CN106049532A - 一种综合管廊明挖施工支挡装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下工程施工技术领域，具体的说是涉及一种综合管廊明挖施工支挡装置及其施工方法，提供一种用于综合管廊明挖施工的移动支挡装置及其施工方法，其具有明挖法经济高效的优点，同时又不必使用排桩、钢板桩等围护结构，提供了一种综合管廊明挖施工支挡装置，该施工支挡装置主要是由前部支挡、中部支挡和尾部支挡组成的移动支挡装置,在前部支挡两侧由伸缩块组成，中部支挡其主要由顶板、侧板及底板组成,中部支挡与尾部支挡之间通过铰接油缸连接，在尾部支挡和中部支挡之间还设置有推进装置，该装置有效的解决了地下综合管廊、管道建设时，采用明挖法施工占地范围大、环境影响严重的主要问题，与本方法机械化程度高、施工速度快。

Description

一种综合管廊明挖施工支挡装置及其施工方法

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域；具体的说是涉及一种综合管廊明挖施工支挡装置及其施工方法。

背景技术

地下综合管廊、管道这类地下构筑物一般埋深较浅，由于矩形断面有更高的空间利用率，因此一般采用矩形断面，其施工常采用明挖的方法；明挖法最经济的方式通常是放坡开挖，但这样施工影响范围较大，而且噪声、扬尘等严重影响周边环境，而且也仅适用于开挖深度较浅、地质条件较好的情况；在一些环境条件限制或特殊地质条件下进行明挖施工时则需要施做围护结构，必要时还需采用降水等措施辅助施工，但这样将极大增加施工费用，降低施工效率，延长施工工期，而且也同样存在严重的环境影响；所以在建设综合管廊、管道这类地下构筑物时，如何发挥明挖法经济高效优点的同时，又能将其环境影响降至最低，减低施工费用，提高施工效率，是亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的发明目的：

针对上述现有技术的不足，提供一种用于综合管廊明挖施工的移动支挡装置及其施工方法，其具有明挖法经济高效的优点，同时又不必使用排桩、钢板桩等围护结构，在地下水丰富的地层中施工不需要降水等辅助措施，适用范围广；更重要的是采用本发明可以大大减小明挖作业的施工影响范围，实现在狭窄空间内或临近建筑物的条件下进行明挖施工。

本发明的技术方案为：

提供了一种综合管廊明挖施工支挡装置，其主要是为前部支挡、中部支挡和尾部支挡组成的移动支挡装置，该装置的前部支挡由设置在前部支挡两侧的伸缩块组成，中部支挡设置在前部支挡的后端，主要由顶板、侧板及底板组成，在中部支挡后端设置的尾部支挡主要由尾部侧板组成，中部支挡与尾部支挡之间通过铰接油缸连接，在尾部支挡和中部支挡之间还设置有推进装置，该推进装置的前端与中部支挡相连，后端与尾部支挡相连。

在中部支挡内还设置有隔板，且隔板位于中部支挡和前部支挡交界连接处。

在尾部支挡的底部还设置有尾部底板。

所述的推进装置为液压油缸。

尾部支挡两侧尾部侧板之间的横向距离大于预制管节的设置宽度，且该移动支挡装置的高度大于预制管节底板下边缘的埋设深度。

根据以所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置，其施工方法包括以下步骤：

（1）、将待施工的地下综合管廊分为若干工段，在每一工段的两端均设置始发井和接收井；

（2）、该移动支挡装置从始发井内始发，地上放置的反铲挖掘机从地面向下分层开挖该移动支挡装置前方的施工范围土体，在液压油缸的作用下，移动支挡装置沿着设计线路向接收井推进，同时挖出的土体通过运渣车运至弃渣场地，在反铲挖掘机开挖过程中前部支挡的伸缩块向前分层分块伸出；

(3)、在移动支挡装置推进过程中，每推进一个管节长度，就进行一个新的预制管节的安装，预制管节由起重装置通过移动支挡装置的尾部支挡上部的开口吊入尾部支挡内；当尾部支挡底部设置尾部底板时，在预制管节安装后，先在预制管节两侧和底部与尾部支挡之间的间隙中注入填充材料，管节脱出尾部支挡的过程中进行二次注入填充材料，以填充因尾部支挡前移产生的管节与地层之间的间隙；当尾部支挡不设置尾部底板时，在管节安装前要事先铺设好垫层，在管节脱出尾部支挡的过程中对管节两侧与地层之间的间隙用填充材料回填密实；预制管节脱出尾部支挡后，在预制管节顶部用开挖的渣土进行土方回填；

(4)、重复上述推进过程，该移动支挡装置沿综合管廊设计线路掘进至接收井，完成剩余结构及回填施工，该分段综合管廊施工结束；直到各分段综合管廊施工完成，从最后一个接收井中吊出该移动支挡装置设备，完成剩余结构及回填施工，整体综合管廊施工结束。

该装置液压油缸通过顶在已施工完成的预制管节上来提供移动支挡装置向前的顶推力，在地层条件合适情况下，可利用移动支挡装置的自重向前推进。

在施工中所用的预制管节结构采用整体预制或分上、下两块预制或多块预制拼装组成。

本发明的有益效果是：

有效的解决了地下综合管廊、管道建设时，采用明挖法施工占地范围大、环境影响严重的主要问题，与现有技术方法相比，本方法机械化程度高、施工速度快，可在狭小的场地内施工，大大降低环境影响；同时，在明挖施工需要采用排桩、钢板桩等围护结构支护的情况下，可以避免围护结构使用，而且在地下水丰富的地层中施工也不需要降水等辅助措施，从而大大减少建设投入，具有广泛的适用性和良好的经济性，其具体表现在以下几个方面：

（1）在用明挖法修建综合管廊时，在需要围护结构支护的情况下，采用本发明可以避免围护结构的修建，从而减少建设投入；

（2）在邻近楼房、道路等建筑物，作业空间狭小的情况下，采用本发明可以最大限度减少占地，同时又可以保证施工速度；

（3）本发明的应用具有广泛的地层适应性，可以在软弱地层、含水层、孤石地层等复杂地质条件下施工；

（4）本发明施工影响范围小，渣土少，对环境友好；

（5）本发明可以提高明挖法施工的机械化程度，减少人工作业，具有良好的经济性和推广应用前景。

附图说明

图１为该综合管廊明挖施工支挡装置的结构示意图；

图２为该移动支挡装置的尾部支挡底部设置尾部底板的施工结构示意图；

图3为该移动支挡装置的尾部支挡底部没有设置尾部底板的施工结构示意图；

图4为该移动支撑装置施工结构示意图。

图中：１为始发井；２为接收井；3为反铲挖机；4为起重装置；5为预制管节；6为前部支挡；7为中部支挡；8为尾部支挡；9为伸缩块；10为顶板；11为侧板；12为底板；13为尾部侧板；14为铰接油缸；15为推进装置；16为隔板；17为尾部底板；18为填充材料；19为土方回填；20为垫层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的描述。

实施例一：如图1～4所示，提供了一种综合管廊明挖施工支挡装置，其主要为前部支挡6、中部支挡7和尾部支挡8组成的移动支挡装置，该装置的前部支挡由设置在前部支挡两侧的伸缩块9组成，中部支挡设置在前部支挡的后端，其主要由顶板10、侧板11及底板12组成，在中部支挡后端设置的尾部支挡主要由尾部侧板13组成，中部支挡与尾部支挡之间通过铰接油缸14连接，在尾部支挡和中部支挡之间还设置有推进装置15，该推进装置的前端与中部支挡相连，后端与尾部支挡相连。

在中部支挡内设置有隔板16。

在尾部支挡的底部还设置有尾部底板17。

所述的推进装置为液压油缸。

尾部支挡两侧尾部侧板之间的横向距离大于预制管节的设置宽度，且该移动支挡装置的高度大于预制管节底板下边缘的埋设深度。

在设计过程中，该移动支挡装置的高出地面0.5m，以保证施工过程中周围土体不掉入开挖范围内，尾部支挡的范围净宽度略超出管节宽度0.2～0.4m，以保证预制管节可以顺利吊入安装，在两侧预留10～20cm，便于填充材料施工；在该装置前部设置的前部支挡由可伸缩的伸缩块组成，其位于装置前方的两侧，每侧分为若干块，每块都可实现前后伸缩，在开挖施工过程中前部支挡起到临时支挡两侧土体的作用；中部支挡包括侧板、顶板、底板和隔板，隔板采用板型结构，位于中部支挡和前部支挡交界处，其与中部支挡两侧及底部相连接，在开挖过程中将已开挖空间和前方掌子面土体隔开；在最后端设置的尾部支挡与中部支挡采用铰接油缸连接，从而可以实现其左右偏转的属性；在应用中可根据具体地质条件，考虑是否设置尾部底板；尾部支挡的上部敞开，可以将预制管节结构吊入完成拼装；在中部支挡和尾部支挡之间设置的液压油缸，可使得整个移动支挡装置不断沿着设计线路向前推进。

该综合管廊明挖施工支挡装置，其施工方法包括以下步骤：

（1）、将待施工的地下综合管廊分为若干工段，在每一工段的两端均设置始发井1和接收井2；

（2）、该移动支挡装置从始发井内始发，地上放置的反铲挖机3从地面向下分层开挖该移动支挡装置前方的施工范围土体，在液压油缸的作用下，移动支挡装置沿着设计线路向接收井推进，同时挖出的土体通过运渣车运至弃渣场地。在反铲挖掘机开挖过程中前部支挡的伸缩块向前分层分块伸出；

(3)、在移动支挡装置推进过程中，每推进一个管节长度，就进行一个新的预制管节5的安装，预制管节5由起重装置4通过移动支挡装置的尾部支挡上部的开口吊入尾部支挡内；当尾部支挡底部设置尾部底板时，在预制管节安装后，先在预制管节两侧和底部与尾部支挡之间的间隙中注入填充材料18，管节脱出尾部支挡的过程中进行二次注入填充材料18；当尾部支挡采用无尾部底板设置时，在管节安装前要事先铺设好垫层20，在管节脱出尾部支挡的过程中对管节两侧与地层之间的间隙用填充材料18回填密实；在预制管节脱出尾部支挡后，在预制管节顶部用开挖的渣土进行土方回填19。

重复上述推进过程，该移动支挡装置沿综合管廊设计线路掘进至接收井，完成剩余结构及回填施工，该分段综合管廊施工结束；直到各分段综合管廊施工完成，从最后一个接收井中吊出该移动支挡装置设备，完成剩余结构及回填施工，整体综合管廊施工结束。

顶进装置通过顶在已施工完成的预制管节上来提供移动支挡装置向前的顶推力，在地层条件合适情况下，也可以利用移动支挡装置的自重向前推进。

所用的预制管节5结构可以整体预制或分上、下两块预制或多块预制拼装组成。

实施例二：以断面尺寸为宽4m、高3m的单舱综合管廊施工为例，管廊覆土2m，总长度为800m,拟建于城市道路中央绿化带下方，由于环境条件限制难以采用放坡开挖，而采用传统的围护结构形式将增加工程造价，采用本发明施工则可以经济快速地完成施工任务，在具体应用中，先构筑移动支挡装置始发工作井和接收工作井；根据场地和设计条件，将待施工的地下综合管廊分为两段，每段长度为400m，在每一段的两端设置盾构始发井和接收井，首尾相连的两个段，后施工的一段可以利用前一段的接收井作为该段的始发井；本实施例一共需要施做3个工作井，两端2个工作井分别为始发井和接收井，中部1个兼做前一段的接收井和后一段的始发井；移动支挡装置一次施工的长度为400m。

移动支挡装置在始发井内始发，沿设计线路向接收井推进；采用反铲挖机从地面向下分层开挖移动支挡装置前方施工范围内的土体，在开挖过程中，可伸缩式前部挡板分块向前伸出，及时支护已开挖的基坑侧壁；移动支挡装置在推进系统的顶推下向前推进，可伸缩式挡板则相对缩回。

地下综合管廊结构采用预制管节，移动支挡装置每向前推进一个管节长度，即进行一个新管节的安装；移动支挡装置的千斤顶脱开顶紧的管节向前方缩回，预制管节结构由地面上的起重设备通过移动支挡装置尾部支挡上部开口吊放入尾部支挡内，并完成与已施工管段的连接；在管节安装前，需要先铺设填充垫层，然后在管节脱出尾部支挡的过程中对管节两侧与地层之间的间隙用土等回填密实。管节脱出尾部支挡后，在管节顶部用开挖的渣土进行土方回填。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种综合管廊明挖施工支挡装置，其特征在于：该施工支挡装置主要是由前部支挡、中部支挡和尾部支挡组成的移动支挡装置,该装置的前部支挡由设置在前部支挡两侧的伸缩块组成,中部支挡设置在前部支挡的后端，其主要由顶板、侧板及底板组成,在中部支挡后端设置的尾部支挡主要由尾部侧板组成,中部支挡与尾部支挡之间通过铰接油缸连接，在尾部支挡和中部支挡之间还设置有推进装置，该推进装置的前端与中部支挡相连，后端与尾部支挡相连。

2.根据权利要求1所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置，其特征在于：在中部支挡内还设置有隔板，且隔板位于中部支挡和前部支挡交界连接处。

3.根据权利要求1所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置，其特征在于：在尾部支挡的底部还设置有尾部底板。

4.根据权利要求1所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置，其特征在于：所述的推进装置为液压油缸。

5.根据权利要求1所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置，其特征在于：尾部支挡两侧尾部侧板之间的横向距离大于预制管节的设置宽度，且该移动支挡装置的高度大于预制管节底板下边缘的埋设深度。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、将待施工的地下综合管廊分为若干工段，在每一工段的两端均设置始发井和接收井；

（2）、该移动支挡装置从始发井内始发，地上放置的反铲挖掘机从地面向下分层开挖该移动支挡装置前方的施工范围土体，在液压油缸的作用下，移动支挡装置沿着设计线路向接收井推进，同时挖出的土体通过运渣车运至弃渣场地，在反铲挖掘机开挖过程中前部支挡的伸缩块向前分层分块伸出；

(3)、在移动支挡装置推进过程中，每推进一个管节长度，就进行一个新的预制管节的安装，预制管节由起重装置通过移动支挡装置的尾部支挡上部的开口吊入尾部支挡内；当尾部支挡底部设置尾部底板时，在预制管节安装后，先在预制管节两侧和底部与尾部支挡之间的间隙中注入填充材料，管节脱出尾部支挡的过程中进行二次注入填充材料，以填充因尾部支挡前移产生的管节与地层之间的间隙；当尾部支挡不设置尾部底板时，在管节安装前要事先铺设好垫层，在管节脱出尾部支挡的过程中对管节两侧与地层之间的间隙用填充材料回填密实；预制管节脱出尾部支挡后，在预制管节顶部用开挖的渣土进行土方回填；

(4)、重复上述推进过程，该移动支挡装置沿综合管廊设计线路掘进至接收井，完成剩余结构及回填施工，该分段综合管廊施工结束；直到各分段综合管廊施工完成，从最后一个接收井中吊出该移动支挡装置设备，完成剩余结构及回填施工，整体综合管廊施工结束。

7.根据权利要求6中所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置的施工方法，其特征在于：液压油缸通过顶在已施工完成的预制管节上来提供移动支挡装置向前的顶推力，在地层条件合适情况下，可利用移动支挡装置的自重向前推进。

8.根据权利要求6中所述的一种综合管廊明挖施工支挡装置的施工方法，其特征在于：所用的预制管节结构采用整体预制或分上、下两块预制或多块预制拼装组成。