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一种隧道或地下空间回廊式施工方法

阅读:1042发布:2021-01-05

专利汇可以提供一种隧道或地下空间回廊式施工方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种隧道或者地下空间施工的技术领域,具体来说,是一种隧道或地下空间回廊式施工方法。以隧道或者地下空间轮廓线内缘为基准线打设 钢 管;将钢管内的土体掏出;在钢管内安装临时支护设施;纵向分段 切除 钢管相邻边的钢板,每次切除全断面或者断面的一部分,切除长度为1-20m,形成中空廊道;在钢管内安装永久性 支撑 设施,拆除临时支护设施,在廊道内绑扎 钢筋 ,浇筑 混凝土 形成隧道或者地下空间的主体结构;最后将隧道或者地下空间轮廓线内的土体清除,形成结构稳固的隧道或者地下空间。该方法能够进行超浅埋、大断面、无干扰下穿施工,该方法具有主体结构稳固、安全性高、沉降可控制、施工效率高、成本低的特点。,下面是一种隧道或地下空间回廊式施工方法专利的具体信息内容。

1.一种隧道或地下空间回廊式施工方法,以隧道或者地下空间轮廓线内缘为基准线打设管;将钢管内的土体掏出;在钢管内安装临时支护设施;纵向分段切除钢管相邻边的钢板,每次切除全断面或者断面的一部分,切除长度为1-20m,形成中空廊道;在钢管内安装永久性支撑设施,拆除临时支护设施,在廊道内绑扎钢筋,浇筑混凝土形成隧道或者地下空间的主体结构;最后将隧道或者地下空间轮廓线内的土体清除,形成结构稳固的隧道或者地下空间。
2.根据权利要求1所述的隧道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,详细操作步骤如下:
(1)在隧道或者地下空间两端修建工作井,工作井内根据施工需要安装移动式施工平台;
(2)在工作井隧道或地下空间掘进侧标注出隧道或者地下空间轮廓线,作为钢管打设的标准;
(3)以隧道或者地下空间轮廓线内缘为基准线打设钢管,所述打设钢管需采用人工、盾构机或者掘进机将钢管沿着隧道或地下空间轮廓线打设,打设完毕后,将钢管内的土体掏出,钢管为中空通道,相邻钢管之间有扣或绞合联动装置,打设好的钢管有承重、阻、模板多重功能;
(4)在钢管内安装临时支护设施,所述临时支护设施结构为,底部和顶部为钢板,中部为液压或千斤顶组成的结构,方便移动和及时进行支护;
(5)在隧道或者地下空间的纵向方向,纵向分段切除钢管相邻边的钢板,上下切线的距离为0.3-2米,切除距离为3-12米,形成横向回廊,切除方式为使用等离子、气焊砂轮切割片或高压水枪进行切割;切除钢管相邻边的钢板,是在已经支护完成的钢管内切除,形成回廊式空腔;
(6)在回廊式空腔内安装永久性支撑设施,所述支撑设施的直径为φ30mm-φ1000mm,支撑设施的材质由钢管、木头、混凝土或合金的一种或几种制成;该支撑设施的上部与钢管顶板连接,下部与钢管底部连接,形成永久性支护结构;
(7)按照隧道或地下空间主体结构要求在回廊式空腔内绑扎钢筋,在绑扎好钢筋的回廊内分段浇筑混凝土直至闭合成环,形成隧道或者地下空间的主体结构;按照主体结构受要求进行绑扎和浇筑,钢筋的性能、尺寸、绑扎的间距应满足主体结构设计要求;
(8)隧道或地下空间回廊式主体结构施工完成后,清除主体结构内土体,然后根据通道功能施工附属设施和装修,形成隧道或地下空间。
3.根据权利要求1所述的隧道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,步骤(1)中,所述工作井为长方体或者正方体结构。
4.根据权利要求1所述的隧道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,步骤(3)中,钢管的横截面为矩形、圆形、三形、平行四边形、弧形、椭圆形。
5.根据权利要求1所述的隧道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,步骤(3)中,钢管为矩形钢管时,边长为0.3m-2m。
6.根据权利要求5所述的隧道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,步骤(3)中,所述矩形钢管顶部或者底部安装有子母口连接装置。
7.根据权利要求1所述的隧道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,步骤(6)中,永久支撑设施的材料为钢材、混凝土或者其结合。
8.根据权利要求1所述的道或地下空间回廊式施工方法,其特征在于,步骤(7)中,主体结构的厚度为0.3-2m。

说明书全文

一种隧道或地下空间回廊式施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种隧道或者地下空间施工的技术领域,尤其涉及一种能够进行超浅埋、大断面安全高效施工的方法,具体来说,是一种隧道或地下空间回廊式施工方法。

背景技术

[0002] 传统的隧道或地下空间施工方法主要分为明挖法和暗挖法,明挖法是先将覆盖物全部挖出,然后安装模板,绑扎筋,浇筑混凝土形成构筑物主体结构,最后再将构筑物外围进行回填。明挖法优点是技术简单、快速、主体结构受条件较好等,缺点是需要对整个空间进行开挖,施工后要进行回填,工作量大,无用功多,效能较低,而且在城区施工容易对既有道路和其他公共设施造成干扰并产生较大噪声扰民,影响居民的出行和正常生活。
[0003] 暗挖施工方法主要是矿山法和盾构法,矿山法是将断面较大的空间划分为若干部分,然后在小空间内进行开挖支护,然后施作钢筋混凝土永久结构。盾构法是通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时利用机械刀盘对断面进行切削开挖,然后并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的方法。盾构法优点是不占用地面空间,对居民生产生活干扰小,缺点是施工断面受限于盾构机不适用于超浅埋、大断面下穿路、车站、建筑等构筑物施工。
[0004] 随着城市发展平的不断提高,城市面积不断扩大,城市道路不断拓宽,与此同时,受制于既有火车站、铁路线、和其他建筑物的影响,许多主干道变成了断头路,道路交叉枢纽处堵成了停车场,还有许多管线、廊道无法穿越,城市被铁路线及其他重要构筑物分割的支离破碎
[0005] 行业内人士所共知,超浅埋、大断面、少干扰、低成本穿越火车站、铁路线及建筑物目前还不可能实现,个别城市采用延长线路降低开挖标高或者缩小断面的方式进行了穿越。但是,更多的城市承受不了高昂的施工成本,而且深度穿越造成的大坡度给居民带来了较差的出行体验,也会对既有线路造成较为严重的干扰。如此关系城市发展和民生的技术一直以来无法取得突破。

发明内容

[0006] 本发明提供一种超浅埋、大断面、少干扰、低成本的回廊式施工方法。该方法通过强有力的支护,回廊式分段优先施工主体结构,然后移除通道内土体。该方法能够进行超浅埋、大断面、无干扰下穿施工,该方法具有主体结构稳固、安全性高、沉降可控制、施工效率高、成本低的特点。
[0007] 本发明的技术方案为:
[0008] 一种隧道或地下空间回廊式施工方法,以隧道或者地下空间轮廓线内缘为基准线打设钢管;将钢管内的土体掏出;在钢管内安装临时支护设施;纵向分段切除钢管相邻边的钢板,每次切除全断面或者断面的一部分,切除长度为1-20m,形成中空廊道;在钢管内安装永久性支撑设施,拆除临时支护设施,在廊道内绑扎钢筋,浇筑混凝土形成隧道或者地下空间的主体结构;最后将隧道或者地下空间轮廓线内的土体清除,形成结构稳固的隧道或者地下空间。
[0009] 进一步的,本发明的隧道或地下空间回廊式施工方法,详细操作步骤如下:
[0010] (1)在隧道或者地下空间两端修建工作井,工作井内根据施工需要安装移动式施工平台;
[0011] (2)在工作井隧道或地下空间掘进侧标注出隧道或者地下空间轮廓线,作为钢管打设的标准;
[0012] (3)以隧道或者地下空间轮廓线内缘为基准线打设钢管,所述打设钢管需采用人工、盾构机或者掘进机将钢管沿着隧道或地下空间轮廓线打设,打设完毕后,将钢管内的土体掏出,钢管为中空通道,相邻钢管之间有扣或绞合联动装置,打设好的钢管有承重、阻水、模板多重功能;
[0013] (4)在钢管内安装临时支护设施,所述临时支护设施结构为,底部和顶部为钢板,中部为液压或千斤顶组成的结构,方便移动和及时进行支护;
[0014] (5)在隧道或者地下空间的纵向方向,纵向分段切除钢管相邻边的钢板,上下切线的距离为0.3-2米,切除距离为3-12米,形成横向回廊,切除方式为使用等离子、气焊砂轮切割片或高压水枪进行切割;切除钢管相邻边的钢板,是在已经支护完成的钢管内切除,形成回廊式空腔;
[0015] (6)在回廊式空腔内安装永久性支撑设施,所述支撑设施的直径为φ30mm-φ1000mm,支撑设施的材质由钢管、木头、混凝土或合金的一种或几种制成;该支撑设施的上部与钢管顶板连接,下部与钢管底部连接,形成永久性支护结构;
[0016] (7)按照隧道或地下空间主体结构要求在回廊式空腔内绑扎钢筋,在绑扎好钢筋的回廊内分段浇筑混凝土直至闭合成环,形成隧道或者地下空间的主体结构;按照主体结构受力要求进行绑扎和浇筑,钢筋的性能、尺寸、绑扎的间距应满足主体结构设计要求;
[0017] (8)隧道或地下空间回廊式主体结构施工完成后,清除主体结构内土体,然后根据通道功能施工附属设施和装修,形成隧道或地下空间。
[0018] 进一步的,步骤(1)中,所述工作井为长方体或者正方体结构。
[0019] 进一步的,步骤(3)中,钢管的横截面为矩形、圆形、三形、平行四边形、弧形、椭圆形,以确保施工取得良好效果。
[0020] 进一步的,步骤(3)中,钢管为矩形钢管时,边长为0.3m-2m。
[0021] 进一步的,步骤(3)中,所述矩形钢管顶部或者底部安装有子母口连接装置。
[0022] 进一步的,步骤(6)中,永久支撑设施的材料为钢材、混凝土或者其结合。
[0023] 进一步的,步骤(7)中,主体结构的厚度为0.3-2m。
[0024] 本发明的有益效果在于,
[0025] 步骤(3)中,相邻矩形钢管之间用子母口连接装置连接。优点是连接快速,钢管打设方向准确且具有较好的阻水、防水作用。
[0026] 步骤(4)中临时支护设施,优点是可以根据外部受力结构进行及时必要的支护,以防止钢管变形,确保施工作业人员安全。
[0027] 步骤(5)中分段切割相邻钢管间的钢板,形成回廊,优点是将主体结构分段,在小空间内进行施工,临时支护措施可以重复使用,施工安全可控。
[0028] 步骤(6)在回廊内安装永久性支撑设施,优点是确保施工过程中安全。同时,施工钢筋混凝土结构后,支护装置和主体结构融为一体,加强了主体结构的稳固性。
[0029] 本发明的施工方法,采用回廊式分段施工,施工断面小,尤其是在钢管内切割或者支护,具有受力均匀,支护稳定、方便,支护力强的特点。
[0030] 先使用回廊式方法完成隧道或者地下空间构筑物主体结构施工,施工期间核心土受力结构不做改变,确保了整体受力的稳定性。广泛适用于超浅埋、大断面、复杂地质的隧道或者地下空间施工,是隧道或地下空间施工方法60年来最具革命性的成果。
[0031] 总之,本发明提供的回廊法主体结构安全质量可控,施工工艺简单,施工成本低,可以用于超浅埋、大断面的隧道或者地下空间施工,适用性好。附图说明
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1本发明的工艺流程图
[0034] 图2是本发明回廊式施工方法的剖面图。
[0035] 图3是本发明回廊式施工方法的结构正视图。
[0036] 图4本发明回廊式施工方法施工过程回廊内临时支护设施施工正视图。
[0037] 图5是本发明回廊式施工方法施工过程回廊内永久性支撑设施施工正视图。
[0038] 图6是本发明回廊式施工方法施工在回廊内绑扎主体结构钢筋正视图。
[0039] 图7是本发明回廊式施工方法施工开挖结构内土体形成地下空间的正视图。
[0040] 图8是本发明回廊式施工方法施工主体结构立体图。
[0041] 1-临时支护设施,2-永久性支撑设施,3-主体结构。

具体实施方式

[0042] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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,都应当属于本发明保护的范围。
[0043] 实施例1太原市迎泽大街下穿太原火车站工程施工案例
[0044] 本发明在太原市迎泽大街下穿太原火车站工程进行了施工,形成一个较佳实施例。
[0045] (1)施工工作井分别修建在太原火车站东广场和西广场,工作井尺寸为20m*20m*20m,工作井内安装了移动式工作平台。
[0046] (2)标注通道轮廓线在施工前进行了标注,并对打设钢管的角度、轮廓进行了固定,通道轮廓线内侧尺寸为20*5m。
[0047] (3)打设钢管是采用小型盾构机顶方式打设了直径为2米的圆形钢管,围绕轮廓线形成一圈钢管。所述圆形钢管管壁厚为2CM,相邻钢管紧密相切。
[0048] (4)安装临时支护设施为使用申请号为201811399170.6(该申请已在2019.2.22公开)的专利申请中记载的施工管支护装置的结构,在圆形钢管内进行布设,起到临时支撑作用。
[0049] (5)切除相邻钢管钢板使用气焊、电焊、等离子切割机等技术将相邻钢管之间的钢板切除,形成横向回式廊道。所述相邻钢管管壁切除后相邻钢管管弧用钢板连接,形成内部高度不小于1.2米的回廊式空腔。
[0050] (6)在钢管内安装了直径为20cm的钢管,钢管间距为1米,焊接于上部钢管管弧与下部钢管管弧之间,加强了对上部钢管的支护,成为通道的永久性支撑设施结构之一。
[0051] (7)在回廊式空腔内绑扎钢筋、浇筑混凝土,在回廊式空腔内分段绑扎了主筋为φ22的钢筋、辅筋为φ16、箍筋为φ8的HPB335高性能钢筋,并浇筑了C45混凝土,形成了完整的主体结构。
[0052] (8)使用回廊式施工方法施工完成主体结构后,对主体结构内的核心土进行清除,然后依照市政道路要求打设垫层,修筑水沟等附属结构物,对通道进行装修并安装机电设备、交通设施,形成地下空间。
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