沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法技术

本发明专利技术涉及沉管隧道施工技术领域，具体涉及沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法。本发明专利技术提供的沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法，利用围堰挡水的作用，将围堰内的钢管桩周边以明挖基坑的形式，三面进行放坡开挖，开挖至钢管桩割除的要求高程后，进行干割除钢管桩，通过调整割除堵头钢管桩的施工方法，施工序为：围堰填筑，岸下明挖基坑围护、主体和回填，干割除堵头钢管桩，拆除围堰，围堰下基槽开挖，沉管与暗埋段对接。本发明专利技术缩短了堵头钢管桩与对接处的距离，减少岸下明挖基坑工程量、围堰的填筑和拆除工程量，缩短围堰的填筑长度，避免进行水下割除钢管桩。由于主要采用传统的挖掘机施工，施工功效和经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沉管隧道施工
，具体涉及沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩割除方法。
技术介绍
现有技术中的沉管隧道在世界各个国家已经有百余年的建筑历史，中国在90年代末期引入此技术，目前中国国内的沉管隧道仅有10余条，因此，对沉管隧道设计、施工的技术研究、再创新有着极大的价值和意义。中国国内目前沉管对接段的通常设计方法为：沉管与明挖暗埋段对接点设置于岸下滩地。为保证岸下明挖暗埋段的施工安全，在明挖暗埋段外围设置围堰；围堰的堰体内部设置塑性混凝土防渗墙，起到即阻挡堰外明水，有隔断江水渗流至围堰的水通道，保证基坑施工安全。岸下明挖暗埋段基坑围护结构采用：两侧设置钻孔灌注桩和三轴搅拌桩，基坑端头设置为钢管桩和高压旋喷桩，钢管桩的设置主要由三个目的：1、作为基坑的围护结构，必要设置；2、沉管段的基槽开挖爆破时，起到隔离保护对接头预埋件的作用；3、钢管桩较混凝土桩，便于水下拆除。对接段的围堰和明挖基坑简要施工步序为：①围堰填筑→②岸下明挖基坑围护、主体、回填→③拆除围堰→④围堰下基槽开挖→⑤水下钢管桩割除→⑥沉管与暗埋段对接。上述方法在项目的实施过程中，由于受征地、拆改滞后、赣江水位高等因素影响，施工进度不理想。
技术实现思路
为了保证项目工期节点的实现，本专利技术提出了一种沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法，其在对接段的施工方法的核心在于实现快速进行堵头钢管桩的割除。所述干割除方法时利用围堰挡水的作用，将围堰内的钢管桩周边以明挖基坑的方式，三面进行放坡开挖；开挖至钢管桩割除的要求高程后，割除钢管桩；通过实施调整割除堵头钢管桩的施工方法，对接段的总体施工工序调整为：围堰填筑，岸下明挖基坑围护和主体回填，干割除堵头钢管桩，拆除围堰，围堰下基槽开挖，沉管与暗埋段对接。本专利技术所述干割除方法，包括：步骤1，进行围堰填筑；步骤2，进行岸下明挖暗埋段的主体结构及拱顶回填；步骤3，包括以下步骤：(1)分层开挖堵头桩周边土体，由第一层混凝土支撑高程，开挖至第二层钢支撑顶高程后，拆除对接口与堵头钢管桩段的冠梁及第一层混凝土支撑，进行拆除对接口与堵头钢管桩段的冠梁高差范围内的两侧钻孔灌注桩破除，堵头钢管桩采用气割进行分节割除，进行上部第一节钢管桩的割除；(2)降低基坑两侧钻孔灌注桩外侧土体高程，拆除第二层钢支撑，拆除第二层钢支撑时，此段钻孔灌注桩为悬臂挡土结构，对两侧桩体外侧保留的土体高度及桩体悬臂的稳定性进行检查与验算；(3)继续分层开挖堵头钢管桩外侧土方，至基坑底部，对钢管桩第二节割除，直到全部割除完毕；步骤4，由岸边向江中方向自上而下分层倒退式拆除围堰，所述围堰的拆除包括实施期间的水位高程和围堰自身的填筑材料围堰形式，拆除围堰时，进行水位观测和拟定拆除围堰剩余部分的稳定性检查与验算；步骤5，随着围堰自上而下拆除至基槽开挖面时，进行基槽开挖，所述基槽开挖采取分层倒退式开挖，遇到软弱岩层时直接采取挖掘机破碎头破除；步骤6，剩余部分的围堰拆除及其下部基槽开挖，由抓斗船水上进行拆除，遇到岩石时采取水下爆破的方式进行开挖，上述工序拆除完成后，浮运沉管至隧址，进行沉管与暗埋段对接。进一步的，所述步骤3中，在堵头钢管桩处基坑采用分层放坡开挖，坡率按照围堰填筑的边坡坡率设置。进一步的，所述步骤3中，当开挖遇到地下裂隙水时，在开挖面设置集水沟和集水坑，进行抽排水。进一步的，所述步骤4中，在步骤3钢管桩割除后，根据围堰拆除期间的围堰外水位情况，当围堰外水位等于或高于设计水位时，采用水上拆除的施工方法进行围堰拆除，当围堰外水位低于设计水位时，则根据围堰的填料及结构形式，进行安全性检查与验算后，确定围堰拆除的范围；在实施期间的实际拆除高程，按照计算拆除高程+1m进行拆除；在围堰拆除实施期间，配置24小时不间断的水位观测和堰体稳定监测人员，根据上游水位观测站提供的近期水位变化趋势，安排施工进度。进一步的，所述步骤6中，进行水上拆除作业前，先将围堰内的基槽注水，所述基槽注水采用挖槽引流或水泵泵入江水的方式进行围堰内基槽注水，在围堰内外水位平衡后，进行剩余部分的围堰拆除及其下部的基槽开挖。本专利技术所述沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法与现有技术相比，优越效果在于：1、缩短堵头钢管桩与对接处的距离，减少岸下明挖基坑工程量、围堰的填筑和拆除工程量，缩短围堰的填筑长度；2、避免了水下割除钢管桩，管内受杂物堵塞时，繁琐的清理工作；3、根据水位情况，当围堰外水位低于设防水位时，采用传统的挖掘机分层开挖工艺，进行部分围堰的拆除、清理部分围堰下部的基槽岩石，与使用抓斗船水上拆除围堰有着显著的工作效率和经济效益。附图说明图1为本专利技术所述沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法工序步骤框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式作进一步详细说明。如图1所示，具体说明本专利技术提供的沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法，所述方法包括：步骤1，围堰填筑步骤围堰为充砂长管袋围堰，长管沙袋采用砂舶+泵砂船+铺排船联合充砂作业，填筑分袋、逐层堆码至设计高程。在此期间穿插塑性混凝土防渗墙、围堰坡面防护等辅助工程的工序施工。总体填筑顺序包括充砂长管沙袋分2个作业面施工，自围堰临水侧中部沿轴线向两侧岸线方向施工。步骤2，岸下明挖基坑围护、主体工程及回填步骤主要施工工序包括场地平整，构筑围护结构，所述围护结构包括钻孔桩、三轴搅拌桩、钢管桩、高压旋喷桩、中立柱、混凝土冠梁、直撑，基坑土方开挖，构筑主体结构，所述主体结构包括底板、边墙、拱顶和接头预埋件、拱顶回填。主要采用的施工工艺及设备如下：(1)围护结构施工步骤钻孔桩、钢管桩中立柱、采取旋挖钻机成孔，将钢管制成的钢筋笼整体一次吊装，水下灌注混凝土成桩；三轴搅拌桩采用三轴搅拌桩机；间隔式双孔全套复搅式成桩；其中，高压旋喷桩采取地质钻孔机引孔，三重管旋喷机自下而上成桩，混凝土冠梁及直撑底模为砂浆垫层底模，侧模采用竹胶板+扣件式钢管架支撑体系，混凝土浇筑采取汽车泵泵送入模。(2)基坑土方开挖步骤基坑开挖采取挖掘机接力方式、分层倒退式开挖，每层高度2m，开挖完成后及时进行桩间喷混凝土作业；并遵循先支后挖的原则。(3)主体结构施工步骤主体结构分组施工，每组长度控制在24m左右。底板：堵头模板采用竹胶板+扣件钢管支撑体系，导脚模板采用定型钢模。底板混凝土属大体积混本文档来自技高网...

【技术保护点】
沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，进行围堰填筑；步骤2，进行岸下明挖暗埋段的主体结构及拱顶回填；步骤3，干割除堵头钢管桩步骤，包括以下步骤：(1)分层开挖堵头桩周边土体，由第一层混凝土支撑高程，开挖至第二层钢支撑顶高程后，拆除对接口与堵头钢管桩段的冠梁及第一层混凝土支撑，后进行此段高差范围内的两侧钻孔灌注桩破除，堵头钢管桩采用气割进行分节割除，进行上部第一节钢管桩的割除；(2)降低基坑两侧钻孔灌注桩外侧土体高程，拆除第二层钢支撑，拆除第二层钢支撑时，此段钻孔灌注桩为悬臂挡土结构，对两侧桩体外侧保留的土体高度及桩体悬臂的进行稳定性验算；(3)继续分层开挖堵头钢管桩外侧土方，至基坑底部，对钢管桩第二节割除，直到全部割除完毕；步骤4，围堰的拆除由岸边向江中方向自上而下分层倒退式拆除围堰，所述围堰的拆除包括实施期间的水位高程和围堰自身的填筑材料和围堰形式，拆除围堰时，进行水位观测和拟定拆除围堰剩余部分的稳定性检查与验算；步骤5，围堰下基槽开挖步骤随着围堰自上而下拆除至基槽开挖面时，进行基槽开挖，所述基槽开挖采取分层倒退式开挖，遇到软弱岩层时直接采取挖掘机破碎头破除；步骤6，沉管与暗埋段对接步骤剩余部分的围堰拆除及其下部基槽开挖，由抓斗船水上进行拆除，遇到岩石时采取水下爆破的方式进行开挖，上述步序拆除完成后，浮运沉管至隧址，进行沉管与暗埋段对接。...

【技术特征摘要】
1.沉管隧道围堰内基坑钢管堵头桩干割除方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，进行围堰填筑；
步骤2，进行岸下明挖暗埋段的主体结构及拱顶回填；
步骤3，干割除堵头钢管桩步骤，包括以下步骤：
(1)分层开挖堵头桩周边土体，由第一层混凝土支撑高程，开挖至第二层钢支撑顶高
程后，拆除对接口与堵头钢管桩段的冠梁及第一层混凝土支撑，后进行此段高差范围内的
两侧钻孔灌注桩破除，堵头钢管桩采用气割进行分节割除，进行上部第一节钢管桩的割除；
(2)降低基坑两侧钻孔灌注桩外侧土体高程，拆除第二层钢支撑，拆除第二层钢支撑
时，此段钻孔灌注桩为悬臂挡土结构，对两侧桩体外侧保留的土体高度及桩体悬臂的进行
稳定性验算；
(3)继续分层开挖堵头钢管桩外侧土方，至基坑底部，对钢管桩第二节割除，直到全
部割除完毕；
步骤4，围堰的拆除
由岸边向江中方向自上而下分层倒退式拆除围堰，所述围堰的拆除包括实施期间的水
位高程和围堰自身的填筑材料和围堰形式，拆除围堰时，进行水位观测和拟定拆除围堰剩
余部分的稳定性检查与验算；
步骤5，围堰下基槽开挖步骤
随着围堰自上而下拆除至基槽开挖面时，进行基槽开挖，所述基槽开挖采取分层倒退
式开挖，遇到软弱岩层时直接采取挖掘机破碎头破除；
步骤6，沉管与暗埋段对接步骤
剩余部分的围堰拆除及其下部基槽开挖，由抓斗船水上进行拆除，遇到岩石时采取水
下爆破...

【专利技术属性】
技术研发人员：何毅，黄学军，彭再勇，刘国秀，赵宝锋，杨艳玲，时思鹏，李志军，张柯，刘敏，卢柯良，王厚涛，蒋树锋，李少贤，安斌，曹露平，张小莉，张君，王政，程斌，
申请(专利权)人：中铁隧道集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41