一种顶管井围护结构及开挖施工方法技术

本发明专利技术提供了一种顶管井围护结构及其开挖支护方法，属于顶管施工领域。其技术方案为：所述顶管井围护结构开挖支护方法包括以下步骤：平整场地、降水井施工、钢板桩施工、第一层土方开挖、混凝土圈梁施工、后续节段施工及封底。本发明专利技术的有益效果为：本施工方法施工周期短、可周转使用、造价低、支护强度较高、地下空间充足、安全性高，提高了施工安全和施工效率，同时利于保护环境。

【技术实现步骤摘要】
一种顶管井围护结构及开挖施工方法
本专利技术涉及一种顶管施工领域，尤其涉及一种顶管井围护结构及开挖施工方法。
技术介绍
随着城市发展，城市建设空间逐步由地上延伸至地下，由快速路高架拓展至地下深层通道结构，如隧道、管廊、管道等，城市空间利用率达到最大化，是新型现代化城市发展趋势，同时，我们也面临着对地下工程建设的挑战。在地下工程施工过程中，常采用明挖、暗挖等形式进行，暗挖包含矿山法、顶管法、盾构法等。在复杂城市环境下，对于城市管网施工，为了不影响地面房屋和其他工程设施，常采用顶管法施工，需设置始发井，始发井支护形式一般为混凝土地下连续墙形式在地面提前预制，再通过井内挖土，圆周同步下沉，最终达到设计基坑底标高，但混凝土地下连续墙造价高、下沉费时、混凝土封底危险性大，因其力学性能高，安全系数大，普遍采用，但是，工程造价、施工质量、施工工艺要求、始发井数量等因素不可忽略，如何安全、快速、经济的选择基坑支护形式，最大限度地发挥各支护构件力学性能，保证基坑支护体系稳定是个技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种施工周期短、可周转使用、造价低、支护强度较高、地下空间充足、安全性高，提高了施工安全和施工效率，同时利于保护环境的顶管井围护结构及开挖施工方法。本专利技术是通过如下措施实现的：一种顶管井围护结构开挖支护方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)平整场地：对预施工的场地进行平整，清除地面异物，根据绿色施工的要求进行施工场地围挡搭设，及时封闭，并根据设计要求，确定开挖顶管井的地面位置；(2)降水井施工：在待开挖的始发井外围的地面上设置若干个降水井(降水井数量可根据地下水位情况、挖深情况适当增加，以达到降水效果)，在始发井内设置1个降水井，并提前1周进行抽水作业；(3)钢板桩施工：根据始发井的设计，在施工区域放线，插打单排环形封闭钢板桩；(4)第一层土方开挖：进行施工范围内土方开挖，同步进行内侧降水无砂管拆除，土方开挖至第一层混凝土圈梁底标高后，进行混凝土圈梁施工；(5)混凝土圈梁施工：焊接钢板桩耳板，铺设混凝土圈梁底、侧模板，围圈绑扎主体钢筋，焊接防坠落钢筋，最后，搭设砼模板支撑，浇筑混凝土圈梁混凝土，待强度达到设计要求的75％后，拆除模板，形成混凝土圈梁支撑；(6)后续节段施工及封底：重复步骤(4)和步骤(5)，开挖至基坑设计底标高后，进行封底混凝土浇筑。本专利技术的具体特点还有：所述钢板桩采用固定模数拉森Ⅳ型钢板桩，所述钢板桩接口紧扣，每块所述钢板桩斜度不超过2％。所述第一层土方开挖为钢板桩施工完毕后进行的地表土体挖除，其开挖深度满足第一层混凝土圈梁结构的深度，且保证围护桩对土体的支护作用满足土体稳定性要求。所述钢板桩施工步骤中，将10-20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状进行施打，首先将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。所述混凝土圈梁底模、侧模采用塑料材质。一种顶管井围护结构，其特征在于，包括若干钢板桩和设置在若干所述钢板桩内侧的混凝土圈梁，若干所述钢板桩构成一环形围堰。所述钢板桩采用固定模数拉森Ⅳ型钢板桩，每块所述钢板桩斜度不超过2％。所述混凝土圈梁的底模、侧模均采用塑料材质。所述顶管井围护结构根据权利要求1-5所述的顶管井围护结构开挖支护方法实现。所述降水井施工具体包括以下步骤：①测放井位根据设计单位提供的测量控制点，测量放线确定井点位置，对井点进行开挖，降水井距沟槽上口线1m布置，挖一个小土坑，深约500mm，以便于开孔时集水，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便排泄多余水。②钻机就位采用反循环钻成孔，反循环钻机选用车载式反循环动力头钻机。吊移设备，必须由持有专业执照的起重人员作业，吊移钻机时由专人指挥。桩机安装时做到三点一线，即钻杆中心、转盘中心、桩孔中心在同一铅垂线上，以保证钻孔垂直度，转盘中心同桩孔中心位置偏差≤10mm。钻机安装必须平稳、牢固，钻进中不得有位移，底座垫实，在钻进中经常检查。设备安装就位之后，精心调平，安装牢固，作业之前先试运转，以防止成孔中途发生机械故障。所有的机电设备接线要安全可靠，位于运输道路上的电缆埋设管道保护。各项设备的安装、使用、搬迁、拆卸和维护保养按其使用说明书正确操作使用。③泥浆制备泥浆制备选用高塑性膨润土。④钻孔A、循环系统设置:根据场地的实际情况，对循环系统的设置进行合理布局，并要求冲洗液循环畅通，易于清除钻渣。泥浆池容量不小于5m3，以确保冲洗液正常循环。开孔钻进时应先轻压、慢钻并控制泵量，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压。在正式施工前，先进行试成孔；B、钻孔作业要连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻；C、在钻进过程中，注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。在硬粘土中钻进时，用一档转速，放松起吊钢丝绳，自由进尺；在普通粘土、砂粘土中钻进时，可用二档、三档转速，自由进尺；遇地下水丰富容易坍孔的粉砂土，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉砂土的搅动，同时要加大泥浆比重和提高水头，以加强护壁防止塌孔；D、钻孔时，必须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80％，这样可使钻杆维持竖直状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。⑤清孔达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时先将钻头提离孔15～20cm，输入泥浆循环清孔，并应控制泥浆比重，调节泥浆性能。以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。⑥吊放无砂砼管下管采用悬吊式托盘下管法，管筒在粉土层段必须用纱网包封严密，以防涌砂。在下滤水管前先回填砂垫层，然后下沉淀管(混凝土实壁管)，再下混凝土滤水管，上下管之间用竹皮(细竹子)铁丝绑扎连接。下管时，必须把管中心对准钻孔中心。下泵宜用麻(或棕)绳吊装在井内，下到设计深度，并在井口绑牢。⑦填滤料滤料选用中粗砂或细石子，滤料厚度不小于100mm，滤料下部低于滤管2m；下管结束后，立即在管壁与孔壁之间进行填滤料，围填时慢慢用铁铣从四周填入，并用钢筋捣实，防止中间出现漏空现象。填料时，滤料应沿井管四周均匀连续填入，并应随填随测。当发现填入数量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除。⑧洗井排浆采用污水泵或潜水泵洗井，洗井标准以井内抽出的水清澈为准，要求洗井时间不小于4小时。⑨排水抽水设备采用污水泵或潜水泵，每井安装阀门调节流量大小，阀门用夹板固定，地面总管采用DE400PE管，过路管采用DE300钢管，壁厚5mm，并用混凝土包封，根据基坑抽水实际情况，设置集水沉淀池，最后，沿总管排至附近排水管网。⑩监测、维护利用降水井进行地下水位观测，降水初期每天观测1～2次。降水期间必须保证降水井的完好，对降水井进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶管井围护结构开挖支护方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）平整场地：对预施工的场地进行平整，清除地面异物，根据绿色施工的要求进行施工场地围挡搭设，及时封闭，并根据设计要求，确定开挖顶管井的地面位置；/n（2）降水井施工：在待开挖的始发井外围的地面上设置若干个降水井，在始发井内设置1个降水井，并提前1周进行抽水作业；/n（3）钢板桩施工：根据始发井的设计，在施工区域放线，插打单排环形封闭钢板桩；/n（4）第一层土方开挖：进行施工范围内土方开挖，同步进行内侧降水井无砂管拆除，土方开挖至混凝土圈梁底标高后，进行混凝土圈梁施工；/n（5）混凝土圈梁施工：焊接钢板桩耳板，铺设混凝土圈梁底、侧模板，围圈绑扎主体钢筋，焊接防坠落钢筋，最后，搭设砼模板支撑，浇筑混凝土圈梁混凝土，待强度达到设计要求的75%后，拆除模板，形成混凝土圈梁支撑；/n（6）后续节段施工及封底：重复步骤（4）和步骤（5），开挖至基坑设计底标高后，进行封底混凝土浇筑。/n

【技术特征摘要】
1.一种顶管井围护结构开挖支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）平整场地：对预施工的场地进行平整，清除地面异物，根据绿色施工的要求进行施工场地围挡搭设，及时封闭，并根据设计要求，确定开挖顶管井的地面位置；
（2）降水井施工：在待开挖的始发井外围的地面上设置若干个降水井，在始发井内设置1个降水井，并提前1周进行抽水作业；
（3）钢板桩施工：根据始发井的设计，在施工区域放线，插打单排环形封闭钢板桩；
（4）第一层土方开挖：进行施工范围内土方开挖，同步进行内侧降水井无砂管拆除，土方开挖至混凝土圈梁底标高后，进行混凝土圈梁施工；
（5）混凝土圈梁施工：焊接钢板桩耳板，铺设混凝土圈梁底、侧模板，围圈绑扎主体钢筋，焊接防坠落钢筋，最后，搭设砼模板支撑，浇筑混凝土圈梁混凝土，待强度达到设计要求的75%后，拆除模板，形成混凝土圈梁支撑；
（6）后续节段施工及封底：重复步骤（4）和步骤（5），开挖至基坑设计底标高后，进行封底混凝土浇筑。


2.根据权利要求1所述的顶管井围护结构及其开挖支护方法，其特征在于，所述钢板桩采用固定模数拉森Ⅳ型钢板桩，所述钢板桩接口紧扣，每块所述钢板桩斜度不超过2%。


3.根据权利要求1所述的顶管井围护结构及其开挖支护方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：许利彤，崔言继，鲁凯，刘春生，王闵闵，
申请(专利权)人：中建八局第一建设有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37