一种管幕与微生物土联合支护结构及其施工方法

文档序号:1812437 发布日期:2021-11-09 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种管幕与微生物土联合支护结构及其施工方法 (Pipe curtain and microbial soil combined supporting structure and construction method thereof ) 是由 胡俊 杨雨霏 曾东灵 王志鑫 曾晖 佳琳 王伟 李亮 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及管幕与微生物土联合支护技术领域,尤其涉及一种管幕与微生物土联合支护结构,包括管幕钢管、水平微生物土桩和开挖洞门,所述管幕钢管与水平微生物土桩交替布置在开挖洞门的四周,且相邻两个管幕钢管之间设置有一个或多个水平微生物土桩,若干个管幕钢管与若干个水平微生物土桩一起组合形成大刚度的共同支护受力体系,本发明是将管幕钢管支护形式与水平微生物土桩支护形式进行组合,形成大刚度水密性管幕与微生物土联合支护结构,可以有效控制地下水的流失,保证施工及运营安全,特别适合作为饱和富水软土地层的浅埋大断面地下结构下穿敏感建筑施工时的支护结构。(The invention relates to the technical field of pipe curtain and microbial soil combined support, in particular to a pipe curtain and microbial soil combined support structure which comprises pipe curtain steel pipes, horizontal microbial soil piles and an excavation portal, wherein the pipe curtain steel pipes and the horizontal microbial soil piles are alternately arranged around the excavation portal, and one or more horizontal microbial soil piles are arranged between two adjacent pipe curtain steel pipes, and a plurality of pipe curtain steel pipes and a plurality of horizontal microbial soil piles are combined together to form a common supporting and stress system with large rigidity. The support structure is particularly suitable for the construction of sensitive buildings under shallow-buried large-section underground structures in saturated water-rich soft soil stratums.)

一种管幕与微生物土联合支护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及管幕与微生物土联合支护技术领域,尤其涉及一种管幕与微生物土联合支护结构及其施工方法。

背景技术

随着中国城市化进程的加速,在城区道路或重要建筑物下兴建大型地下结构越来越多。对于浅埋大断面、短距离的城市隧道而言,采用盾构法施工不经济,采用明挖法对城市生产生活干扰较大。当地质条件较差、埋置深度较浅、上部有敏感建筑时,如果采用浅埋暗挖法施工,地面沉降难以控制,一旦出现施工事故,将造成显著的社会影响。因此,如何找到一种适合于饱和富水软土地层的浅埋大断面地下结构下穿敏感建筑的施工方法非常重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种管幕与微生物土联合支护结构及其施工方法。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种管幕与微生物土联合支护结构及其施工方法,包括管幕钢管、水平微生物土桩和开挖洞门,所述管幕钢管与水平微生物土桩交替布置在开挖洞门的四周,且相邻两个管幕钢管之间设置有一个或多个水平微生物土桩,若干个管幕钢管与若干个水平微生物土桩一起组合形成大刚度的共同支护受力体系。

优选的,所述管幕钢管内均未填充有混凝土。

优选的,所述管幕钢管内间隔填充有混凝土。

优选的,所述管幕钢管内均填充有混凝土。

优选的,所述管幕钢管与水平微生物土桩联合支护结构的形状可布置成圆形、矩形、或其他任意形状。

一种管幕与微生物土联合支护结构的施工方法,包括以下步骤:

S1、构筑管幕钢管施工工作井和接收井;

S2、管幕钢管施工,管幕钢管直径选用0.3-2m,采用顶管法铺设管幕钢管;

S3、管幕钢管填充混凝土,采用微膨胀混凝土进行填充,管幕钢管填充混凝土采用间隔填充,完全填充或者不填充;

S4、水平微生物土桩施工,通过将钻机在每两个管幕钢管之间进行钻孔,通过将制备好的浆液通过高压喷桨的方式输入到孔内;

S5、在支护结构内开挖,制作内支撑,然后逐段构筑内部结构,拆除内支撑;

S6、最终形成完整的管幕与微生物土联合支护结构。

优选的,在所述S3中,填充混凝土后采用膨润土触变泥浆注入管幕钢管与周围土层之间的环状空间中,实现减小顶进管道与地层之间的摩擦阻力。

优选的,所述S4中,菌液是由浓度OD600=1.5的巴氏芽孢杆菌S.pasteurii及其生命活动所必需的营养盐溶液共同构成,每1L的营养盐溶液中含有6.0g的大豆蛋白胨、16.0g的胰蛋白胨、5.0g的氯化钠以及20g的尿素,营养盐溶液的pH值为7.25,胶结溶液由浓度为0.60mol/L~1.50mol/L的氯化钙溶液,浓度为0.60mol/L~1.50mol/L的尿素溶液混合而成。

优选的,所述S4中,高压喷浆通过打开浆液通道,逐渐提高浆液压力,使其压力达到10MPa以上,通过浆液压力使钻头前部喷嘴旋转90度,从钻头内伸出并直立。查看泵压读数是否达到设计要求(35-40MPa),在孔底高压喷浆时停留一定时间,然后再缓慢拔出钻杆,每外拔0.6m时应回拖0.3m钻杆,同时高压旋喷。

本发明的有益效果是:

1、本发明是将管幕钢管支护形式与水平微生物土桩支护形式进行组合,形成大刚度水密性管幕与微生物土联合支护结构,可以有效控制地下水的流失,保证施工及运营安全,特别适合作为饱和富水软土地层的浅埋大断面地下结构下穿敏感建筑施工时的支护结构。

2、与现有的管幕法相比,本发明管幕钢管的数量可以大量减少,减少的管幕钢管支护作用由水平微生物土桩代替,可节省工期与成本;与单一的水平微生物土桩支护形式相比,大大提高支护结构的刚度,可有效控制地表变形,安全性好。本发明特别适合作为饱和富水软土地层的浅埋大断面地下结构下穿敏感建筑施工时的支护结构。

附图说明

图1为本发明提出的运用管幕与微生物土联合支护结构修筑地下工程的施工工艺流程图;

图2为本发明提出的一种管幕与微生物土联合支护结构一,管幕钢管未填充混凝土;

图3为本发明提出的一种管幕与微生物土联合支护结构二,管幕钢管间隔填充混凝土;

图4为本发明提出的一种管幕与微生物土联合支护结构三,管幕钢管全部填充混凝土。

图中:1管幕钢管、2水平微生物土桩、3开挖洞门、4填充混凝土后的管幕钢管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。

实施例一,参照图2,一种管幕与微生物土联合支护结构,包括管幕钢管1、水平微生物土桩2和开挖洞门3,管幕钢管1与水平微生物土桩2交替布置在开挖洞门3的四周,且相邻两个管幕钢管之间设置有一个或多个水平微生物土桩2,管幕钢管1内均未填充有混凝土,若干个管幕钢管1与若干个水平微生物土桩2一起组合形成大刚度的共同支护受力体系管幕钢管1与水平微生物土桩2联合支护结构的形状可布置成圆形、矩形、或其他任意形状。

实施例二,参照图3,一种管幕与微生物土联合支护结构,包括管幕钢管1、水平微生物土桩2和开挖洞门3,管幕钢管1与水平微生物土桩2交替布置在开挖洞门3的四周,且相邻两个管幕钢管之间设置有一个或多个水平微生物土桩2,管幕钢管1内间隔填充有混凝土,若干个管幕钢管1与若干个水平微生物土桩2一起组合形成大刚度的共同支护受力体系管幕钢管1与水平微生物土桩2联合支护结构的形状可布置成圆形、矩形、或其他任意形状。

实施例三,参照图4,一种管幕与微生物土联合支护结构,包括管幕钢管1、水平微生物土桩2和开挖洞门3,管幕钢管1与水平微生物土桩2交替布置在开挖洞门3的四周,且相邻两个管幕钢管之间设置有一个或多个水平微生物土桩2,管幕钢管1内均填充有混凝土,若干个管幕钢管1与若干个水平微生物土桩2一起组合形成大刚度的共同支护受力体系,管幕钢管1与水平微生物土桩2联合支护结构的形状可布置成圆形、矩形、或其他任意形状。

一种管幕与微生物土联合支护结构的施工方法,包括以下步骤:

S1、构筑管幕钢管施工工作井和接收井;

S2、管幕钢管施工,管幕钢管直径选用0.3-2m,采用顶管法铺设管幕钢管;

S3、管幕钢管填充混凝土,采用微膨胀混凝土进行填充,管幕钢管填充混凝土采用间隔填充,完全填充或者不填充,填充混凝土后采用膨润土触变泥浆注入管幕钢管与周围土层之间的环状空间中,实现减小顶进管道与地层之间的摩擦阻力;

S4、水平微生物土桩施工,通过将钻机在每两个管幕钢管之间进行钻孔,通过将制备好的浆液通过高压喷桨的方式输入到孔内,菌液是由浓度OD600=1.5的巴氏芽孢杆菌S.pasteurii及其生命活动所必需的营养盐溶液共同构成,每1L的营养盐溶液中含有6.0g的大豆蛋白胨、16.0g的胰蛋白胨、5.0g的氯化钠以及20g的尿素,营养盐溶液的pH值为7.25,胶结溶液由浓度为0.60mol/L~1.50mol/L的氯化钙溶液,浓度为0.60mol/L~1.50mol/L的尿素溶液混合而成,高压喷浆通过打开浆液通道,逐渐提高浆液压力,使其压力达到10MPa以上,通过浆液压力使钻头前部喷嘴旋转90度,从钻头内伸出并直立。查看泵压读数是否达到设计要求(35-40MPa),在孔底高压喷浆时停留一定时间,然后再缓慢拔出钻杆,每外拔0.6m时应回拖0.3m钻杆,同时高压旋喷;

S5、在支护结构内开挖,制作内支撑,然后逐段构筑内部结构,拆除内支撑;

S6、最终形成完整的管幕与微生物土联合支护结构。

本发明是将管幕钢管支护形式与水平微生物土桩支护形式进行组合,形成大刚度水密性管幕与微生物土联合支护结构,可以有效控制地下水的流失,保证施工及运营安全,特别适合作为饱和富水软土地层的浅埋大断面地下结构下穿敏感建筑施工时的支护结构。

与现有的管幕法相比,本发明管幕钢管的数量可以大量减少,减少的管幕钢管支护作用由水平微生物土桩代替,可节省工期与成本;与单一的水平微生物土桩支护形式相比,大大提高支护结构的刚度,可有效控制地表变形,安全性好。本发明特别适合作为饱和富水软土地层的浅埋大断面地下结构下穿敏感建筑施工时的支护结构。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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