基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法

摘要

本发明属于地铁建设中大直径自来水管安全防护施工的技术领域，具体涉及一种基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法。一种基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法，施工步骤如下：1）排加结构施工；排加结构设有若干排，每一排的排加结构包括设置在水管两侧的混凝土档板，水管下侧支撑有素混凝土，所述的混凝土档板和素混凝土设置在横梁上，横梁下侧设有若干立柱，立柱支撑于混凝土桩基上，所述的横梁为地铁附属结构的顶板，横梁通过临时支座置于立柱上；2）、土方单元开挖；3）、附属结构顶板施工。本发明施工工艺简单、实用价值高，使用效果好。

说明书

技术领域

本发明属于地铁建设中大直径自来水管安全防护施工的技术领域，具体涉及一种基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法。

背景技术

在地铁附属结构施工过程中，附属结构上方存在电缆、自来水管等设施，附属结构覆盖土层需对自来水管等设施安全防护的前提下进行开挖，开挖土层后进行附属结构混凝土的浇筑。近年来，随着我国城市建设的迅速发展，越来越多的城市开始修建地铁，为了方便市民出行，地铁附属结构必须穿越大直径自来管等永久设施，大直径自来水管通常都供应城市大量居民的生活用水，作用非常重要。对于常规形式的自来水管的安全防护，采用临时结构对其防护即可。但对于穿越大直径自来水管的情况，为了满足净空要求、舒适度、盲人通道、经济性等指标，附属结构设计顶面与水管底面之间的距离很小，约为15cm～30cm，附属结构的施工若采用常规的方法，临时结构的横梁已伸入了附属结构中，导致附属结构钢筋绑扎困难甚至无法绑扎，且破坏了附属结构的受力，且拆除临结构繁锁、经济效益不佳的不足且不能满足相关规范的技术要求。

发明内容

本发明为了解决背景技术中所存在的问题，特别提供一种基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法。

本发明采取以下技术方案：一种基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法，施工步骤如下：1）排加结构施工；排加结构设有若干排，每一排的排加结构包括设置在水管两侧的混凝土档板，水管下侧支撑有素混凝土，所述的混凝土档板和素混凝土设置在横梁上，横梁下侧设有若干立柱，立柱支撑于混凝土桩基上，所述的横梁为地铁附属结构的顶板，横梁通过临时支座置于立柱上；2）、土方单元开挖；3）、附属结构顶板施工。

排加结构施工的具体步骤为：

①桩位测量：钻孔桩施工前采用全站仪进行精确测量，测定桩基（14）的位置。

②探槽开挖：旋挖机钻进前，对桩点位置开挖探槽，探明地下管线及障碍物，探槽设置在桩点位置，可单点开挖，也可开挖成整体探沟。

③钻机安装：钻机就位后，调平机座，确保钻头中心与护筒中心在一条铅垂线上，与孔位中心的允许偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。

④钻孔作业：开钻后，将钻机调平对准钻孔，对正桩位，确认空位无误后方可开始钻进。

⑤立柱及钢筋笼制作：钻孔桩施工的同时进行钢筋笼和立柱的制作，现场钢筋笼及立柱加工完成后，将钢筋笼和立柱进行焊接连接。

⑥桩基混凝土浇筑：钢筋笼和立柱下放后，浇筑桩基混凝土。

土方单元开挖采用分步开挖法进行开法，实现其过程的方法如下：

第一步，人工开挖至自来水管顶部位置，以此计算自来水管管底标高，明确管底标高与结构顶板顶标高的关系，设自来水管顶标高为H1,则自来水管管底标高H2=H1-D，D为自来水管直径，在设计图中可查得结构顶板的标高H3，管底与结构顶板顶的距离为H2-H3。

第二步，开挖至第1排横梁对应处的自来水管底，坡度为1：1，边坡采用C20细石喷射混凝土加固，自来水管底部开挖线距第1排横梁边缘为0.5m。

第三步，从第1排横梁对应处的自来水管底部开挖界线向下垂直开挖至附属结构顶板底5cm，若自来水管存在接头，对水管接头处采用钢板抱箍加固；随后施工地模并在立柱顶设置临时支座，绑扎横梁钢筋及混凝土档板钢筋，浇筑横梁混凝土至设计顶板顶，待横梁混凝土达到设计所要求强度后，施工防水涂料及浇筑防水保护层混凝土，保护层混凝土浇筑至水管底以上100mm；横梁混凝土及保护层混凝土施工完后，浇筑水管两侧挡板混凝土，在挡板位置处用素混凝土回填。

第四步，第1排排架结构施工完毕后，重复上述第二、三步完成第2个土方单位及第2排排架结构的施工，继续重述上述第二、三步，逐步开挖向前推进直至所有的排架结构施工完毕，推进距离为排架之间中心距。

附属结构顶板施工具体方法如下：

当水管保护安全防护结构完成后进行剩余土方开挖，针对不同的部位采用不同的土方开挖方法，土方开挖部位分为水管与围护桩交界处和其余常规部位。

水管与围护桩交界处的土方开挖：

采用人工开挖，分层开挖，本层土方开挖完成后，立即进行植筋，植筋完成在迎土侧，然后立即施工侧向模板，模板施工完成后立即进行钢筋绑扎，并预留注浆管，钢筋绑扎完成后浇筑C35早强混凝土，待混凝土强度达到C25后，立即进行注浆，注浆压力为0.2MPa，注浆的目的为填充土体的间隙，待浆液凝固后进行下一层土方开挖,直至开挖至基坑底。

其余常规部位土方开挖：基坑开挖至基底；基坑开挖采用人工配合机械开挖的方式进行，开挖过程中派专人指挥机械，严禁挖机对临时立柱产生碰撞或扰动。

基坑开挖完成后，施工附属结构底板，然后施工侧墙，而后进行顶板支架模板的施工，立模完后绑扎顶板钢筋，预埋施工缝处的镀锌钢板止水带，浇筑混凝土至设计顶板顶，待横梁混凝土达到设计所要求强度后，施工防水涂料及浇筑防水保护层混凝土，保护层混凝土浇筑至水管底以上100mm。

与现有技术相比，本发明具有如下效果：施工工艺简单、实用价值高，使用效果好，即能足相关规范要求和城市居民生活用水的需求，既不需要降低出入口顶板的标高，乘客舒适度满足要求，又不需要对横纵向混凝土梁进行拆除，不会造成水管保护系统的二次破坏。提高了工作效率、缩短了工期，降低施工成本，取得了较好经济效益。

附图说明

图1为自来水管纵断面示意图；

图2为自来水管横断面示意图；

图3为永临组合结构横断面示意图；

图4为永临组合结构纵断面示意图；

图5为立柱与钢筋笼焊接示意图；

图6为立柱施工示意图；

图7为土方开挖步骤1图；

图8为土方开挖步骤2图；

图9为土方开挖步骤3图；

图10为重复土方开挖示意图；

图中： 1-附属结构，2-附属结构底部，3-附属结构顶部，4-附属结构下部土质，5-围护桩，6-自来水管，7-覆盖土层，8-路面，9-混凝土档板，10-素混凝土，11-横梁，12-临时支座，13-立柱，14-桩基，15-立柱缀件，16-立柱系杆，17-桩基主筋，18-焊缝连接，19-自来水管顶部，20-细石喷射混凝土，21-自来水管底部。

具体实施方式

一种基于永临结合理念的大直径自来水管安全防护施工方法，具体施工步骤如下：

1）排加结构施工，排加结构设有若干排，每一排的排加结构包括设置在水管6两侧的混凝土档板9，水管6下侧支撑有素混凝土10，所述的混凝土档板9和素混凝土10设置在横梁11上，横梁11下侧设有若干立柱13，立柱13支撑于混凝土桩基14上，所述的横梁11为地铁附属结构的顶板，横梁11通过临时支座12置于立柱13上；（如图1、2、3、4所示）

①桩位测量：钻孔桩施工前采用全站仪进行精确测量，测定桩基（14）的位置；

②探槽开挖：旋挖机钻进前，必须对桩点位置开挖探槽，探明地下管线及障碍物，探槽设置在桩点位置，可单点开挖，也可开挖成整体探沟；

③钻机安装：钻机就位后，调平机座，确保钻头中心与护筒中心在一条铅垂线上，与孔位中心的允许偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%；

④钻孔作业：开钻后，将钻机调平对准钻孔，对正桩位，确认空位无误后方可开始钻进；

⑤立柱及钢筋笼制作：钻孔桩施工的同时进行钢筋笼和立柱的制作，现场钢筋笼及立柱加工完成后，将钢筋笼和立柱进行焊接连接，（如图5、6所示）

⑥桩基混凝土浇筑：钢筋笼和立柱下放后，浇筑桩基混凝土；

2）、土方单元开挖；

如图7、8、9和10所示，采用分步开挖法进行开法，实现其过程的方法如下：

第一步，人工开挖至自来水管顶部位置，以此计算自来水管管底标高，明确管底标高与结构顶板顶标高的关系；

第二步，开挖至第1排横梁对应处的自来水管底，坡度为1：1，边坡采用C20细石喷射混凝土加固，自来水管底部开挖线距第1排横梁边缘为0.5m；

第三步，从第1排横梁对应处的自来水管底部开挖界线向下垂直开挖至附属结构顶板底5cm，若自来水管存在接头，对水管接头处采用钢板抱箍加固；随后施工地模并在立柱顶设置临时支座，绑扎横梁钢筋及混凝土档板钢筋，浇筑横梁混凝土至设计顶板顶，待横梁混凝土达到设计所要求强度后，施工防水涂料及浇筑防水保护层混凝土，保护层混凝土浇筑至水管底以上100mm；横梁混凝土及保护层混凝土施工完后，浇筑水管两侧挡板混凝土，在挡板位置处用素混凝土回填；

第四步，第1排排架结构施工完毕后，重复上述第二、三步完成第2个土方单位及第2排排架结构的施工，继续重述上述第二、三步，逐步开挖向前推进直至所有的排架结构施工完毕，推进距离为排架之间中心距；

3）、附属结构顶板施工；

当水管保护安全防护结构完成后进行剩余土方开挖，针对不同的部位采用不同的土方开挖方法，土方开挖部位分为水管与围护桩交界处和其余常规部位。

水管与围护桩交界处的土方开挖：

采用人工开挖，每次土方开挖高度为1m，总共6层，开挖厚度为800mm，土方开挖完成后，立即进行植筋，植筋的钢筋为HRB400(22mm),植入围护桩的深度为500mm。植筋完成在迎土侧立即施工侧向模板，模板施工完成后立即进行钢筋绑扎，并预留注浆管，钢筋绑扎完成后浇筑C35早强混凝土，待混凝土强度达到C25后，立即进行注浆，注浆压力为0.2MPa，注浆的目的为填充土体的间隙。待浆液凝固后进行下一层土方开挖。

其余常规部位土方开挖：基坑开挖至基底；基坑开挖采用人工配合机械开挖的方式进行，开挖过程中派专人指挥机械，严禁挖机对临时立柱产生碰撞或扰动。

基坑开挖完成后，施工附属结构底板，然后施工侧墙，而后进行顶板支架模板的施工，立模完后绑扎顶板钢筋，预埋施工缝处的镀锌钢板止水带，浇筑混凝土至设计顶板顶，待横梁混凝土达到设计所要求强度后，施工防水涂料及浇筑防水保护层混凝土，保护层混凝土浇筑至水管底以上100mm。