阅读说明：本技术 一种暗挖隧道大管棚导向墙构造及其施工方法 (Underground excavation tunnel large pipe shed guide wall structure and construction method thereof ) 是由 王星童 白旭 沈艳峰 刘锟 杨超 辛星 王建强 杨炀 王晨 仇清辉 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种暗挖隧道大管棚导向墙构造及其施工方法,包括位于沿暗挖隧道洞口外的导向墙,导向墙内沿的拱部周向间隔设置的大管棚预埋套管、大管棚预埋套管纵向穿过导向墙,由大管棚预埋套管向暗挖隧道洞身顶部基岩施作的大管棚；导向墙与明挖结构围护桩嵌套设置,导向墙宽度同明挖结构围护桩直径,明挖结构围护桩主筋锚入,整浇形成整体,导向墙支撑于明挖结构围护桩上,明挖结构围护桩嵌固于下方岩土层中。本发明整体性好、传力路径明确、节省空间、安全可靠、提前施工导向墙及大管棚可减小对工作井主体结构的影响。本发明可用于地铁、铁路、市政暗挖隧道大管棚导向墙设置,可实施性强,可推广性好。(The invention provides a large pipe shed guide wall structure of an underground excavation tunnel and a construction method thereof, wherein the large pipe shed guide wall structure comprises a guide wall positioned outside an underground excavation tunnel portal, large pipe shed embedded sleeves circumferentially arranged at intervals on the inner edge of the guide wall, and a large pipe shed, wherein the large pipe shed embedded sleeves longitudinally penetrate through the guide wall, and are applied to bedrock at the top of an underground excavation tunnel body by the large pipe shed embedded sleeves; the guide wall and the open cut structure fender pile are nested, the width of the guide wall is equal to the diameter of the open cut structure fender pile, main ribs of the open cut structure fender pile are anchored, the whole body is formed by pouring, the guide wall is supported on the open cut structure fender pile, and the open cut structure fender pile is embedded and fixed in a rock soil layer below. The invention has the advantages of good integrity, clear force transmission path, space saving, safety and reliability, and can reduce the influence on the main structure of the working well by constructing the guide wall and the large pipe shed in advance. The method can be used for arranging the large pipe shed guide wall of the underground tunnel of the subway, the railway and the municipal administration, and has strong practicability and good popularization.)

一种暗挖隧道大管棚导向墙构造及其施工方法

技术领域

本发明属于市政工程及道路交通领域，具体涉及一种暗挖矿山法隧道布设大管棚领域的大管棚导向墙构造及其施工方法，涉及一切暗挖矿山法隧道明挖工作井施做大管棚领域。

背景技术

随着我国城市化进程的不断发展，地下空间开发呈现迅猛发展势头，地下人行道、跨河隧道、城市轨道交通等地下工程越来越多。隧道施工受地面交通、管线分布、周边建构筑环境、工程地质及水文地质、使用功能等因素的限制，往往采用矿山法施工，为确保矿山法隧道施工中进洞施工段安全，通常需设置大管棚等超前支护措施，大管棚超前支护往往关乎暗挖隧道的安全，已受到极大关注。

对于大管棚设置，大管棚导向墙的设置又关乎大管棚是否能准确定位、受力合理、整体可靠。目前工程实践中的通用做法有两种，方案一为直接在围护结构内侧单独设置导向墙；方案二为工作井内部结构施工完成后施做大管棚，预埋管埋置于内部结构侧墙中。经过多年的工程实践论证，发现各存在以下问题：

方案一：

(1)导向墙位于围护结构内侧，与围护结构连接困难，整体稳定性差且需单独设置竖向传力结构；

(2)导向墙位于围护结构与明挖主体结构之间，需设置肥槽，明挖结构防水施工及肥槽回填施工困难，施工质量难以保证；

(3)大管棚施做期间需穿透围护桩，对钻进机械要求高，钻进时间长，水平角度难以保证。

方案二：

(1预埋套管设置于内部结构侧墙中，增加了侧墙防水的施工难度，防水效果难以保证；

(2)预埋套管在内部结构侧墙中一定范围内连续设置，一定程度上削弱了侧墙刚度；

(3)现场施工中，拱顶大管棚往往与主体结构中板冲突，预后期施做大管棚，需在中板位置预留大管棚操作孔，孔面积较大且需后续封堵，对主体结构整体性有影响；

(4)大管棚施做期间需穿透围护桩，对钻进机械要求高，钻进时间长，水平角度难以保证。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种大管棚导向墙与围护桩嵌套设置、整体性好、节省空间、安全可靠、提前施工导向墙及大管棚、减小对工作井主体结构影响的构造及其施工方法。该构造及其施工方法提高了导向墙受力的整体性及稳定性，提高了大管棚钻进效率及水平度控制，更好的确保大管棚施工质量及超前加固作用，确保暗挖进洞施工的安全可靠。

为了实现上述目的，本发明的技术内容为：

一种暗挖隧道大管棚导向墙构造，包括位于沿暗挖隧道洞口外的导向墙，导向墙内沿的拱部周向间隔设置的大管棚预埋套管、大管棚预埋套管纵向穿过导向墙，由大管棚预埋套管向暗挖隧道洞身顶部基岩施作的大管棚；其特征在于，所述导向墙与明挖结构围护桩嵌套设置，导向墙宽度同明挖结构围护桩直径，明挖结构围护桩锚入有明挖结构围护桩主筋，通过浇筑的混凝土使导向墙、大管棚预埋套管、大管棚、明挖结构围护桩形成整体，导向墙支撑于明挖结构围护桩上，明挖结构围护桩嵌固于下方岩土层中。

所述导向墙为钢筋混凝土材质的矩形截面弧形梁；所述大管棚预埋套管为圆形钢管；所述大管棚为内部注满水泥砂浆、长度较大的圆形钢管结构；所述明挖结构围护桩为桩径及桩间距符合工程需求尺寸范围的工程桩。

进一步地，在所述大管棚预埋套管中水平钻孔施做大管棚；所述大管棚预埋套管与大管棚间空隙充填水泥砂浆。

进一步地，所述导向墙与明挖结构围护桩嵌套设置的方法为：确定导向墙的尺寸及定位，逐根明挖结构围护桩凿除，绑扎导向墙钢筋，预埋大管棚预埋套管，逐段浇筑混凝土。

进一步地，所述导向墙宽度同明挖结构围护桩直径，大管棚导向墙高度根据大管棚中心线偏离初支外边线距离确定，但不得小于600mm；

进一步地，所述大管棚预埋套管采用钢管，壁厚不小于6mm，直径根据大管棚规格选定，一般不小于159mm，可根据工程具体情况及现场情况调整，其应包括符合前述尺寸的一切符合工程需求的型号范围。

进一步地，所述大管棚采用钢管，壁厚不小于6mm，直径不小于108mm，可根据工程具体情况及现场情况调整，其应包括符合前述尺寸的一切符合工程需求的型号范围。

本发明还提供了暗挖隧道大管棚导向墙构造的施工方法，包括以下步骤：

在确保工作井基坑受力及变形稳定的前提下，逐根明挖结构围护桩凿除，绑扎大管棚导向墙钢筋，预埋大管棚预埋套管，明挖结构围护桩受力主筋锚入设置，分段支模浇筑混凝土，连接成整体导向墙构造，导向墙强度达到设计强度后打设大管棚。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种暗挖隧道大管棚导向墙构造，其大管棚导向墙与围护桩嵌套设置，整体性好，大管棚支点力传递至围护桩上，保证了传递的可靠性，稳定性好；增加了暗挖隧道拱顶范围围护桩整体性；确保了大管棚施工质量、工期及效果要求；减小对明挖工作井主体结构的影响；节省空间、安全可靠。

附图说明

图1为本发明的大管棚导向墙构造平面图。

图2为本发明的大管棚导向墙构造节点图。

图3为本发明的明挖工作井与暗挖隧道接口整体横剖面布置图。

图4为本发明的明挖工作井与暗挖隧道接口整体纵剖面布置图。

图中：1-导向墙、2-大管棚预埋套管、3-大管棚、4-明挖结构围护桩。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例

本实施例采用的暗挖隧道大管棚导向墙构造，包括位于沿暗挖隧道洞口外的导向墙1，导向墙1内沿的拱部周向间隔设置的大管棚预埋套管2、大管棚预埋套管2纵向穿过导向墙1，由大管棚预埋套管2向暗挖隧道洞身顶部基岩施作的大管棚3；导向墙1与明挖结构围护桩4嵌套设置，导向墙1宽度同明挖结构围护桩4直径，明挖结构围护桩4锚入有明挖结构围护桩主筋，通过浇筑的混凝土使导向墙1、大管棚预埋套管2、大管棚3、明挖结构围护桩4形成整体，导向墙1支撑于明挖结构围护桩4上，明挖结构围护桩4嵌固于下方岩土层中。在大管棚预埋套管2中水平钻孔施作大管棚3；大管棚预埋套管2与大管棚3间空隙充填水泥砂浆。

大管棚导向墙1与明挖结构围护桩4嵌套设置，导向墙1宽度同明挖结构围护桩4直径，为1000mm。大管棚中心线偏离初支外边线距离为400mm，大管棚导向墙1高度为800mm。大管棚预埋套管2采用钢管，壁厚为8mm，直径根据大管棚规格选定219mm。大管棚采用钢管，壁厚为8mm，直径159mm。

本实施例的施工主要步骤为：

第一步：明挖工作井围护结构施工，各道支撑完成架设并按照设计要求预加轴力，按照最不利工况验算单根围护桩凿断后悬臂段受力及稳定性，确保基坑安全；

第二步：根据暗挖区间初支边线确定大管棚中心线，根据工程具体情况确定导向墙竖向高度，放样确定涉及范围内每根围护桩的凿除范围；

第三步：自暗挖隧道拱顶向两侧逐根凿除明挖结构围护桩4，绑扎导向墙1钢筋，预埋大管棚预埋套管2，明挖结构围护桩4受力主筋锚入设置，分段支模浇筑混凝土；

第四步：大管棚导向墙1施工完成，待达到设计强度后施做大管棚3，大管棚注浆加固。

大管棚导向墙的尺寸不局限于图中所示，可根据工程具体情况及现场安装条件等调整，调整原则是便于现场施工、受力合理、满足承载力及稳定性要求，并应包括一切符合工程需求的尺寸范围。

在实施例中，各构件之间现场施工安装均采用焊接的连接方式，焊接过程中焊缝的高度及焊缝质量需满足现行相关规范的要求，焊缝满足承载力及构造要求，必要时按照相关规范规定对焊缝进行检测，检核合格方可实施。

围护桩凿除施工应以围护桩承载力及稳定性满足设计要求，且各道支撑架设完成并可靠支撑为前提，支撑布置可根据工程具体情况及现场情况调整，其应包括一切符合工程需求的尺寸范围；

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明做出进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。