全部转换为上覆压力，降低对管廊及其支护结构的压力。

在步骤200中，所述支护套柱的浇筑方法具体步骤为：

步骤201、在地下通道内对每个裸露出来的支护套筒包裹浇筑模板，再以间隔法分区间、分阶段逐次拔出支护套筒，需要特别说明的是，在本发明中通过包裹浇筑模板，可以利用支护套筒产生的通道，直接从地面上进行浇筑，再配合地下的操作形成完善的支护结构，避免再由地下进行二次施工；

步骤202、在拔出每根支护套筒后先进行堵漏和植筋，避免由于地下空隙导致的混凝土漏失以及影响混凝土的机械强度，植筋按照常规方式以设计标准进行布设，再由地面进行浇筑，当浇筑至浇筑模板时在地下通道内进行振动夯实以形成支护肋；

在步骤203中为了配合支护结构，在地下通道的侧壁上通过锚定桩来利用侧向上的抓力对支护结构进行进一步的加固。从而可以有效的将上覆压力转换到整个空间上，以避免应力集中破坏某处的土层结构。

综合以上支护结构可知，在本实施方式中是通过支护结构达到对土层进行支护的同时还保证整个土层处于非常稳定的结构，另外还可以通过支护结构在地面浇筑形成地下通道内的廊基等结构，以减少地下的施工量，降低建设成本和加快建设进度。

在本实施方式中，支护结构的特征在于是一个独立的整体，即使后来的市政工程需要拆除若干个支护套柱，也不会对地下廊管产生任何影响，只需要借助新建市政工程的支护结构即可重新构建相应的支护结构，同样达到减少土层自重对管廊的影响。

步骤300、在形成的支护结构上铺设廊管下段，并以廊管下段作为通道铺设位于两侧的廊管中段，并以退步法安装廊管上段。

在本发明中无需单独建设铺设通道，直接利用提前铺设的廊管下段作为通道即可进行整体的铺设，直接应用廊管下段的建设方式将在后述中结合廊管的具体结构进行进一步的阐述。

在步骤300中，综合管廊的铺设具体方法包括如下步骤：

在步骤300中，由于本发明中采用的分体式管廊结构，因此为了保证整个综合管廊的密封性，需要确保连接组件和密封组件的完善性，从而保证密封性能的可靠性和持续性。

在步骤302中，退步法安装廊管上段的具体步骤为：

在本实施方式中，退步法安装的本质上是将同一个综合管廊单体的上段部分延迟一个综合管廊单体或者多个综合管廊单体进行安装，这种安装方式的好处在于可以为其他综合管廊单体的安装提供足够的空间，不会对施工操作形成制约，其次，克服常规安装方式不能进行人工调整和对焦的缺陷。

本发明中，在对若干个综合管廊单体进行架设时，还包括对相邻综合管廊单体的初次密封性处理，具体步骤为：

步骤400、对装配后的综合廊管进行二次密封性处理。

上述综合管廊的施工方法，其显著的特点在于以下两个方面：

第一，通过在地面上构建贯穿整个管廊的支护机构，该支护不仅对整个区域的土层进行支护，同时还提供管廊安装的廊基，并配合管廊的部分结构构建临时通道，无需额外建设廊基和用于铺设廊管的通道，减少了施工的工序和工作量，提高了工作效率；

第二，对管廊进行分步骤的安装，可以提高安装效率，而且有利于从内外两个层面对管廊进行密封处理，提高密封效果。

另外，本发明还提供了一种装配式地下综合管廊，包括工厂预制的综合管廊单体1和用于连接所述综合管廊单体1的连接组件2、以及用于支撑所述综合管廊单体1的支护结构3，所述综合管廊单体1设置在廊基上。

本发明中的廊基本质上即为支护结构，通过综合利用支护结构的稳健结构来构建廊基，避免廊基后期发生沉降等非正常现象，而且由于设置了防护结构和支护结构，该管廊具有较强的抗灾害性能，不会轻易被破话，相比较于现有的直埋式安装方式，该工艺能够更好的保护管廊。

所述综合管廊单体1包括由工厂预制的管廊上段101、管廊中段102和管廊下段103，所述管廊上段101、管廊中段102和管廊下段103均通过现场装配而成。通过预制的方式实现管廊的装配式安装，从而提高管廊的安装效率。

其中，所述管廊上段101内设置有若干组用于安装强电的管道支架105；

所述管廊中段102由分别设置在所述管廊上段两侧的二级廊管106组成，其中一个二级廊管106内通过隔板分为弱电腔室107和市政腔室108，在另一个二级廊管106内通过隔板分为屏蔽腔室109和市政腔室108，两个所述市政腔室108合并形成一个整体，且合并后的所述市政腔室108位于所述管廊下段103上方；

所述管廊下段103内设有安置管道的托举架，且在所述托举架底部设有自疏浚通道110，在所述自疏浚通道110上按照设定距离安装有排水泵。

在上述中，常规的管廊为圆柱状或者标准矩形，而本实施方式中实现强电、弱电和市政分离，能够在各自专属通道内执行相应的作业，而且对于有特殊需求的通道，可以设置在屏蔽腔室内，从而满足不同的需求，提高管廊的实际使用效益。

所述管廊上段101外壁上均设置有安装肋104，所述管廊中段102的外端均固定安装有连接腔4，在所述连接腔4的中心设置有用于与支护套柱套设连接的安装柱孔401。

连接腔4是专为安装管廊上段101而设计的，在该实施方式中，通过连接腔4上的安装柱孔401与支护套柱连接形成一体化结构，在完全成型后将不能再拆除下来，保证整体管廊结构的稳定性和可靠性。

在所述连接腔4上安装柱孔401的底部周边固定安装有与支护肋锁定连接的锁定件402，所述安装柱孔401内设置有缓冲环垫。

所述支护结构3包括位于顶部的对地下通道进行永久性支护的顶拱机构5和位于底部的刚性支撑梁6。

在本实施方式中，通过设置的顶拱机构5和刚性支撑梁6，将整个管廊完全封闭在这个具有强大应力保护结构中，从而避免管廊受到直接的压力影响，在这个实施方式中，将管廊的功能分离出来，即去除了现有管廊的刚性支撑能力，从而可以大幅度降低管廊的自重，便于管廊的安装。

在本实施方式中，所述顶拱机构5通过铰接安装在相对应的两个所述支护肋之间，以顶拱机构5的顶拱结构将上覆压力传递至支护套柱上，从而在顶部对管廊起到保护的作用，另外，在本实施方式中，为了减少上覆压力对顶拱机构和支护套柱的直接压力，在所述顶拱机构5上固定安装有垂直于所述顶拱机构5的节点梁7，在所述节点梁7上沿着顶拱机构5安装有若干组依次叠置的弧面梁701，所述弧面梁701的长度由下至上依次减短，且在每个所述弧面梁701的端部均固定安装有弹性复位簧管702，在每个所述弹性复位簧管702上均固定安装有设置在所述弧面梁701上的滑片梁703。

在本实施方式中，通过设置的滑片梁703能够将主动扰动转换为弹性势能以进行抵消，并且在再次扰动时可以进行弹性势能的回复，从而避免动态的横向剪切力和竖向载荷对顶拱机构和支护套柱的影响，提高其支护的可靠性。这是因为混凝土支护结构的抗压能力强，抗剪能力弱，长期的动态扰动将会破坏混凝土支护的内部结构，使其支护能力降低。而这也是现有技术中以直接压覆等类似方式安装的综合管廊附近静止其它市政地下工程建设的原因，而本发明中通过构建上述特征，并结合立体式的支护结构可以完美的克服这个问题，使得管廊处于地下深度，而且在丰富的地面至管廊的区间内可以按照需求正常涉及地下市政工程，提高地下空间的应用率。

所述刚性支撑梁6包括两端设置在所述支护肋上的U型梁601，且所述U型梁601两端均顶设在支护套柱上，且在所述支护肋和所述U型梁601的连接处设有相互对应限位的锁定齿和锁定槽。

本发明中的U型梁601起到廊基的作用，即将廊管下段设置在U型梁601上形成临时的铺设通道，所有的机械设备均可以通过该铺设通道进行安装，从而不需要再次建设廊基和相应的铺设通道，而是直接利用廊管结构。

在本实施方式中之所以能够如此利用，主要是在本发明中将整个廊管构建成分体式结构，对于分体式的结构可以逐次进行安装，从而不必局限于有限的廊管空间内进行铺设和安装，从而可以综合利用廊管的自身结构，而无需单独再次构建相应的通道，加快铺设进度和降低建设成本。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种装配式地下综合管廊的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤400、对装配后的综合廊管进行二次密封性处理。

2.根据权利要求1所述的一种装配式地下综合管廊的施工方法，其特征在于，在步骤200中，所述支护套柱的浇筑方法具体步骤为：

3.根据权利要求1所述的一种装配式地下综合管廊的施工方法，其特征在于，在步骤300中，综合管廊的铺设具体方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种装配式地下综合管廊的施工方法，其特征在于，在步骤302中，退步法安装廊管上段的具体步骤为：

5.根据权利要求4所述的一种装配式地下综合管廊的施工方法，其特征在于，在对若干个综合管廊单体进行架设时，还包括对相邻综合管廊单体的初次密封性处理，具体步骤为：

6.一种装配式地下综合管廊，其特征在于，包括工厂预制的综合管廊单体（1）和用于连接所述综合管廊单体（1）的连接组件（2）、以及用于支撑所述综合管廊单体（1）的支护结构（3），所述综合管廊单体（1）设置在廊基上；

所述综合管廊单体（1）包括由工厂预制的管廊上段（101）、管廊中段（102）和管廊下段（103），所述管廊上段（101）、管廊中段（102）和管廊下段（103）均通过现场装配而成，所述管廊上段（101）外壁上均设置有安装肋（104），所述管廊中段（102）的外端均固定安装有连接腔（4），在所述连接腔（4）的中心设置有用于与支护套柱套设连接的安装柱孔（401）；

所述支护结构（3）包括位于顶部的对地下通道进行永久性支护的顶拱机构（5）和位于底部的刚性支撑梁（6）。

7.根据权利要求6所述的一种装配式地下综合管廊，其特征在于，所述管廊上段（101）内设置有若干组用于安装强电的管道支架（105）；

所述管廊中段（102）由分别设置在所述管廊上段两侧的二级廊管（106）组成，其中一个二级廊管（106）内通过隔板分为弱电腔室（107）和市政腔室（108），在另一个二级廊管（106）内通过隔板分为屏蔽腔室（109）和市政腔室（108），两个所述市政腔室（108）合并形成一个整体，且合并后的所述市政腔室（108）位于所述管廊下段（103）上方；

所述管廊下段（103）内设有安置管道的托举架，且在所述托举架底部设有自疏浚通道（110），在所述自疏浚通道（110）上按照设定距离安装有排水泵。

8.根据权利要求6所述的一种装配式地下综合管廊，其特征在于，在所述连接腔（4）上安装柱孔（401）的底部周边固定安装有与支护肋锁定连接的锁定件（402），所述安装柱孔（401）内设置有缓冲环垫。

9.根据权利要求8所述的一种装配式地下综合管廊，其特征在于，所述顶拱机构（5）通过铰接安装在相对应的两个所述支护肋之间，在所述顶拱机构（5）上固定安装有垂直于所述顶拱机构（5）的节点梁（7），在所述节点梁（7）上沿着顶拱机构（5）安装有若干组依次叠置的弧面梁（701），所述弧面梁（701）的长度由下至上依次减短，且在每个所述弧面梁（701）的端部与所述节点梁（7）之间均固定安装有弹性复位簧管（702）。

10.根据权利要求9所述的一种装配式地下综合管廊，其特征在于，所述刚性支撑梁（6）包括两端设置在所述支护肋上的U型梁（601），且所述U型梁（601）两端均顶设在支护套柱上，且在所述支护肋和所述U型梁（601）的连接处设有相互对应限位的锁定齿和锁定槽。