饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法技术

本发明专利技术公开了一种饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法，所述超大断面管幕通道由分布于四周的顶管隔离而成，其特征在于，其包括：利用分仓管将所述超大断面管幕通道沿水平方向分成多个仓室，每一所述仓室沿竖直方向分为多个土层，每一所述仓室参照从上至下的顺序开挖所述土层，对完成开挖的区域同步安装用于支撑土体的钢框架支撑，所述钢框架支撑包括底梁、两根侧立柱和顶梁，两根所述侧立柱分别立于所述底梁与所述顶梁之间，上一所述土层内的所述底梁为下一所述土层内的所述顶梁。通过对钢框架支撑施加预紧力，克服在饱和软土地区超大断面管幕通道采用常规的钢框架支撑施工方法不能及时发挥钢框架支撑作用的缺陷，解决在上述地区进行管幕暗挖时存在的土体沉降明显，周围环境保护困难等难题。

【技术实现步骤摘要】
饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法
本专利技术涉及一种饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法。
技术介绍
随着城市化进程的不断推进，城市发展与土地资源短缺、城市环境保护之间的矛盾日益突出，开发利用地下空间将是解决大城市资源紧缺问题的必然之路。地下空间开发利用的规模和范围不断加大，复杂环境下建造的大断面地下空间项目将越来越多。但是大量工程实践表明，在人员密集、交通繁忙和环境复杂的中心城区采用明挖法施工，需要进行多次交通及管线翻交，施工筹划复杂且施工周期较长，不可避免地对城市正常运行产生不良影响。此外，随着地下工程建设不断向深层地下空间发展，采用明挖法建设地下工程在技术和成本方面也面临着巨大挑战。因此，暗挖施工方法在中心城区及大深度地下空间开发中起到了举足轻重的作用。管幕法是一种暗挖施工方法，通过利用较大直径的钢管在地下密排并相互咬合形成钢管帷幕来建造大断面的地下空间，因此特别适合穿越覆土较浅的繁华街道、上跨或下穿构筑物及既有管线、周边建筑需要保护及建造较深基坑等不适宜明挖的区域，在国内外得到广泛应用。但饱和软土地区因具有地层敏感度高、含水量大、自稳能力弱、流变塑性显著等特点，在上述地区进行超大断面管幕暗挖时会存在土体沉降明显、周围环境保护困难等问题。为避免上述情况发生，如果在饱和软土地区管幕通道内采用常规的钢框架支撑施工方法，可能会因安装间隙、土体变形等问题导致钢框架不能及时充分发挥支撑作用，地表沉降问题依然突出。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中在饱和软土地区管幕通道内采用常规的钢框架支撑施工方法不能及时发挥钢框架支撑作用的缺陷，提供一种能够有效解决在上述地区进行管幕暗挖时土体沉降明显，周围环境保护困难等难题的钢框架支撑施工方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法，所述超大断面管幕通道由分布于四周的顶管隔离而成，其特点在于，其包括：利用分仓管将所述超大断面管幕通道沿水平方向分成多个仓室，每一所述仓室沿竖直方向分为多个土层，每一所述仓室参照从上至下的顺序开挖所述土层，对完成开挖的区域同步安装用于支撑土体的钢框架支撑，所述钢框架支撑包括底梁、两根侧立柱和顶梁，两根所述侧立柱分别立于所述底梁与所述顶梁之间，上一所述土层内的所述底梁为下一所述土层内的所述顶梁。较佳地，所述土层由上至下依次为第1土层至第N土层，所述饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法包括以下步骤：S1、待位于边侧的所述仓室中所述第1土层开挖到预定位置后，在所述第1土层的底面铺设所述底梁，所述底梁的延伸方向垂直于所述第1土层的开挖方向；S2、在所述底梁的两端的上方沿竖直方向分别安装所述侧立柱，两根所述侧立柱与所述底梁固定连接，两根所述侧立柱分别支撑所述第1土层两侧的所述分仓管和所述顶管；S3、在两根所述侧立柱的上方安装所述顶梁，所述顶梁支撑所述第1土层上方的所述顶管；S4、随着所述第2土层至所述第N土层开挖，在所述第2土层至所述第N土层内重复执行所述步骤S1和所述步骤S2中的操作过程，位于下方的所述土层内的所述侧立柱的顶端支撑于位于上方的所述土层内的所述底梁；S5、位于所述第1土层至所述第N-1土层的相邻的所述钢框架支撑临时固定连接。较佳地，所述步骤S1、S4还包括：在所述第1土层至所述第N-1土层的开挖底面上找平至设计标高，在找平的底面上铺设沿所述土层的开挖方向延伸的多根木工字梁，所述底梁铺设于多根所述木工字梁上。较佳地，所述木工字梁采用方木连接，所述方木插入相邻所述木工字梁的翼缘之间的空隙，并固定。较佳地，所述步骤S2、S4还包括：在两根所述侧立柱分别与两侧的所述分仓管、所述顶管之间填充弧形钢垫箱，所述弧形钢垫箱中相互远离的两个面分别是弧形面与平面，位于两根所述侧立柱两侧的所述弧形面分别抵接于所述分仓管与所述顶管，所述平面抵接于所述侧立柱。较佳地，所述步骤S3还包括：在所述顶梁与所述顶管之间填充弧形钢垫箱，所述弧形钢垫箱中相互远离的两个面分别是弧形面与平面，所述弧形面抵接于所述顶管，所述平面抵接于所述顶梁的顶面。较佳地，在所述顶梁和所述底梁之间施加预紧力，在所述顶梁与两根所述侧立柱之间填充钢垫板。较佳地，所述弧形面与所述分仓管或所述顶管的外周面相匹配。较佳地，所述钢框架支撑还包括加强立柱，所述步骤S3还包括：在所述顶梁与所述底梁之间安装所述加强立柱。较佳地，在所述加强立柱与所述顶梁之间填充钢垫板。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：通过对钢框架支撑施加预紧力，克服在饱和软土地区超大断面管幕通道采用常规的钢框架支撑施工方法不能及时发挥钢框架支撑作用的缺陷，解决在上述地区进行管幕暗挖时存在的土体沉降明显，周围环境保护困难等难题。附图说明图1为本专利技术优选实施例中超大断面管幕通道的截面示意图。图2为本专利技术优选实施例中第1土层内安装钢框架支撑后的示意图。图3为图2中A部分的放大图。图4为本专利技术优选实施例中第1土层和第2土层内安装钢框架支撑后的示意图。附图标记说明：仓室100分仓管110顶管120土层200底梁310侧立柱320顶梁330加强立柱340木工字梁400弧形钢垫箱500弧形面510平面520钢垫板600具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。为加强对邻近建筑的保护，减少相邻施工的相互影响，保证土方开挖、支撑及结构回筑工作的顺利进行，对某地铁车站采用管幕暗挖施工方法。但由于所属地域为饱和软土地区，地质条件较差，地层具有明显的流变塑性，在上述地区进行超大断面管幕暗挖时会存在土体沉降明显、周围环境保护困难等问题。为避免上述情况发生，如果在饱和软土地区管幕通道内采用常规的钢框架支撑施工方法，可能会因安装间隙、土体变形等问题导致钢框架不能及时充分发挥支撑作用，地表沉降问题依然突出。因此，目前尚没有在饱和软土地区进行超大断面管幕暗挖的工程案例，急需开展相关研究。本实施例中，上述地铁车站管幕段长度为100m，埋深5.4m，构筑开挖断面21.99m(宽)×7.2m(高)。采用四周封闭型管幕，管幕通道由分布于四周的顶管120隔离而成，分仓管110将管幕横断面分为三仓，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法，所述超大断面管幕通道由分布于四周的顶管隔离而成，其特征在于，其包括：/n利用分仓管将所述超大断面管幕通道沿水平方向分成多个仓室，每一所述仓室沿竖直方向分为多个土层，每一所述仓室参照从上至下的顺序开挖所述土层，对完成开挖的区域同步安装用于支撑土体的钢框架支撑，所述钢框架支撑包括底梁、两根侧立柱和顶梁，两根所述侧立柱分别立于所述底梁与所述顶梁之间，上一所述土层内的所述底梁为下一所述土层内的所述顶梁。/n

【技术特征摘要】
1.一种饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法，所述超大断面管幕通道由分布于四周的顶管隔离而成，其特征在于，其包括：
利用分仓管将所述超大断面管幕通道沿水平方向分成多个仓室，每一所述仓室沿竖直方向分为多个土层，每一所述仓室参照从上至下的顺序开挖所述土层，对完成开挖的区域同步安装用于支撑土体的钢框架支撑，所述钢框架支撑包括底梁、两根侧立柱和顶梁，两根所述侧立柱分别立于所述底梁与所述顶梁之间，上一所述土层内的所述底梁为下一所述土层内的所述顶梁。


2.如权利要求1所述的饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法，其特征在于，所述土层由上至下依次为第1土层至第N土层，所述饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法包括以下步骤：
S1、待位于边侧的所述仓室中所述第1土层开挖到预定位置后，在所述第1土层的底面铺设所述底梁，所述底梁的延伸方向垂直于所述第1土层的开挖方向；
S2、在所述底梁的两端的上方沿竖直方向分别安装所述侧立柱，两根所述侧立柱与所述底梁固定连接，两根所述侧立柱分别支撑所述第1土层两侧的所述分仓管和所述顶管；
S3、在两根所述侧立柱的上方安装所述顶梁，所述顶梁支撑所述第1土层上方的所述顶管；
S4、随着所述第2土层至所述第N土层开挖，在所述第2土层至所述第N土层内重复执行所述步骤S1和所述步骤S2中的操作过程，位于下方的所述土层内的所述侧立柱的顶端支撑于位于上方的所述土层内的所述底梁；
S5、位于所述第1土层至所述第N-1土层的相邻的所述钢框架支撑临时固定连接。


3.如权利要求2所述的饱和软土地区超大断面管幕通道钢框架支撑施工方法，其特征在于，所述步骤S1、S4还包括：
在所述第1土层至所述第N-1土层的开挖底面上找平至设计标高，在找平的底面上铺设沿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱科峰，徐剑波，李庆桐，王秀志，潘伟强，吴迪，王茂东，李昊，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31