地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，通過在現(xiàn)場反復澆筑和頂管施工，使施工時隧道孔徑可不受吊裝設(shè)備的制約，孔徑可做大，推進距離可延長；同時，掘進前行后，后續(xù)工作可同時進行，可提前工期；可連續(xù)作業(yè)，不用停頓；可減少地下管線的拆遷，可相應(yīng)的降低施工成本。
【專利說明】地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下通道以及地下隧道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地下通道及隧道 結(jié)構(gòu)的頂管施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前地下通道及地鐵隧道施工中普遍采用的施工方法包括大開挖施工，礦山掘進 施工法以及盾構(gòu)機械掘進頂管施工法。
[0003]上述施工方法在施工中存在有一些問題，①大開挖法因地下有眾多管線不便拆 遷，施工難度大。②礦山掘進施工法存在施工進度慢，安全不好保障等缺點。③盾構(gòu)機械掘 進頂管施工法中，后續(xù)混凝土框架需先由預(yù)制廠預(yù)制，再通過運輸設(shè)備運輸?shù)浆F(xiàn)場，由大型 吊裝設(shè)備安裝。受吊裝設(shè)備影響，如在城市地鐵及地下通道施工中:圓形構(gòu)件可分片預(yù)制安 裝，但異形及矩形框架結(jié)構(gòu)需預(yù)制成整體，安裝于盾構(gòu)后，盾構(gòu)機械掘進前行時再通過構(gòu)件 將掘進時產(chǎn)生的反作用力隨構(gòu)件傳遞到最后出發(fā)井的后背上。再由后背千斤頂將框架構(gòu)件 一節(jié)一節(jié)隨盾構(gòu)向前推進。相比前兩種方法，盾構(gòu)機械掘進頂管施工具有一定的優(yōu)勢，但也 存在下述問題，即此法在結(jié)構(gòu)尺寸較小、頂進距離較近時還可施工。隨結(jié)構(gòu)尺寸增大，掘進 距離加長后，吊裝設(shè)備及頂進設(shè)備將無法滿足施工需要。
[0004]隨著城市交通的發(fā)展及人員流動的增加，小結(jié)構(gòu)尺寸的構(gòu)筑物已無法滿足人們出 行的要求，建造大結(jié)構(gòu)尺寸的地下通道及構(gòu)筑物的需求日益增多，因此亟需一種新的地下 通道及隧道施工方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。
[0007]I)在盾構(gòu)機械安裝就位后，在盾構(gòu)機械后部預(yù)制混凝土框架構(gòu)件，所述混凝土框 架構(gòu)件包括活動節(jié)和固定節(jié)兩部分，活動節(jié)和固定節(jié)相互分離；
[0008]2)將固定節(jié)固定于設(shè)計位端口處，然后在盾構(gòu)機械掘進過程中，通過設(shè)置于固定 節(jié)內(nèi)的千斤頂推動活動節(jié)隨盾構(gòu)機械前進，固定節(jié)與活動節(jié)之間通過燒筑混凝土形成新的 混凝土框架構(gòu)件段；
[0009]3)當活動節(jié)達到設(shè)計末端后，將活動節(jié)與最后形成的混凝土框架構(gòu)件段用混凝土 澆筑的方式連接。
[0010]所述活動節(jié)的后端連接有鋼板外套，活動節(jié)帶動鋼板外套前行到設(shè)計外套長度后 停止，這時活動節(jié)與固定節(jié)間就形成了由鋼板外套圍護而成的空間，在所述空間內(nèi)綁扎鋼 筋立內(nèi)模，然后以鋼板外套為澆筑混凝土外模澆筑混凝土得到新的混凝土框架構(gòu)件段。
[0011]當鋼板外套前行時，需立即壓注水泥漿，將鋼板外套前行時留下的縫隙填實。
[0012]所述固定節(jié)以及活動節(jié)內(nèi)均設(shè)置有混凝土支墩，千斤頂通過固定節(jié)內(nèi)的混凝土支 墩進行固定，千斤頂通過傳力柱將作用力傳遞到活動節(jié)內(nèi)的混凝土支墩上，從而推動活動節(jié)前進。
[0013]所述澆筑用混凝土為免振抗?jié)B混凝土。
[0014]各施工縫安裝橡膠止水帶，橡膠止水帶采用背貼式或中埋式止水帶，安裝時，背貼 式或中埋式止水帶為單獨使用或同時使用。
[0015]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0016]本發(fā)明所述地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法通過在現(xiàn)場反復澆筑和頂管施 工，使施工時隧道孔徑可不受吊裝設(shè)備的制約，孔徑可做大，推進距離可延長；同時，掘進前 行后，后續(xù)工作可同時進行，可提前工期；可連續(xù)作業(yè)，不用停頓；可減少地下管線的拆遷， 可相應(yīng)的降低施工成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述施工方法的分步示意圖之一；
[0018]圖2為本發(fā)明所述施工方法的分步示意圖之二 ；
[0019]圖3為本發(fā)明所述施工方法的分步示意圖之三；
[0020]圖中:1為工作井壁,2為盾構(gòu)機械機頭,3為固定節(jié),4為活動節(jié),5為千斤頂,6為 鋼板外套，7為混凝土支墩，8為傳力柱，9為中繼間，10為后面混凝土底板，A為第一節(jié)，B為
第二節(jié)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，包括以下步驟:
[0023]I)在盾構(gòu)機械安裝就位后，在盾構(gòu)機械后部預(yù)制混凝土框架構(gòu)件，所述混凝土框 架構(gòu)件包括活動節(jié)4和固定節(jié)3兩部分，活動節(jié)和固定節(jié)相互分離；
[0024]2)將固定節(jié)固定于設(shè)計位端口處，然后在盾構(gòu)機械掘進過程中，通過設(shè)置于固定 節(jié)內(nèi)的千斤頂5推動活動節(jié)隨盾構(gòu)機械前進，固定節(jié)與活動節(jié)之間通過燒筑混凝土形成新 的混凝土框架構(gòu)件段，新的混凝土框架構(gòu)件段向前不斷延伸，直到終點；
[0025]3)當活動節(jié)達到設(shè)計末端后，將活動節(jié)與最后形成的混凝土框架構(gòu)件段用混凝土 澆筑的方式連接。
[0026]所述活動節(jié)的后端連接有鋼板外套6，活動節(jié)帶動鋼板外套前行到設(shè)計外套長度 后停止，這時活動節(jié)與固定節(jié)間就形成了由鋼板外套作圍護而形成的空間，在所述空間內(nèi) 綁扎鋼筋立內(nèi)模，然后以鋼板外套為澆筑混凝土外模澆筑混凝土得到新的混凝土框架構(gòu)件 段。當鋼板外套前行時，需立即壓注水泥漿，將鋼板外套前行時留下的縫隙填實，起到將原 有地層加固密實，防止地面下沉的作用。
[0027]所述固定節(jié)以及活動節(jié)內(nèi)均設(shè)置有混凝土支墩7 (混凝土支墩與框架構(gòu)件澆筑為 一體)，千斤頂通過固定節(jié)內(nèi)的混凝土支墩進行固定，千斤頂通過傳力柱8將作用力傳遞到 活動節(jié)內(nèi)的混凝土支墩上，從而推動活動節(jié)前行。
[0028]所述澆筑用混凝土為免振抗?jié)B混凝土。
[0029]各施工縫安裝橡膠止水帶，橡膠止水帶采用背貼式或中埋式止水帶，安裝時，背貼 式或中埋式止水帶為單獨使用或同時使用。[0030]實施例
[0031]一種地下通道隧道頂管施工中繼間澆筑混凝土施工方法，該施工方法分為以下幾
I K
少:
[0032]第一步:參見圖1，在盾構(gòu)機械安裝就位后，在盾構(gòu)后部預(yù)制混凝土框架構(gòu)件，所 述混凝土框架構(gòu)件分兩節(jié)，第一節(jié)4至6米長，第二節(jié)2至3米長。第一段叫平衡節(jié)(或稱為 活動節(jié))，平衡節(jié)的作用就是將盾構(gòu)掘進產(chǎn)生的反作用力進行轉(zhuǎn)移，盾構(gòu)掘進的反作用力是 由邊洋底板向后傳遞，平衡節(jié)就是將邊洋底板傳遞的反作用力轉(zhuǎn)移到底板上，在底板上設(shè) 置向后傳遞作用力的混凝土支墩，由支墩通過傳力柱向后傳遞。第二節(jié)叫錨固節(jié)(或稱為固 定節(jié))，錨固節(jié)的作用是將掘進前行傳過來的作用力鎖定住。通過千斤頂推動第一節(jié)前行， 在第一節(jié)與第二節(jié)之間用鋼板制作一個外套(即鋼板外套)，鋼板外套前端與第一節(jié)鋼筋焊 成一體，與第二節(jié)成活動端。
[0033]第二步:參見圖2，當盾構(gòu)掘進前行時以預(yù)制構(gòu)件將掘進時產(chǎn)生的反作用力傳導 到后背上，用后背上的千斤頂將構(gòu)件向前推進，推動盾構(gòu)前行，當?shù)诙?jié)后部前行到設(shè)計位 端口時，將后面一節(jié)(即第二節(jié))固定(用混凝土將第二節(jié)前行留下的底板與工作井底板高 差澆筑成與框架構(gòu)件底板相平)。拆除后面千斤頂，將千斤頂安裝在第一節(jié)與第二節(jié)之間 (千斤頂通過固定節(jié)內(nèi)的混凝土支墩進行固定，千斤頂通過傳力柱將作用力傳遞到活動節(jié) 內(nèi)的混凝土支墩上。第三步:當盾構(gòu)再掘進前行時的反作用力將由第二節(jié)也就是固定節(jié)承 擔。這時的第二節(jié)也開始叫最后一節(jié)，當盾構(gòu)掘進前行時將由千斤頂通過傳力柱推動第一 節(jié)隨盾構(gòu)帶動鋼板外套前行，當?shù)谝还?jié)帶動鋼板外套前行到設(shè)計外套長度后停止，這時第 一節(jié)與后節(jié)間就形成了由鋼板外套作圍護形成的空間，這個空間就叫中繼間9。
[0034]第四步:參見圖3，這時就在中繼間內(nèi)綁扎鋼筋立內(nèi)模(這時鋼板外套就成為澆筑 混凝土外模)，澆筑混凝土。這時就形成了新的一段混凝土框架結(jié)構(gòu)。
[0035]第五步:澆筑完混凝土后，按第三、第四步繼續(xù)施工，新的混凝土框架構(gòu)件段向前 不斷延伸，直到終點，當鋼板外套前行時需立即壓注水泥漿，將鋼板外套前行時留下的縫隙 填實。但內(nèi)模需等混凝土達到一定強度后再拆除。當?shù)谝还?jié)到達設(shè)計末端后，將第一節(jié)與 后面的結(jié)構(gòu)用混凝土澆筑連接到一起，一條新的混凝土地下通道就完成了。
[0036]本發(fā)明的技術(shù)方案的要點總結(jié)如下:
[0037]I)在盾構(gòu)后部預(yù)制混凝土構(gòu)件上安裝鋼板外套或鋼構(gòu)構(gòu)件；
[0038]2)推動框架構(gòu)件隨盾構(gòu)前行到達設(shè)計端口后，澆筑后面混凝土底板固定后節(jié)(第 二節(jié))，拆除后面千斤頂，將千斤頂安裝在后節(jié)支墩上，推動前節(jié)(第一節(jié))隨盾構(gòu)前行，當千 斤頂達到千斤頂行程后回收千斤頂，在頂前加傳力柱；
[0039]3)在中繼間內(nèi)綁扎鋼筋，澆筑混凝土。
[0040]此施工方案的優(yōu)點在于:①通道及隧道孔徑可不受吊裝設(shè)備的制約?？讖娇勺龃?， 推進距離可延長。②掘進前行后，后續(xù)工作可同時進行，可提前工期。③可連續(xù)作業(yè)，不用 停頓。④可減少地下管線的拆遷，可相應(yīng)的降低施工成本，⑤施工質(zhì)量顯著優(yōu)于現(xiàn)有基于構(gòu) 件拼裝的施工方法。
[0041]最后對用此技術(shù)施工應(yīng)注意事項:①澆筑用混凝土必須用抗?jié)B混凝土，以提高構(gòu) 件自身防水性。②澆筑用混凝土最好用免振混凝土，提高混凝土密實。③中繼間澆筑與第 一節(jié)應(yīng)留0.5米空間以便頂板混凝土封頂，④澆筑混凝土應(yīng)用輸送泵，澆筑封口時用輸送泵壓力將混凝土壓實。⑤框架構(gòu)件各施工縫應(yīng)安裝橡膠止水帶，止水帶采用背貼式和中埋 式止水帶。止水帶根據(jù)地區(qū)不同設(shè)置，如水位高應(yīng)將兩種止水帶同時采用，止水帶應(yīng)環(huán)狀設(shè)置。
[0042]隨著地下通道及隧道施工的不斷發(fā)展，本發(fā)明可為地下通道及隧道的施工帶來便 利，特別是可以解決大結(jié)構(gòu)異形結(jié)構(gòu)及矩形結(jié)構(gòu)施工難度大的難題，具有很高的經(jīng)濟和社 會效益。
【權(quán)利要求】
1.一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，其特征在于:包括以下步驟:1)在盾構(gòu)機械安裝就位后，在盾構(gòu)機械后部預(yù)制混凝土框架構(gòu)件，所述混凝土框架構(gòu) 件包括活動節(jié)和固定節(jié)兩部分，活動節(jié)和固定節(jié)相互分離；2)將固定節(jié)固定于設(shè)計位端口處，然后在盾構(gòu)機械掘進過程中，通過設(shè)置于固定節(jié)內(nèi) 的千斤頂推動活動節(jié)隨盾構(gòu)機械前進，固定節(jié)與活動節(jié)之間通過澆筑混凝土形成新的混凝 土框架構(gòu)件段；3)當活動節(jié)達到設(shè)計末端后，將活動節(jié)與最后形成的混凝土框架構(gòu)件段用混凝土澆筑 的方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，其特征在于:所述 活動節(jié)的后端連接有鋼板外套，活動節(jié)帶動鋼板外套前行到設(shè)計外套長度后停止，這時活 動節(jié)與固定節(jié)間就形成了由鋼板外套圍護而成的空間，在所述空間內(nèi)綁扎鋼筋立內(nèi)模，然 后以鋼板外套為澆筑混凝土外模澆筑混凝土得到新的混凝土框架構(gòu)件段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，其特征在于:當鋼 板外套前行時，需立即壓注水泥漿，將鋼板外套前行時留下的縫隙填實。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，其特征在于:所述 固定節(jié)以及活動節(jié)內(nèi)均設(shè)置有混凝土支墩，千斤頂通過固定節(jié)內(nèi)的混凝土支墩進行固定， 千斤頂通過傳力柱將作用力傳遞到活動節(jié)內(nèi)的混凝土支墩上，從而推動活動節(jié)前進。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，其特征在于:所述 澆筑用混凝土為免振抗?jié)B混凝土。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種地下通道及隧道結(jié)構(gòu)的頂管施工方法，其特征在于:各施 工縫安裝橡膠止水帶，橡膠止水帶采用背貼式或中埋式止水帶，安裝時，背貼式或中埋式止 水帶為單獨使用或同時使用。
【文檔編號】E21D9/06GK103437772SQ201310340063
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】吳元修 申請人:吳元修