專利名稱：應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地下變電站，尤其是涉及應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著上海的發(fā)展，上海全市最高用電負(fù)荷以年均約10%增長率快速增長， 全市電力供需不平衡的矛盾日益顯現(xiàn)，特別是浦西中心城區(qū)更甚；2010年世博會(huì)已經(jīng)在上 海舉辦，場址定在中心城區(qū)的黃浦江兩岸，除新增供電需求外，對(duì)中心城區(qū)的供電可靠性 也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)；架空線路入地等政策的要求對(duì)上海電網(wǎng)的發(fā)展也提出了新的要求。 2002年底，從上海電網(wǎng)發(fā)展的角度，戰(zhàn)略性地提出了 500kV變電站深入市中心的設(shè)想；經(jīng)過 一年半左右時(shí)間的醞釀，確定結(jié)合上海雕塑公園建設(shè)深入市中心的500kV靜安(世博)地 下變電站。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建成的高層建筑累計(jì)已超過1. 3億平方米，高度超過IOOm的超高層 建筑已超過200幢。高層建筑最深的地下室基坑為6層，深度-26. an。國外已達(dá)13層。深 基坑支護(hù)方法很多，而且有的方法尚在不斷發(fā)展之中，每一種基坑支護(hù)都有各自的適用條 件和一定的局限性。所以，對(duì)施工方案的選擇應(yīng)慎之又慎，否則一旦出現(xiàn)深基坑支護(hù)倒塌事 故，不僅給工程造成重大經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)周圍環(huán)境造成不良影響。逆作法就是一項(xiàng)近幾年發(fā) 展起來新興的基坑支護(hù)技術(shù)。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方 法。逆作法施工就是指具有一定深度的多層地下室，利用先施工完成的地下連續(xù)墻， (即地下室的外墻)，作深基坑施工時(shí)擋土、止水、防滲的圍護(hù)體，而各層的梁、板、柱、墻等， 在施工過程中作為圍護(hù)體的支撐體系，如此由地面分層向下逐層施工，直至底板鋼筋混凝 土完成，若上部有建筑工程，則在完成地面結(jié)構(gòu)層后，同時(shí)向上進(jìn)行樓層的逐層的施工，逆 作法施工比傳統(tǒng)的敞開式順作法具有減少基坑變形、節(jié)省支撐費(fèi)用、縮短施工工期的優(yōu)點(diǎn)， 是一種節(jié)能、環(huán)保的綠色施工方法。逆作法可以分為全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分層逆作法。它的工藝特點(diǎn) 為(1)可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模 大、上下層次多時(shí)，大約可節(jié)省工時(shí)1/3。(2)受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對(duì)鄰近建筑的影響亦小。(3)施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。(4)最大限度利用地下空間，擴(kuò)大地下室建筑面積。(5) 一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅 度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。(6)由于開挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至 地基，減少了大開挖時(shí)卸載對(duì)持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。逆作法作為一個(gè)新興的一項(xiàng)施工技術(shù)，還是存在的諸多的不足如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐 或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行，基坑中還分布有一定數(shù) 量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管，目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械，使挖土的 難度增大。國外在多層地下結(jié)構(gòu)施工中已廣泛應(yīng)用，收到較好的效果，如日本的讀賣新聞社 大樓，地上9層、地下6層。采用逆作法施工，總工期只用22個(gè)月，與日本采用傳統(tǒng)施工方 法施工的類似工程相比，縮短工期6個(gè)月。美國75層、高203米的芝加哥水塔廣場大廈的4 層地下室，就是用18米深的地下連續(xù)墻和144根大直徑鉆孔灌注樁做中間支承柱，以逆作 法進(jìn)行施工的，當(dāng)該工程地下室結(jié)構(gòu)全部完成時(shí)，主樓上部結(jié)構(gòu)已施工至32層。目前逆作 法設(shè)計(jì)理論和施工工藝方面研究較多的是日本、美國和英國，在工程應(yīng)用方面，日本、美國、 英國、法國、德國、加納等國和臺(tái)灣地區(qū)都有應(yīng)用。我國城市地下空間開發(fā)利用始于防備空襲而建造的人民防空工程。隨著國民經(jīng) 濟(jì)的飛速發(fā)展，人防設(shè)施實(shí)行“平戰(zhàn)結(jié)合”，與城市建設(shè)相結(jié)合，特別是在城市交通的改善方 面，地下空間的開發(fā)利用發(fā)揮了積極作用。北京、上海、天津、廣州、南京、大連、西安、哈爾濱 等國內(nèi)主要大城市都興建了大量的地鐵、隧道和大型地下商場。這些地下空間的利用大幅 度提高了城市環(huán)境容量，開發(fā)了寶貴的地下資源，使城市地下、地面的空間利用更優(yōu)化。隨 著地下空間開發(fā)利用的發(fā)展我國在20世紀(jì)90年代將逆作法正式用于多層地下室。我公司 在1990年首次在陜西路地鐵采用逆作法施工工藝獲得成功，1995年在恒積大廈首創(chuàng)高層 建筑深基坑逆作法施工技術(shù)，此后，陸續(xù)在明天廣場、住業(yè)金沙大廈、上海城市規(guī)劃展示館、 機(jī)場城市航站樓、興業(yè)大廈等工程應(yīng)用推廣?，F(xiàn)有的技術(shù)中存在的缺點(diǎn)土地資源消耗大，支撐爆破多，控制深基坑變形大，揚(yáng) 塵、噪聲和廢棄物的排放多，效率和準(zhǔn)確性低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種節(jié)約土地 資源，減少支撐爆破，有效控制深基坑變形，揚(yáng)塵、噪聲和廢棄物的排放少，效率和準(zhǔn)確性高 的應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置。本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于地下變電站的逆作法 施工裝置，其特征在于，該裝置包括鉆機(jī)、鉆桿、托盤、注漿管、壓力表、注漿泵、漿液桶、攪拌 機(jī)，所述的鉆桿設(shè)置在鉆機(jī)的下方，所述的托盤設(shè)置在鉆桿的下端，所述的注漿管設(shè)置在鉆 桿內(nèi)，所述的壓力表通過注漿管與鉆機(jī)相連，所述的注漿泵通過注漿管與壓力表相連，所述 的漿液桶通過注漿管與注漿泵相連，所述的攪拌機(jī)設(shè)置在漿液桶右側(cè)。所述的托盤將注漿管與鉆桿之間的空間密封。所述的注漿管依次穿過鉆桿和托盤。所述的鉆機(jī)為HY-100型鉆機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型達(dá)到了節(jié)約土地資源、減少支撐爆破、有效控制深基 坑變形的目的，同時(shí)，大大減少了施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵、噪聲和廢棄物的排放，成為同類工程中 首個(gè)設(shè)計(jì)與施工有機(jī)結(jié)合的節(jié)能、環(huán)保的綠色工程。采用地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)，有效地 解決了超深地墻的施工質(zhì)量難題；采用自主研制的一柱一樁智能調(diào)垂裝置，提升了超深地下空間開發(fā)逆作法施工的核心技術(shù)水平；針對(duì)本工程超深地下連續(xù)墻，創(chuàng)新地采用H型鋼 接頭形式，有效地解決超深地下連續(xù)墻接頭施工難題，提升了超深地下連續(xù)墻的施工工藝 水平；通過現(xiàn)場非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，合理布置坑內(nèi)外的疏干和減壓井，確保施工基坑和周邊 環(huán)境的安全，取得了特別環(huán)境下超深基坑降承壓水技術(shù)的突破；采用大功率離心風(fēng)機(jī)，形成 空氣循環(huán)，改善深層地下施工通風(fēng)環(huán)境；采用紅外線自動(dòng)控制沖水系統(tǒng)，高效、節(jié)約地解決 車輛進(jìn)出的沖洗問題；采用專門研制開發(fā)了 “一種適用于地下建筑逆作法施工的施工升降 機(jī)裝置”，高效地解決了超深地下室的人貨垂直運(yùn)輸問題，從而形成一套更加完備、先進(jìn)的 逆作法施工作業(yè)環(huán)境系統(tǒng)；采用全過程的信息化監(jiān)控技術(shù)，對(duì)指導(dǎo)施工提高效率和準(zhǔn)確性， 這也發(fā)展了相關(guān)的信息化技術(shù)，為以后的工程提供了寶貴的借鑒意義。一般地下室外墻與基坑圍護(hù)墻采用兩墻合一的形式，一方面省去了單獨(dú)設(shè)立的圍 護(hù)墻，另一方面可在工程用地范圍內(nèi)最大限度擴(kuò)大地下室面積，增加有效使用面積。此外， 圍護(hù)墻的支撐體系由地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替，省去大量支撐費(fèi)用。而且樓蓋結(jié)構(gòu)即支撐體系， 還可以解決特殊平面形狀建筑或局部樓蓋缺失所帶來的布置支撐的困難，并是受力更加合 理。由于上述原因，再加上總工期的縮短，因而在軟土地區(qū)對(duì)于具有多層地下室的高層建 筑，采用逆作法施工具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。一般可節(jié)省地下結(jié)構(gòu)總造價(jià)的25% 35%。逆作法在環(huán)境效益的貢獻(xiàn)上也是很大的(1)噪音方面由于逆作法在施工地下室時(shí)是采用先表層樓面整體澆筑，再向下 挖土施工，故其在施工中的噪音因表層樓面的阻隔而大大降低，從而避免了因夜間施工噪 音問題而延誤工期。(2)揚(yáng)塵方面通常的地基處理采取開敞開挖手段，產(chǎn)生了大量的建筑灰塵，從而 影響了城市的形象；采用逆作法施工，由于其施工作業(yè)在封閉的地表下，可以最大限度的減 少揚(yáng)塵。施工時(shí)對(duì)周邊環(huán)境的影響減小了很多(1)由于逆作法的采取表層支撐，底部施工的作業(yè)方法，故在城市交通土建中大有 用武之地，它可以在地面道路繼續(xù)通車的情況下，進(jìn)行道路地下作業(yè)，從而避免了因堵車?yán)@ 道而產(chǎn)生的損失。(2) +0. 00層平板結(jié)構(gòu)先完成，可以利用結(jié)構(gòu)本身作內(nèi)支撐。由于結(jié)構(gòu)本身的側(cè)向 剛度是無限大的，且壓縮變形值相對(duì)圍護(hù)樁的變形要求來講幾乎等于零。因此，可以從根本 上解決支護(hù)樁的側(cè)向變形，從而使周圍環(huán)境不至出現(xiàn)因變形值過大而導(dǎo)致路面沉陷、基礎(chǔ) 下沉等問題，保證了周圍建筑物的安全。(3)地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力不僅可利用來承受垂直荷載，而且還 可充分利用它承受水平風(fēng)力和地震作用所產(chǎn)生建筑物底部巨大水平剪力和傾覆力矩，從而 大大提高了抗震效應(yīng)。我國是個(gè)地震多發(fā)區(qū)，對(duì)地震的防治是必不可少的，從建筑業(yè)角度來 說，采用適宜的施工工藝便可將地震帶來的危害降低到最小，逆作法施工便具有這樣的優(yōu) 點(diǎn)，所以在深基坑支護(hù)中大量運(yùn)用逆作法具有廣泛的社會(huì)效益。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置，該裝置包括鉆機(jī)1、鉆桿2、托 盤3、注漿管4、壓力表5、注漿泵6、漿液桶7、攪拌機(jī)8，鉆桿2設(shè)置在鉆機(jī)1的下方，托盤3 設(shè)置在鉆桿2的下端，注漿管4設(shè)置在鉆桿2內(nèi)，壓力表5通過注漿管4與鉆機(jī)1相連，注 漿泵6通過注漿管4與壓力表5相連，漿液桶7通過注漿管4與注漿泵6相連，攪拌機(jī)8設(shè) 置在漿液桶7右側(cè)。托盤3將注漿管4與鉆桿2之間的空間密封。注漿管4依次穿過鉆桿 1和托盤3。鉆機(jī)1為HY-100型鉆機(jī)。本實(shí)用新型通過逆作法工藝在地下變電站結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用，包括以下幾個(gè)方面(1)超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)上海地區(qū)超深地下連續(xù)墻的施工設(shè)備采用液壓抓斗式成槽機(jī)和臥式雙輪銑成槽 機(jī)兩種成槽設(shè)備。本工程引進(jìn)銑槽機(jī)，采用“抓銑結(jié)合”施工工藝進(jìn)行成槽。利用臥式雙輪 銑成槽機(jī)小于1/600的垂直度控制技能，在成槽施工時(shí)保證槽段的垂直度小于1/600。施工 過程采用泥漿護(hù)壁，確保地連墻的質(zhì)量和穩(wěn)定。根據(jù)地下連續(xù)墻的特點(diǎn)，電力進(jìn)出口隧道與 本體連接處地墻采用T字型地墻。在電力進(jìn)出口隧道和地連墻的接口中，據(jù)連通道的具體 位置及寬度和高度對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行預(yù)加固和后加固兩種組合措施；防水措施采用變形縫防 水構(gòu)造做法，比較適合通道接頭防水這種特殊的情況，保證電力隧道與地下變本體接口位 置連接的整體性、止水可靠性，確保施工質(zhì)量。(2)逆作法超長支撐柱(一柱一樁)施工技術(shù)在超長鋼管支撐柱垂直度(1/600)控制技術(shù)的研究中，在工作平臺(tái)胎模上進(jìn)行鋼 管構(gòu)件組裝，以確保對(duì)接(焊接)的準(zhǔn)確性與垂直度。本工程一柱一樁采用Φ950鉆孔灌 注樁和Φ550鋼管柱。在本工程中，由于工期緊，垂直度要求高，鋼管柱數(shù)量多，采用鋼絲繩 把鋼管柱與鋼筋蘢連接起來，這種方法加快了施工進(jìn)度，效果良好，這種方式在上海地區(qū)還 是首次使用。(3)復(fù)雜地下綜合體逆作施工技術(shù)為了模擬分析本工程的施工后對(duì)環(huán)境可能造成的影響并評(píng)估施工的安全性，對(duì)本 工程做了結(jié)構(gòu)模型的有限元分析計(jì)算，整個(gè)圓筒形連續(xù)墻體的變形呈中間大，兩端小的分 布，最大側(cè)移為32. 1mm，發(fā)生在深度27. 5m處。在深度方向上，軸力呈中間大，兩端小的分布 規(guī)律，最大值為177791^，發(fā)生在-26.5!11處。在三維有限元計(jì)算中，圓環(huán)的拱作用得到充分 發(fā)揮，外部側(cè)向土壓力很大部分由連續(xù)墻的環(huán)向拱作用來承擔(dān)，而沿豎向傳遞的荷載變小。 開挖土體時(shí)，利用土體的時(shí)空效應(yīng)特點(diǎn)，分成了 7個(gè)區(qū)段進(jìn)行開挖，按“分層、分區(qū)、分塊、” 的原則，限時(shí)、對(duì)稱、平行開挖。(4)深埋高水位全地下變電站承壓水降水施工技術(shù)由于本基坑工程的特殊性，減壓降水工程要求很高。在基坑開挖階段，為了減少降 水對(duì)坑外含水層的影響，主要考慮開挖深度所對(duì)應(yīng)的安全水頭，實(shí)行按需降水。為此，制定 了詳細(xì)的降水方案和降水施工措施并加強(qiáng)降水時(shí)對(duì)坑內(nèi)、坑外環(huán)境的監(jiān)測，降水井的施工 工藝也做了特殊的安排。(5)施工全過程對(duì)周邊環(huán)境影響控制技術(shù)[0044]工程周邊環(huán)境比較復(fù)雜，為了最大限度的減少工程對(duì)周邊環(huán)境的影響，從樁墻施 工階段、逆作施工階段到基坑降水施工階段的全過程對(duì)施工時(shí)對(duì)周邊環(huán)境的影響進(jìn)行了研 究，加強(qiáng)施工階段的控制，保證施工的質(zhì)量。并在基坑工程開挖期間建立了全過程、全方位 的監(jiān)測系統(tǒng)。包括維護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測、支柱和立柱體系的監(jiān)測、周邊環(huán)境的有關(guān)監(jiān)測、建筑物 使用階段結(jié)構(gòu)的監(jiān)測等。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明各項(xiàng)變形均在允許值之內(nèi)，這也說明了設(shè)計(jì)的合理 性，表明工程的實(shí)施是非常成功的。本實(shí)用新型所需的技術(shù)包括超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)、逆作法超長支撐柱(一柱 一樁)施工技術(shù)、復(fù)雜地下綜合體逆作施工技術(shù)、深埋高水位全地下變電站承壓水降水施 工技術(shù)、施工全過程對(duì)周邊環(huán)境影響控制技術(shù)。
權(quán)利要求1.應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置，其特征在于，該裝置包括鉆機(jī)、鉆桿、托盤、注 漿管、壓力表、注漿泵、漿液桶、攪拌機(jī)，所述的鉆桿設(shè)置在鉆機(jī)的下方，所述的托盤設(shè)置在 鉆桿的下端，所述的注漿管設(shè)置在鉆桿內(nèi)，所述的壓力表通過注漿管與鉆機(jī)相連，所述的注 漿泵通過注漿管與壓力表相連，所述的漿液桶通過注漿管與注漿泵相連，所述的攪拌機(jī)設(shè) 置在漿液桶右側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置，其特征在于，所述的 托盤將注漿管與鉆桿之間的空間密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置，其特征在于，所述的 注漿管依次穿過鉆桿和托盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置，其特征在于，所述的 鉆機(jī)為HY-100型鉆機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及應(yīng)用于地下變電站的逆作法施工裝置，該裝置包括鉆機(jī)、鉆桿、托盤、注漿管、壓力表、注漿泵、漿液桶、攪拌機(jī)，所述的鉆桿設(shè)置在鉆機(jī)的下方，所述的托盤設(shè)置在鉆桿的下端，所述的注漿管設(shè)置在鉆桿內(nèi)，所述的壓力表通過注漿管與鉆機(jī)相連，所述的注漿泵通過注漿管與壓力表相連，所述的漿液桶通過注漿管與注漿泵相連，所述的攪拌機(jī)設(shè)置在漿液桶右側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有節(jié)約土地資源，減少支撐爆破，有效控制深基坑變形，揚(yáng)塵、噪聲和廢棄物的排放少，效率和準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D29/045GK201896321SQ20102066419
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者樂俊律, 葉衛(wèi)東, 吳江斌, 姜向紅, 朱偉林, 王衛(wèi)東, 王杰, 翁其平, 閔衛(wèi)國, 陳崢, 陳祖元 申請(qǐng)人:上海久隆電力科技有限公司, 上海市電力公司