本發(fā)明涉及地下工程建設(shè)領(lǐng)域，特別涉及一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)新工法。

背景技術(shù)：

管幕工法最早在日本被用于修建穿越鐵路的通道工程，國內(nèi)首次使用管幕工法是在香港某城市地下通道的修建中。管幕工法經(jīng)過國內(nèi)學(xué)多年的研究和在工程中的成功實施，其已發(fā)展成熟。但由于傳統(tǒng)的管幕結(jié)構(gòu)管徑較小，管內(nèi)施工困難，管間橫向剛度比較弱，無法進(jìn)行大斷面開挖，故開挖管幕內(nèi)部土體時，需要架設(shè)大量臨時支撐以確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，造成施工進(jìn)度較慢。橫向斷面多為拱形結(jié)構(gòu)，空間利用率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)新工法，具體技術(shù)方案如下：

一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)新工法，包括以下步驟：

(1)利用明挖工作坑，在地面下按照先下后上的原則進(jìn)行導(dǎo)洞施工，導(dǎo)洞施工時及時做好初期支護(hù)，配合注漿技術(shù)加固土體；先進(jìn)行a導(dǎo)洞施工，a導(dǎo)洞施工結(jié)束后進(jìn)行b導(dǎo)洞、c導(dǎo)洞、d導(dǎo)洞施工；

(2)利用明挖一側(cè)工作坑，搭建施工作業(yè)平臺，將大直徑鋼管頂入土體，頂進(jìn)鋼管同時在鋼管頭注入膨潤土減少頂進(jìn)阻力，在鋼管上部進(jìn)行注漿加固土體，鋼管頂進(jìn)一段距離后，進(jìn)行人工掏土，然后繼續(xù)頂進(jìn)；

(3)在鋼管中沿著鋼管縱向隔0.5-1.2m焊接工字鋼橫向支撐；

(4)a導(dǎo)洞底部鋪設(shè)防水層，然后進(jìn)行底縱梁施工，根據(jù)鋼管柱設(shè)計位置對a導(dǎo)洞和b導(dǎo)洞進(jìn)行人工挖孔，人工挖孔后進(jìn)行鋼管柱的支模和澆筑；

(5)在b導(dǎo)洞內(nèi)進(jìn)行頂縱梁鋼筋綁扎和支模澆筑，同時鋪設(shè)頂縱梁的防水設(shè)施，并同時預(yù)留好鋼筋及防水接頭條件；

(6)在c導(dǎo)洞和d導(dǎo)洞內(nèi)進(jìn)行人工挖孔，然后進(jìn)行人工挖孔樁及冠梁的鋼筋綁扎和混凝土澆筑；

(7)將鋼管水平間隔0.1倍管徑—1倍管徑水平頂入土體，鋼管切割方槽1m——10m，方槽處相鄰鋼管用鋼板焊接牢固形成方桶，在鋼管之間形成橫向通道；

(8)c導(dǎo)洞和d導(dǎo)洞根據(jù)鋼管方槽位置與所述橫向通道連通，在c導(dǎo)洞、d導(dǎo)洞及所述橫向通道內(nèi)綁扎鋼筋，澆筑混凝土形成橫梁或者橫向焊接型鋼形成橫梁，使橫梁、冠梁和頂縱梁連接成為一個整體，形成對管幕橫向支撐；

(9)采用臺階法分段開挖負(fù)一層土體至中板位置，開挖同時破除部分c導(dǎo)洞和d導(dǎo)洞，邊開挖土體邊切割鋼管下部多余部分，同時用鋼板將鋼管連接，開挖結(jié)束后澆筑負(fù)一層中板和側(cè)墻；

(10)挖負(fù)二層土體至底板位置，破除a導(dǎo)洞，并澆筑底板和側(cè)墻；

(11)澆筑頂板后，b導(dǎo)洞、c導(dǎo)洞、d導(dǎo)洞內(nèi)回填素混凝土。

所述的一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)新工法，其優(yōu)選方案為大直徑鋼管為1.0m-2.2m。

所述的一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)新工法，其優(yōu)選方案為利用液壓千斤頂或頂管機(jī)實現(xiàn)大直徑鋼管的頂進(jìn)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的技術(shù)方案相比較傳統(tǒng)的管幕工法，此支護(hù)體系方便管內(nèi)施工，橫向采用鋼筋混凝土或者型鋼作為支撐，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)管幕結(jié)構(gòu)各鋼管橫向剛度不夠，可以進(jìn)行大斷面開挖，大大提高了其橫向剛度和承載力。在開挖管幕下方的土體時，不需要架設(shè)大量的支撐，進(jìn)而減少了施工造價，縮短了工期，簡化了施工工序。本發(fā)明的創(chuàng)新點如下：

1)本工法采用大直徑鋼管，鋼管采用橫向支撐進(jìn)行局部加強(qiáng)，提高大直徑鋼管承載力；

2)橫向采用鋼筋混凝土或者型鋼連接，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)管幕結(jié)構(gòu)各鋼管間僅用鎖扣連接，致使管幕結(jié)構(gòu)相鄰鋼管的連接處受力十分薄弱的缺點，本工法提出的新型管幕支護(hù)體系大大提高了其橫向剛度和承載力，大斷面開挖鋼管幕下方土體時，無需架設(shè)大量的臨時支撐，進(jìn)而減少施工造價，縮短工期，簡化施工工序。

3)本工法提出的管幕結(jié)構(gòu)上部為水平面，整體斷面為矩形結(jié)構(gòu)，相對于拱形斷面，大大提高了地下空間的利用率。

4)本工法采用大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)，減少施工工序，保證施工質(zhì)量，可進(jìn)行大斷面開挖縮短工期并降低造價；增加橫向剛度，降低地面沉降。

5)本工法邊跨采用人工挖孔樁支護(hù)，與豎向采用鋼管支護(hù)的管幕工法相比，減少頂管數(shù)量，節(jié)省工期和降低造價。

6)本工法頂板一次性澆筑，與傳統(tǒng)的兩次襯砌相比，施工步驟更簡單，工期更短，造價更低。

附圖說明

圖1為一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為導(dǎo)洞、鋼管頂進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為底板、鋼管柱、頂板、人工挖空住、冠梁和鋼管切割方槽施工示意圖。

圖中，1為a導(dǎo)洞，2為b導(dǎo)洞，3為c導(dǎo)洞，4為d導(dǎo)洞，5為大直徑鋼管，6為注漿加固土體，7為底縱梁，8為鋼管柱，9為頂縱梁，10為橫向支撐，11為人工挖孔，12為冠梁，13為方槽，14為人工挖孔樁，15為橫梁，16為側(cè)墻，17為中板，18為底板，19為素混凝土，20為地面。

具體實施方式

如圖1-圖3所示一種大直徑頂管結(jié)合洞樁修建地下結(jié)構(gòu)新工法，包括以下步驟：

(1)利用明挖工作坑，在地面下按照先下后上的原則進(jìn)行導(dǎo)洞施工，導(dǎo)洞施工時及時做好初期支護(hù)，配合注漿技術(shù)加固土體；先進(jìn)行a導(dǎo)洞1施工，a導(dǎo)洞1施工結(jié)束后進(jìn)行b導(dǎo)洞2、c導(dǎo)洞3、d導(dǎo)洞4施工；

(2)利用明挖一側(cè)工作坑，搭建施工作業(yè)平臺，將大直徑鋼管5頂入土體，頂進(jìn)鋼管同時在鋼管頭注入膨潤土減少頂進(jìn)阻力，在鋼管上部進(jìn)行注漿加固土體6，鋼管頂進(jìn)一段距離后，進(jìn)行人工掏土，然后繼續(xù)頂進(jìn)；

(3)在鋼管中沿著鋼管縱向隔0.5-1.2m焊接工字鋼橫向支撐10；

(4)a導(dǎo)洞1底部鋪設(shè)防水層，然后進(jìn)行底縱梁7施工，根據(jù)鋼管柱8設(shè)計位置對a導(dǎo)洞1和b導(dǎo)洞2進(jìn)行人工挖孔11，人工挖孔11后進(jìn)行鋼管柱8的支模和澆筑；

(5)在b導(dǎo)洞2內(nèi)進(jìn)行頂縱梁9鋼筋綁扎和支模澆筑，同時鋪設(shè)頂縱梁9的防水設(shè)施，并同時預(yù)留好鋼筋及防水接頭條件；

(6)在c導(dǎo)洞3和d導(dǎo)洞4內(nèi)進(jìn)行人工挖孔11，然后進(jìn)行人工挖孔樁14及冠梁12的鋼筋綁扎和混凝土澆筑；

(7)將鋼管水平間隔0.1倍管徑—1倍管徑水平頂入土體，鋼管切割方槽1m——10m，方槽13處相鄰鋼管用鋼板焊接牢固形成方桶，在鋼管之間形成橫向通道；

(8)c導(dǎo)洞3和d導(dǎo)洞4根據(jù)鋼管方槽13位置與所述橫向通道連通，在c導(dǎo)洞3、d導(dǎo)洞4及所述橫向通道內(nèi)綁扎鋼筋，澆筑混凝土形成橫梁15或者橫向焊接型鋼形成橫梁15，使橫梁15、冠梁12和頂縱梁9連接成為一個整體，形成對管幕橫向支撐；

(9)采用臺階法分段開挖負(fù)一層土體至中板17位置，開挖同時破除部分c導(dǎo)洞3和d導(dǎo)洞4，邊開挖土體邊切割鋼管下部多余部分，同時用鋼板將鋼管連接，開挖結(jié)束后澆筑負(fù)一層中板17和側(cè)墻16；

(10)挖負(fù)二層土體至底板18位置，破除a導(dǎo)洞1，并澆筑底板18和側(cè)墻16；

(11)澆筑頂板后，b導(dǎo)洞2、c導(dǎo)洞3、d導(dǎo)洞4內(nèi)回填素混凝土19。

大直徑鋼管5為1.0m-2.2m。

利用液壓千斤頂或頂管機(jī)實現(xiàn)大直徑鋼管5的頂進(jìn)。