一種綜合管廊明挖施工支擋裝置的製作方法
2023-12-10 12:38:02 1
本實用新型屬於地下工程施工技術領域；具體的說是涉及一種綜合管廊明挖施工支擋裝置及其施工方法。
背景技術：
地下綜合管廊、管道這類地下構築物一般埋深較淺，由於矩形斷面有更高的空間利用率，因此一般採用矩形斷面，其施工常採用明挖的方法；明挖法最經濟的方式通常是放坡開挖，但這樣施工影響範圍較大，而且噪聲、揚塵等嚴重影響周邊環境，而且也僅適用於開挖深度較淺、地質條件較好的情況；在一些環境條件限制或特殊地質條件下進行明挖施工時則需要施做圍護結構，必要時還需採用降水等措施輔助施工，但這樣將極大增加施工費用，降低施工效率，延長施工工期，而且也同樣存在嚴重的環境影響；所以在建設綜合管廊、管道這類地下構築物時，如何發揮明挖法經濟高效優點同時，又能將其環境影響降至最低，減低施工費用，提高施工效率，是亟待解決的技術課題。
技術實現要素：
本實用新型的實用新型目的：
針對上述現有技術的不足，提供一種用於綜合管廊明挖施工的移動支擋裝置及其施工方法，其具有明挖法經濟高效的優點，同時又不必使用排樁、鋼板樁等圍護結構，在地下水豐富的地層中施工不需要降水等輔助措施，適用範圍廣；更重要的是採用本實用新型可以大大減小明挖作業的施工影響範圍，實現在狹窄空間內或臨近建築物的條件下進行明挖施工。
本實用新型的技術方案為：
提供了一種綜合管廊明挖施工支擋裝置，該施工支擋裝置主要是由前部支擋、中部支擋和尾部支擋組成的移動支擋裝置,該裝置的前部支擋由設置在前部支擋兩側的伸縮塊組成,中部支擋設置在前部支擋的後端，其主要由頂板、側板及底板組成,在中部支擋後端設置的尾部支擋主要由尾部側板組成,中部支擋與尾部支擋之間通過鉸接油缸連接，在尾部支擋和中部支擋之間還設置有推進裝置，該推進裝置的前端與中部支擋相連，後端與尾部支擋相連。
在中部支擋內還設置有隔板，且隔板位於中部支擋和前部支擋交界連接處。
在尾部支擋的底部還設置有尾部底板。
所述的推進裝置為液壓油缸。
尾部支擋兩側尾部側板之間的橫向距離大於預製管節的設置寬度，且該移動支擋裝置的高度大於預製管節底板下邊緣的埋設深度。
本實用新型的有益效果是：
有效的解決了地下綜合管廊、管道建設時，採用明挖法施工佔地範圍大、環境影響嚴重的主要問題，與現有技術方法相比，本方法機械化程度高、施工速度快，可在狹小的場地內施工，大大降低環境影響；同時，在明挖施工需要採用排樁、鋼板樁等圍護結構支護的情況下，可以避免圍護結構使用，而且在地下水豐富的地層中施工也不需要降水等輔助措施，從而大大減少建設投入，具有廣泛的適用性和良好的經濟性，其具體表現在以下幾個方面:
1. 在用明挖法修建綜合管廊時，在需要圍護結構支護的情況下，採用本實用新型可以避免圍護結構的修建，從而減少建設投入；
2. 在鄰近樓房、道路等建築物，作業空間狹小的情況下，採用本實用新型可以最大限度減少佔地，同時又可以保證施工速度；
3. 本實用新型的應用具有廣泛的地層適應性，可以在軟弱地層、含水層、孤石地層等複雜地質條件下施工；
4. 本實用新型施工影響範圍小，渣土少，對環境友好；
5. 本實用新型可以提高明挖法施工的機械化程度，減少人工作業，具有良好的經濟性和推廣應用前景。
附圖說明
圖1為該綜合管廊明挖施工支擋裝置的結構示意圖；
圖2為該移動支擋裝置的尾部支擋底部設置尾部底板的施工結構示意圖；
圖3為該移動支擋裝置的尾部支擋底部沒有設置尾部底板的施工結構示意圖；
圖4為該移動支撐裝置施工結構示意圖。
圖中：１為始發井；２為接收井；3為反鏟挖機；4為起重裝置；5為預製管節；6為前部支擋；7為中部支擋；8為尾部支擋；9為伸縮塊；10為頂板；11為側板；12為底板；13為尾部側板；14為鉸接油缸；15為推進裝置；16為隔板；17為尾部底板；18為填充材料；19為土方回填；20為墊層。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式做出詳細的描述。
實施例一：如圖1～4所示，提供了一種綜合管廊明挖施工支擋裝置，其主要為前部支擋6、中部支擋7和尾部支擋8組成的移動支擋裝置，該裝置的前部支擋由設置在前部支擋兩側的伸縮塊9組成，中部支擋設置在前部支擋的後端，其主要由頂板10、側板11及底板12組成，在中部支擋後端設置的尾部支擋主要由尾部側板13組成，中部支擋與尾部支擋之間通過鉸接油缸14連接，在尾部支擋和中部支擋之間還設置有推進裝置15，該推進裝置的前端與中部支擋相連，後端與尾部支擋相連。
在中部支擋內設置有隔板16，且隔板位於中部支擋和前部支擋交界連接處。
在尾部支擋的底部還設置有尾部底板17。
所述的推進裝置為液壓油缸。
尾部支擋兩側尾部側板之間的橫向距離大於預製管節的設置寬度，且該移動支擋裝置的高度大於預製管節底板下邊緣的埋設深度。
在設計過程中，該移動支擋裝置的高出地面0.5m，以保證施工過程中周圍土體不掉入開挖範圍內，尾部支擋的範圍淨寬度略超出管節寬度0.2～0.4m，以保證預製管節可以順利吊入安裝，在兩側預留10～20cm，便於填充材料施工；在該裝置前部設置的前部支擋由可伸縮的伸縮塊組成，其位於裝置前方的兩側，每側分為若干塊，每塊都可實現前後伸縮，在開挖施工過程中前部支擋起到臨時支擋兩側土體的作用；中部支擋包括側板、頂板、底板和隔板，隔板採用板型結構，位於中部支擋和前部支擋交界處，其與中部支擋兩側及底部相連接，在開挖過程中將已開挖空間和前方掌子面土體隔開；在最後端設置的尾部支擋與中部支擋採用鉸接油缸連接，從而可以實現其左右偏轉的屬性；在應用中可根據具體地質條件，考慮是否設置尾部底板；尾部支擋的上部敞開，可以將預製管節結構吊入完成拼裝；在中部支擋和尾部支擋之間設置的液壓油缸，可使得整個移動支擋裝置不斷沿著設計線路向前推進。
該綜合管廊明挖施工支擋裝置，其施工方法包括以下步驟：
（1）、將待施工的地下綜合管廊分為若干工段，在每一工段的兩端均設置始發井1和接收井2；
（2）、該移動支擋裝置從始發井內始發，地上放置的反鏟挖機3從地面向下分層開挖該移動支擋裝置前方的施工範圍土體，在液壓油缸的作用下，移動支擋裝置沿著設計線路向接收井推進，同時挖出的土體通過運渣車運至棄渣場地。在反鏟挖掘機開挖過程中前部支擋的伸縮塊向前分層分塊伸出；
(3)、在移動支擋裝置推進過程中，每推進一個管節長度，就進行一個新的預製管節5的安裝，預製管節5由起重裝置4通過移動支擋裝置的尾部支擋上部的開口吊入尾部支擋內；當尾部支擋底部設置尾部底板時，在預製管節安裝後，先在預製管節兩側和底部與尾部支擋之間的間隙中注入填充材料18，管節脫出尾部支擋的過程中進行二次注入填充材料18；當尾部支擋採用無尾部底板設置時，在管節安裝前要事先鋪設好墊層20，在管節脫出尾部支擋的過程中對管節兩側與地層之間的間隙用填充材料18回填密實；在預製管節脫出尾部支擋後，在預製管節頂部用開挖的渣土進行土方回填19。
重複上述推進過程，該移動支擋裝置沿綜合管廊設計線路掘進至接收井，完成剩餘結構及回填施工，該分段綜合管廊施工結束；直到各分段綜合管廊施工完成，從最後一個接收井中吊出該移動支擋裝置設備，完成剩餘結構及回填施工，整體綜合管廊施工結束。
頂進裝置通過頂在已施工完成的預製管節上來提供移動支擋裝置向前的頂推力，在地層條件合適情況下，也可以利用移動支擋裝置的自重向前推進。
所用的預製管節5結構可以整體預製或分上、下兩塊預製或多塊預製拼裝組成。
實施例二：以斷面尺寸為寬4m、高3m的單艙綜合管廊施工為例，管廊覆土2m，總長度為800m,擬建於城市道路中央綠化帶下方，由於環境條件限制難以採用放坡開挖，而採用傳統的圍護結構形式將增加工程造價，採用本發明施工則可以經濟快速地完成施工任務，在具體應用中，先構築移動支擋裝置始發工作井和接收工作井；根據場地和設計條件，將待施工的地下綜合管廊分為兩段，每段長度為400m，在每一段的兩端設置盾構始發井和接收井，首尾相連的兩個段，後施工的一段可以利用前一段的接收井作為該段的始發井；本實施例一共需要施做3個工作井，兩端2個工作井分別為始發井和接收井，中部1個兼做前一段的接收井和後一段的始發井；移動支擋裝置一次施工的長度為400m。
移動支擋裝置在始發井內始發，沿設計線路向接收井推進；採用反鏟挖機從地面向下分層開挖移動支擋裝置前方施工範圍內的土體，在開挖過程中，可伸縮式前部擋板分塊向前伸出，及時支護已開挖的基坑側壁；移動支擋裝置在推進系統的頂推下向前推進，可伸縮式擋板則相對縮回。
地下綜合管廊結構採用預製管節，移動支擋裝置每向前推進一個管節長度，即進行一個新管節的安裝；移動支擋裝置的千斤頂脫開頂緊的管節向前方縮回，預製管節結構由地面上的起重設備通過移動支擋裝置尾部支擋上部開口吊放入尾部支擋內，並完成與已施工管段的連接；在管節安裝前，需要先鋪設填充墊層，然後在管節脫出尾部支擋的過程中對管節兩側與地層之間的間隙用土等回填密實。管節脫出尾部支擋後，在管節頂部用開挖的渣土進行土方回填。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。