一種適用於複合地層明挖管道的施工方法與流程
2023-04-29 09:49:31
本發明涉及建築施工領域，具體涉及富水、巖土複合地層條件下深基坑明挖管道施工方法。
背景技術：
在改革開放以來，我國政治、經濟、文化事業的快速發展，帶來了城市建設的高潮，在城市排水、雨汙水治理過程中，地下管道、管廊的建設，成為一大發展趨勢。為此，複雜地質條件下深基坑明挖管道施工變得日益頻繁。如何確保富水、巖土複合地質條件下深基坑明挖管道施工過程中溝槽支護、止水成為一項重點和難點。目前經常採用的為拉森鋼板樁支護結構類型。以下簡單敘述一下拉森鋼板樁支護結構存在的不足之處：
拉森鋼板樁支護是先施打拉森鋼板樁，其鋼板樁的入土深度與溝槽深度比不得小於1:1，施打完成后土方開挖至設計鋼圍檁位置時安裝鋼圍檁、鋼支撐，將鋼支撐的兩端與鋼圍檁焊接牢固，以達到支撐水平荷載和止水的效果，但是當遇到溝槽上部為不良土層且出水量極大，下部為弱風化巖層的複雜地質條件情況下，拉森鋼板樁無法入巖，在安裝鋼圍檁、鋼支撐支護後用機械無法破除下部巖層，只能採用人工破除，這樣存在較大的安全隱患，止水效果不佳，導致施工工期過長，時間成本較高，直接影響經濟效益。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明要解決的技術問題在於利用「暗圍堰」法來止水，提供一種適用於富水、巖土複合地層條件下深基坑明挖管道施工方法。
為達到上述目的，本發明採用技術方案如下：
一種適用於複合地層明挖管道的施工方法，包括以下步驟：
1）測量放線：根據施工現場檢查井的井位和開挖溝槽的深度，測放出開挖溝槽兩側的田螺層、液化土層的2米寬的開挖線；
2）開挖溝槽兩側開挖線內拌合物的換填：根據開挖線由上至下開挖施工，首先將開挖線內上部的土層挖除，再將下部的田螺層、液化土層挖除；當田螺層、液化土層挖除完畢後，將預先攪拌製備的水泥和素土的拌合物分層回填夯實，每層鋪攤的厚度為500-800毫米，每層攤鋪完成後採用挖掘機進行碾壓，然後使用振動夯夯實，每層碾壓和夯實的遍數大於等於3-5遍；所述拌合物中水泥的質量與素土的溼質量比為10%～15%；
3）上部土層放坡開挖：開挖溝槽內的上部土層按坡度1:0.5放坡開挖，開挖後對上部土層的坡面進行掛網噴射混泥土處理；
4）下部巖層放坡開挖：開挖溝槽內的上部土層開挖至風華巖及灰巖層時，於溝槽兩側各留1米寬的臺階，再採用破碎錘將臺階以下的巖層按坡度1:0.5放坡開挖；
5）開挖溝槽基坑底的砂石料換填：巖層開挖完成後，用砂石料對基坑底部換填找平至管道底部預設標高；
6）管道安裝；
7）中粗砂及土方回填。
具體的，所述開挖線採用灰白粉灑線。
具體的，所述步驟2）和步驟3）中均以20米長的開挖溝槽為一段，分段開挖。
具體的，所述步驟3）中掛網噴射混泥土處理步驟如下：在坡面垂直楔入若干直徑10毫米，長40釐米的插筋，插筋縱橫間距為1米，於各插筋上鋪設一層Φ1*40*40的鋼絲網，掛網完成後即可噴射混凝土，所述混凝土為強度C20的細石混凝土，混泥土噴射厚度為100毫米。
具體的，所述步驟6）按以下步驟進行：管道吊裝、管材安裝、標高及軸線控制、管道外接口掛網抹帶、180°包管混凝土澆築、管道內接口抹帶。
具體的，所述步驟7）包括以下步驟：在安裝好的管道兩側同時均勻下料中粗砂回填，每層回填厚度500毫米，並逐層灑水夯實，回填的中粗砂乾重大於等於16KN/m³；回填至管道頂部以上500毫米處時，採用開挖溝槽挖出的土回填至原地面標高，於開挖溝槽兩側對稱回填並分層夯實。
本發明的有益效果在於：本發明可以在很大程度的節約成本、縮短工期、降低施工難度、減少安全隱患。
由於在富水、巖土複雜地質條件下深基坑明挖管道施工過程中，需要對基坑進行支護和止水，否則無法進行管道安裝作業，而拉森鋼板樁支護施工鋼板樁無法入巖，尤其在下部巖層斷面凹凸不平的情況下鋼板樁下端與巖層接觸位置存在較大空隙導致止水效果不佳，出水量大，在溝槽開挖、管道安裝施工過程中影響作業，存在較大的安全隱患，並且在安裝鋼圍檁、鋼支撐支護後溝槽下部石方用機械難以破除只能採用人工破除，在遇到弱分化巖層時人工作業效率差，嚴重的延長了施工工期，增加了施工成本，施工難度較大。
而本發明「暗圍堰」施工方法是將溝槽兩側上部不良土層用提前拌制而成的水泥、素土拌合物換填，分層壓實形成暗圍堰來達到止水效果，在溝槽開挖過程中對邊坡掛網噴錨，下部巖層用破碎錘破除，施工工藝簡單，施工難度低，機械設備需求少，縮短了施工工期，節約施工成本，安全有效。
附圖說明
下面結合附圖就本發明的具體實施方式作進一步說明，其中：
圖1是本發明中開挖溝槽兩側開挖線放線示意圖；
圖2是本發明中開挖溝槽內分層放坡開挖示意圖。
具體實施方式
本發明的一種適用於複合地層明挖管的道施工方法，具體施工操作步驟如下：
（1）測量放線
參照圖1所示，根據施工現場的檢查井2的井位和開挖溝槽1的深度測放開挖溝槽1兩側的田螺層、液化土層的2米寬的開挖線3，開挖溝槽寬度d由施工管道要求而定，開挖線3用白灰粉灑線，避免欠挖或超挖。
（2）開挖溝槽兩側開挖線內拌合物的換填
①田螺層、液化土層開挖：開挖施工至上而下，根據開挖線首先將開挖線內上部土層清除，再進行田螺、液化土層挖除，開挖寬度開挖線寬2m，以每20m作為一段進行開挖，挖除過程中嚴禁超挖側邊或底部穩定土層，嚴格控制開挖深度。現場做到隨挖隨運，採用自卸汽車運至指定地點集中堆放，以免汙染環境。
②水泥、土拌合物換填施工：在田螺層、液化層土層清除完畢後立即將預先拌制的水泥、素土拌合物分層回填夯實（水泥參入比為：水泥的質量：素土的溼質量=10%-15%），以防止出現坍塌現象影響止水效果；每層鋪攤厚度為500-800mm，每層攤鋪完成後採用挖機進行碾壓，然後使用振動夯夯實，每層碾壓和夯實遍數不少於3-5遍。
（3）上部土層放坡開挖
參照圖2所示，開挖段溝槽採用放坡開挖，坡度為1:0.5，在開挖過程中嚴格控制開挖邊線，按上述換填施工的20m分段，分段施工，上一段管道安裝完成後進行下一段土方開挖施工，嚴禁超挖，防止將已換填的水泥、素土拌合物挖除起不到止水效果。
由於開挖溝槽上部3-5m範圍為不良土層，出水量大，邊坡穩定性差，為防止坡面受雨水衝刷而產生溜坡現象，開挖後立即對修好的坡面進行掛網噴射混凝土：即在坡面垂直楔入直徑10mm，長40cm的插筋，插筋縱橫間距1m，於其上鋪設一層Φ1*40*40的鋼絲網4，鋼絲網4掛網完成後即可噴射混凝土，混凝土強度為C20細石混凝土，厚度為100mm。
（4）下部巖層放坡開挖
上部土層土方放坡開挖完畢後，為防止上部不良土層在巖層破除過程中造成局部坍塌影響施工，待開挖至風化巖及灰巖層時，兩邊各留1m的臺階5，採用破碎錘破除巖層按1:0.5放坡開挖，開挖時嚴格控制基底標高，嚴禁超挖。
（5）開挖溝槽基坑底的砂石料換填
用破碎錘破除巖層時基坑底的標高應低於安裝管道6底部的標高600mm，破除完成後用砂石料換填找平基坑至管道6底部設計標高，防止管道安裝過程中管道6下沉。
（6）管道安裝
按以下步驟操作：管道吊裝→管材安裝→標高、軸線控制→管道外接口掛網抹帶→180°包管混凝土澆築→管道內接口抹帶。
（7）中粗砂及土方回填
在安裝好的管道兩側同時均勻下料中粗砂回填，每層回填厚度500毫米，並逐層灑水夯實，回填的中粗砂乾重大於等於16KN/m³；回填至管道頂部以上500毫米處時，採用開挖溝槽挖出的土回填至原地面標高，於開挖溝槽兩側對稱回填並分層夯實。
以上所述，僅為本發明較佳具體實施方式，但本發明保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。