下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法制造技术

本发明专利技术涉及暗挖隧道的施工工法，具体为下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法。本工法主要采用工字钢+液压千斤顶组合顶撑。首先现场调查，明确热力管道与暗挖隧道相对位置关系；其次进行施工范围集中降水，地表采用土围堰+集水槽方式排水；接下来将管道底部基础夯实，根据沉降值千斤顶合理顶撑。隧道则采用超密排小导管+临时横撑进行施工。本发明专利技术适用于软弱围岩隧道下穿供热管道工程施工，由于在处理隧道施工与热力管道相互作用方面效果明显，技术先进，取得了明显的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法
本专利技术涉及暗挖隧道的施工工法，具体为下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法。
技术介绍
随着我国交通网络的快速发展，地下工程已日益繁荣，其中暗挖隧道、地铁施工，解决了不少交通运输问题。然而，暗挖隧道的施工，也伴随着各种各样的难题，如何安全、快速的穿过热力管道就是暗挖隧道施工中碰到的难题之一。如何在不影响结构安全及地表环境条件下，保证施工进度及施工人员的安全，成为施工的重难点所在。
技术实现思路
本专利技术结合类似施工案例以及对管道顶撑施工的技术总结，形成了下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法。本专利技术是采用如下的技术方案实现的：下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，：包括以下步骤：（1）现场调查、降水井降水：根据施工现场调查情况，明确热力管道与暗挖隧道相对位置关系，在开挖热力管道基坑之前，施工降水井排出隧道开挖处积水；（2）基坑开挖：首先对现场进行里程放样，并放线标明隧道开挖轮廓线，明确里程与开挖轮廓线后，在暗挖隧道上方的地面上开挖两处探沟，两处探沟位于隧道上方热力管道前后两侧，确定管道两侧的走向及现场实际标高；沿管道方向从两侧的探沟处向中间开挖，直至隧道上方热力管道基坑开挖完成；（3）横梁架设：管道底部每隔一定距离开挖一道横向基槽，基槽底部进行混凝土垫层浇筑，横向基槽内有千斤顶，千斤顶利用工字钢横梁将管道顶住；（4）隧道施工：在基坑开挖的同时进行隧道施工；（5）横梁顶撑：在管道上方等间距设置观测点监测地表沉降，根据监测数据利用千斤顶、工字钢横梁顶升热力管道；（6）基坑填土：隧道二衬施工完毕完地表无沉降后，对基坑进行回填并夯实。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，监测地表沉降时按照以下步骤监测:距隧道掌子面20-10m时，每日监测1次，距隧道掌子面10-0m时，每日监测2次，掌子面至初支封闭阶段，每日监测2次，当沉降数据大于40mm时，需增加测量频次，仰拱封闭完成后每日测量1次，二衬完成后可停止测量。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，沉降量由于现场施工累计量会逐渐增大，热力管道顶升点之间的部分将出现悬空状态，为保证管道稳定，在管道悬空底部和基坑之间回填中砂夯实。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，管道下方采用弧形钢板顶托，将热力管道顶住，通过弧形钢板顶托将下部千斤顶顶力分散顶住。由于热力管道外部为高分子防腐材料，中间夹层为保温材料，内部为9mm厚钢管。利用千斤顶进行管道直接顶起，会将管道外部防腐材料顶破，保温层承压能力小，无法满足千斤顶直接顶起要求。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，工字钢横梁下方设置枕木支墩，并备用钢板与方木随时加高枕木支墩。枕木支墩、钢板与方木作为辅助的顶升设备，枕木支墩、钢板或枕木支墩、方木顶升热力管道后，千斤顶可卸压。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，对基坑两侧设置土围堰，防止地表雨水灌入，基坑内设置排水槽和集水井，对基坑内部积水及时抽至地表降水井。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，降水井水位必须位于仰拱1.5m以下才能进行隧道施工。上述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，隧道采用超密排小导管+临时钢架横撑进行施工，具体为：A.隧道掌子面采用超密排小导管，环向间距3根/米，纵向三榀二环，施工外插角为10°～15°，采用φ42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，单根长3.5m，为便于超前小导管插入围岩，钢管前端做成10cm长的尖锥状，在尾端焊接直径6mm钢筋箍，距后端100cm内不开孔，剩余部分按20～30cm间距梅花形布设直径6mm的溢浆孔；B.临时钢架横撑采用H175型钢，纵向每2榀设一处，且与洞身钢架以螺栓连接，洞身钢架架设后在相应位置焊接预埋钢板并预置螺栓，以便临时钢架连接，连接钢板接头处焊缝高度不小于10mm；相邻钢架采用HRBΦ22mm钢筋连接，环向间距1m，焊接于钢架内翼缘处；每台阶每处拱脚锁脚锚管采用6根Φ42mm无缝钢管，壁厚5mm，L=4m；采用C30喷射混凝土，钢架与初喷混凝土间要喷射密实。本工法具有以下技术优点：1.在暗挖隧道围岩结构差、上表覆土浅、地下水位高的情况下，能保证稳步快速横穿热力管道，保障施工安全。2.确保不因隧道沉降及千斤顶顶撑相互作用下高分子脆性热力管道断裂，保障冬季正常供暖。3.横梁顶撑是横穿管道的重要安全因素，在本次施工采用液压式千斤顶为顶撑装置，操作方便，稳定性强，安全系数高，很好的解决了安全问题，横梁顶撑过程中未发生安全事故。本专利技术适用于软弱围岩隧道下穿供热管道工程施工，由于在处理隧道施工与热力管道相互作用方面效果明显，技术先进，取得了明显的社会效益和经济效益。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。图2为隧道与热力管道位置图。图3为基坑开挖断面图。图4为基槽开挖示意图。图5为横梁架设示意图。图6为顶升示意图。图7为回填中砂示意图。图中：1-地表线，2-热力管道，3-隧道，4-基坑，5-基槽，6-弧形钢板顶托，7-工字钢横梁，8-千斤顶，9-枕木支墩，10-钢板，11-方木，12-回填中砂。具体实施方式本工法主要采用工字钢+液压千斤顶组合顶撑。首先现场调查，明确热力管道与暗挖隧道相对位置关系；其次进行施工范围集中降水，地表采用土围堰+集水槽方式排水；接下来将管道底部基础夯实，根据沉降值千斤顶合理顶撑。隧道则采用超密排小导管+临时横撑进行施工。现场调查根据施工现场调查情况，隧道暗挖段存在φ600mm热力管道2二根，横跨隧道3顶部。该管道位于地表以下2m，隧道顶部上方10.5m。管道每节12m，目前管道内部已注水。如图2所示。降水井降水在开挖热力管道基坑之前，做好降水井的抽水工作。热力管道前方20m范围内降水井水位必须位于仰拱1.5m以下才能进行隧道施工。地表处理第一步：首先对现场进行里程放样，并放线标明隧道开挖轮廓线。明确里程与开挖轮廓线后，在地面上对应隧道轮廓线两侧5m处人工开挖探沟，确定管道两侧的走向及现场实际标高。沿管道方向从两侧的探沟处利用机械向中间开挖，开挖范围为隧道轮廓线两侧5m之间的范围，边坡采用1:1放坡开挖。开挖至管道标高上方0.5m时采用人工开挖，人工开挖至热力管道底部，隧道上方热力管道基坑开挖完成。如图3所示。第二步：基坑开挖完成后，对基坑两侧设置土围堰，防止地表雨水灌入。围堰高度为0.4m，上部宽为0.5m，采用隔水黄土设置。基坑内两侧设置宽0.2m，深0.2m的排水槽，并在一侧设置集水井，集水井深度为0.8m，对基坑内部积水及时抽至地表降水井排水管道。基坑上开挖线外侧1.5m设置钢管围挡，围挡高度1.2m，并设置醒目标识。横梁架设第一步：热力管道每延米重0.136t，注水每延米重量为0.283t，合计每延米重量为0.419t。为保证现场顶力要求，千斤顶采用每台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，其特征在于：包括以下步骤：/n（1）现场调查、降水井降水：根据施工现场调查情况，明确热力管道（2）与暗挖隧道（3）相对位置关系，在开挖热力管道基坑之前，施工降水井排出隧道开挖处积水；/n（2）基坑开挖：首先对现场进行里程放样，并放线标明隧道开挖轮廓线，明确里程与开挖轮廓线后，在暗挖隧道上方的地面上开挖两处探沟，两处探沟位于隧道上方热力管道（2）前后两侧，确定管道两侧的走向及现场实际标高；沿管道方向从两侧的探沟处向中间开挖，直至隧道上方热力管道基坑（4）开挖完成；/n（3）横梁架设：管道底部每隔一定距离开挖一道横向基槽（5），基槽（5）底部进行混凝土垫层浇筑，横向基槽内有千斤顶（8），千斤顶（8）利用工字钢横梁（7）将管道顶住；/n（4）隧道施工：在基坑开挖的同时进行隧道施工；/n（5）横梁顶撑：在管道上方等间距设置观测点监测地表沉降，根据监测数据利用千斤顶（8）、工字钢横梁（7）顶升热力管道（2）；/n（6）基坑填土：隧道二衬施工完毕完地表无沉降后，对基坑进行回填并夯实。/n

【技术特征摘要】
1.下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）现场调查、降水井降水：根据施工现场调查情况，明确热力管道（2）与暗挖隧道（3）相对位置关系，在开挖热力管道基坑之前，施工降水井排出隧道开挖处积水；
（2）基坑开挖：首先对现场进行里程放样，并放线标明隧道开挖轮廓线，明确里程与开挖轮廓线后，在暗挖隧道上方的地面上开挖两处探沟，两处探沟位于隧道上方热力管道（2）前后两侧，确定管道两侧的走向及现场实际标高；沿管道方向从两侧的探沟处向中间开挖，直至隧道上方热力管道基坑（4）开挖完成；
（3）横梁架设：管道底部每隔一定距离开挖一道横向基槽（5），基槽（5）底部进行混凝土垫层浇筑，横向基槽内有千斤顶（8），千斤顶（8）利用工字钢横梁（7）将管道顶住；
（4）隧道施工：在基坑开挖的同时进行隧道施工；
（5）横梁顶撑：在管道上方等间距设置观测点监测地表沉降，根据监测数据利用千斤顶（8）、工字钢横梁（7）顶升热力管道（2）；
（6）基坑填土：隧道二衬施工完毕完地表无沉降后，对基坑进行回填并夯实。


2.根据权利要求1所述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，其特征在于：监测地表沉降时按照以下步骤监测:距隧道掌子面20-10m时，每日监测1次，距隧道掌子面10-0m时，每日监测2次，掌子面至初支封闭阶段，每日监测2次，当沉降数据大于40mm时，需增加测量频次，仰拱封闭完成后每日测量1次，二衬完成后可停止测量。


3.根据权利要求2所述的下穿热力管道双线隧道暗挖施工工法，其特征在于：沉降量由于现场施工累计量会逐渐增大，热力管道（2）顶升点之间的部分将出现悬空状态，为保证管道稳定，在管道悬空底部和基坑之间回填中砂夯实。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟东，张志恒，王俊伟，张亦鹏，郭建武，王燕昇，曹永杰，张岳，
申请(专利权)人：中铁六局集团太原铁路建设有限公司，中铁六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14