一种拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法与流程

本发明涉及一种城市地下综合管廊的施工方法，属于市政地下设施施工方法技术领域。

背景技术：

在市政管道布置中，建设综合管廊可以更加科学合理地开发利用地下空间资源。建设综合管廊可以将市政六大类管线集中布置，形成新型的城市地下设施管理系统，是当前城市市政建设的发展趋势。在建设地下综合管廊的施工中，波纹钢结构以其具有的环保、成本低廉、施工周期短、抗震防灾、营运可靠等优势，越来越得到广泛地应用。

目前，许多市政综合管廊的建设都需要将路面全部刨开，再将管线进行布置，最后再进行整修路面，费工、费时、施工成本大。同时在很多地段，由于地下管线埋深一般较深，全部开挖大大增加了施工时间，极大地影响了市内交通，给市民的生活带来很大的不便。

随着市政工程中地下综合管廊的大量应用，如何解决路面明挖带来的各种弊端，充分发挥波纹钢结构在施工中的优势是工程技术人员所面临的任务。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，这种施工方法采用经过特别设计的拼装波纹钢板，可以在地下一边掘进一边拼装，解决了在非开挖的情况下，如何采用拼装钢板以最安全快速的方式进行支护和拼装的难题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，它采用以下步骤进行：

a.制作综合管廊的竖井螺旋波纹管：竖井螺旋波纹管直立，竖井螺旋波纹管上端口焊接四个用于吊装的钢筋环，竖井螺旋波纹管的下部连接螺旋波纹管三通，螺旋波纹管三通的直径与横向管廊的直径相匹配，在竖井螺旋波纹管的下部一侧有连接孔，螺旋波纹管三通的后端与竖井螺旋波纹管的连接孔焊接连接，螺旋波纹管三通的前端焊接有连接横向管廊的拼装波纹钢板的法兰；

b.竖井开挖；在综合管廊开挖的起点位置向下开挖竖井，若开挖深度在8米以内并允许放坡，且土质较好不易发生井壁坍塌，可采用勾机进行机械开挖，开挖直径应为设计直径的115%~125%，然后将竖井螺旋波纹管垂直放入竖井中，竖井螺旋波纹管下部的螺旋波纹管三通与横向管廊的方向相对；

c.进入竖井：先将竖井螺旋波纹管下部的螺旋波纹管三通的位置调正，然后对竖井螺旋波纹管周围进行均匀填土，施工人员通过吊车进入竖井螺旋波纹管下部，施工人员从螺旋波纹管三通出口开始人工开挖综合管廊的横向管廊；

d.横向管廊的掘进与拼装；先开挖螺旋波纹管三通出口的土面上层，然后用拼装波纹钢板通过螺栓与螺旋波纹管三通出口的法兰上部连接，再用千斤顶和立柱对连接法兰上端的拼装波纹钢板做临时支护，接着对支护下方的土方进行挖掘，再进行沿着螺旋波纹管三通出口的法兰一整圈的拼装，完成第一圈的拼装后，继续开挖下方的土方，一圈为一个循环向前掘进和拼装波纹钢板，每向前掘进一圈，需用激光水准仪找准位置；

e.设置注浆口：拼装板每隔一榀都会在管廊顶部设有一个直径为80mm的注浆口，在拼装时要注意拼装顺序，确保注浆口在管廊顶部；

f.制作注浆管：注浆管采用φ80mm，长300mm的铁管，注浆管的前端制成尖状以方便插入土体，注浆管的前端侧面圆周均布有注浆孔，注浆管的底部连接阀门，阀门后部有快速接头，快速接头与注浆输送管道相连接；

g.进行注浆：横向管廊每向前掘进5米，通过注浆口进行注浆，注浆时将注浆管的前端插入预留注浆口内，注浆管的前端到达横向管廊两侧和顶面的拼装波纹钢板的外壁与周围土体的间隙中，注浆管前端进入土体深度最深按0.3米控制，开启注浆管的阀门进行注浆，注浆进入拼装波纹钢板的外壁与周围土体的间隙中，注浆的浆液水灰比可采用0.8～1.2，按浆液体积的1%～3%加入水玻璃，按水泥重量的5%加入水泥速凝剂，提高凝结速度，注浆结束压力取0.1～0.2mpa。

上述拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，所述竖井开挖的步骤b中，若开挖深度较深且场地不允许放坡，或土质较差易发生井壁坍塌，则采用人工进行一边开挖一边向下放竖井螺旋波纹管的方法，即：先机械开挖至不放坡可以开挖的最大深度，然后在竖井位置设置龙门架，在竖井位置吊装竖井螺旋波纹管，施工人员进入竖井螺旋波纹管内进行向下开挖，每开挖0.5米深，则将竖井螺旋波纹管向下放0.5米，直至达到设计开挖深度。

上述拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，所述横向管廊的掘进与拼装的步骤d中，横向管廊内用小推车进行人工运输土方，土方倒入吊斗内，再由随车吊提升至地面，地面土不得堆放在横向管廊上方。

上述拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，横向管廊内的管廊支架的安装和管件的摆放应遵循《db13(j)t225-2017波纹钢综合管廊工程技术规程》。

上述拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，在横向管廊内的管件全部摆放完成后，对竖井进行旋转梯或爬梯的安装，旋转梯或爬梯应符合相应建筑工程规范。

本发明的有益效果是：

本发明省去了竖井开挖时必要的混凝土初衬步骤，简单快速。传统的竖井开挖方法，为防止井壁坍塌，采用一边机械开挖一边人工初衬的方式。初衬一般采用锚杆、土钉墙、钢丝网、喷射混凝土等方法，施工复杂，仅达到安全施工的目的。而采用吊装竖井螺旋波纹管的方法则完全省去了冗杂的施工步骤，螺旋波纹管壁既达到了防止井壁坍塌的目的，又方便了拼装波纹钢板的安装。

本发明解决了在暗挖时如何采用拼装波纹钢板进行拼装和支护的问题。传统的波纹拼装板主要运用于隧道、桥洞、地铁等顶面相对稳定的结构。而暗挖工程中，顶面为随时坍塌的土面，在煤矿巷道中一般采用打锚杆、喷射混凝土和工字钢进行支护，必要时还要增加挑梁，施工复杂速度慢。而本施工方法采用拼装板一边掘进一边拼装，既起到了临时支护作用，又能当作永久支护设施，大大省去了冗杂的施工步骤。

本发明的施工方法大大方便了对临时管线的搭建。综合管廊在施工时，难免会对电线和风管进行临时布置。传统的混凝土综合管廊需要额外向混凝土中打钉子来进行固定和布置，而本施工方法，利用了拼装波纹钢板的独特结构，通过双翻边的螺丝绑铁丝进行布置，灵活简单且容易拆卸。

本发明的拼装波纹钢板地下综合管廊的暗挖施工方法，解决了如何用新型的拼装波纹钢板为主材进行地下综合管廊的施工的问题，大大提高了施工速度，节约了施工成本，在市政建设工程中有极好的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明的竖井螺旋波纹管和螺旋波纹管三通的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明的掘进和拼装施工示意图；

图4是本发明的注浆示意图；

图5是注浆管的结构示意图。

图中标记如下：竖井螺旋波纹管1、螺旋波纹管三通2、竖井3、横向管廊4、拼装波纹钢板5、注浆口6、注浆管7、注浆孔8、间隙9、土体10。

具体实施方式

本发明的综合管廊主体由竖井3和若干米长的横向管廊4组成，竖井3为竖井螺旋波纹管1，横向管廊4由拼装波纹钢板5拼装制作。本发明的施工方法已经成功地在工程中实施。

图1、2显示，竖井螺旋波纹管1上端口焊接四个用于吊装的钢筋环，竖井螺旋波纹管1的下部连接螺旋波纹管三通2，螺旋波纹管三通2的直径与横向管廊4的直径相匹配，在竖井螺旋波纹管1的下部一侧有连接孔，螺旋波纹管三通2的后端与竖井螺旋波纹管1的连接孔焊接连接，螺旋波纹管三通2的前端焊接有连接横向管廊4的拼装波纹钢板5的法兰。

图3显示，本发明的竖井3的开挖过程如下：

在综合管廊开挖的起点位置向下开挖竖井3，若开挖深度在8米以内并允许放坡，且土质较好不易发生井壁坍塌，可采用勾机进行机械开挖，开挖直径应为设计直径的115%~125%，然后将竖井螺旋波纹管1垂直放入竖井3中，竖井螺旋波纹管1下部的螺旋波纹管三通2与横向管廊4的方向相对。

在竖井3的开挖过程中，若开挖深度较深且场地不允许放坡，或土质较差易发生井壁坍塌，则采用人工进行一边开挖一边向下放竖井螺旋波纹管1的方法，即：先机械开挖至不放坡可以开挖的最大深度，然后在竖井3位置设置龙门架，在竖井3位置吊装竖井螺旋波纹管1，施工人员进入竖井螺旋波纹管1内进行向下开挖，每开挖0.5米深，则将竖井螺旋波纹管1向下放0.5米，直至达到设计开挖深度。

图3显示，竖井3开挖完成后，施工人员开始进行横向管廊4的施工。先将竖井螺旋波纹管1下部的螺旋波纹管三通2的位置调正，然后对竖井螺旋波纹管1周围进行均匀填土，施工人员通过吊车进入竖井螺旋波纹管1下部，施工人员从螺旋波纹管三通2出口开始人工开挖综合管廊的横向管廊4。

图3显示，施工人员先开挖螺旋波纹管三通2出口的土面上层，然后用拼装波纹钢板5通过螺栓与螺旋波纹管三通2出口的法兰上部连接，再用千斤顶和立柱对连接法兰上端的拼装波纹钢板5做临时支护，接着对支护下方的土方进行挖掘，再进行沿着螺旋波纹管三通2出口的法兰一整圈的拼装，完成第一圈的拼装后，继续开挖下方的土方，一圈为一个循环向前掘进和拼装波纹钢板5，每向前掘进一圈，需用激光水准仪找准位置。

在实际操作中，拼装波纹钢板5有多种连接结构，其中包括搭接后螺栓连接的波纹钢板，还有焊接法兰边进行螺栓连接的波纹钢板，本发明不限于任何一种连接结构，用户可以根据管廊的实际情况和需要进行选择。

图3显示，横向管廊4的掘进与拼装的过程中，施工人员在横向管廊4内用小推车进行人工运输土方，土方倒入吊斗内，再由随车吊提升至地面，地面土不得堆放在横向管廊上方。

本发明的另一项重要施工步骤是进行注浆，注浆需要设置注浆口6和制作注浆管7。

图3、4显示，设置注浆口6的方法是，在开挖横向管廊4前或开挖过程中，拼装板每隔一榀（即前后注浆口相距920mm）都会在管廊顶部设有一个直径为80mm的注浆口，

图5显示，注浆管7采用直径为80mm长为300mm的铁管，注浆管7的前端制成尖状以方便插入土体10，注浆管7的前端侧面圆周均布有注浆孔8，注浆管7的底部连接阀门，阀门后部有快速接头，快速接头与注浆输送管道相连接。

图3、4显示，进行注浆时，横向管廊4每向前掘进5米，通过注浆口6进行注浆，注浆时将注浆管7的前端插入预留注浆口6内，注浆管7的前端到达横向管廊4两侧和顶面的拼装波纹钢板5的外壁与周围土体10的间隙9中，注浆管7前端进入土体10深度最深按0.3米控制，开启注浆管7的阀门进行注浆，注浆进入拼装波纹钢板5的外壁与周围土体10的间隙9中，注浆的浆液水灰比可采用0.8～1.2，按浆液体积的1%～3%加入水玻璃，按水泥重量的5%加入水泥速凝剂，提高凝结速度，注浆结束压力取0.1～0.2mpa。

注浆完成后，注浆与土体10覆盖全部拼装波纹钢板5，对拼装波纹钢板5形成密封，注浆与横向管廊4形成一个整体，对横向管廊4进行了加固

完成横向管廊4的施工后，横向管廊4内的管廊支架的安装和管件的摆放应遵循《db13(j)t225-2017波纹钢综合管廊工程技术规程》。在横向管廊4内的管件全部摆放完成后，对竖井3进行旋转梯或爬梯的安装，旋转梯或爬梯应符合相应建筑工程规范。

本发明的一个实施例如下：

竖井螺旋波纹管1的直径为3000mm，高度为8000mm；

螺旋波纹管三通2的直径为3000mm；

横向管廊4的直径为3000mm；

拼装波纹钢板5采用搭接后螺栓连接的波纹钢板结构；

拼装板每隔一榀都在顶部设置一个注浆口，注浆口6的直径为80mm，前后注浆口6的距离为920mm；

注浆管7的直径为80mm，注浆孔8的直径为15mm。