CN113882431A - 一种端头围堰拆除的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端头围堰拆除的施工方法，包括以下步骤：S1：向基坑内回填砂，拆除第一支撑；S2：回填砂至隧道对接段顶部标高，放坡至第二支撑；S3：施工挡水墙，灌水，拆除稳固层第二支撑；S4：拆除第一道第二支撑及冠梁；S5：清理钢管桩内的回填砂土和混凝土，将钢管桩进行切割；S6：拆除剩余的稳固层第二支撑，灌水；S7：拆除模袋围堰，将切割后钢管桩的上部拔除；S8：拆除剩余模袋围堰，移除基坑内回填砂。本发明拆除的施工方法避免围堰结构在拆除过程中发生崩塌，提高拆除的安全性；降低了基坑内部回填砂的量，能够减少土工作业量，减少了围堰拆除的前置工作，可降低拆除过程中的施工总量，降低施工成本，减少施工时间。

Description

一种端头围堰拆除的施工方法

技术领域

本发明涉及水底隧道施工技术领域，特别涉及一种端头围堰拆除的施工方法。

背景技术

沉管隧道工程中，水中段隧道与隧道岸上段之间需要设置对接段，隧道对接段连接水中段隧道与隧道岸上段，隧道对接段一般需凸出堤岸线一定的距离，隧道对接段施工前需要在水中设置端头围堰，端头围堰为模袋砂和钢管桩的组合，结构上由灌砂模袋叠合形成的模袋围堰，模袋围堰的截面形状为直角梯形结构，斜坡一侧为迎水侧，垂直一侧抛填有回填砂，回填砂中布置有用于基坑开挖支护的钢管桩，钢管桩打入基底围岩中，钢管桩顶部设置有冠梁，围堰施工回填后设置多道支撑，开挖形成基坑，在基坑开挖过程中，在基坑内施工了支撑，用于支护围堰，支撑包括第一支撑和第二支撑，第一支撑位于隧道对接段顶部标高以下，第二支撑位于隧道对接段的顶部标高以上，第二支撑至少包括两道支撑结构；然后在基坑内进行对接段隧道主体结构的施工，围堰的施工工期对沉管的对接时间影响重大，现有对围堰的拆除方法需等待端头后方岸上隧道主体结构全部完成并恢复堤岸，在基坑内进行全回填后再进行拆除围堰和围堰内部的临时支撑结构，造成了工期的延长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中围堰的拆除方法造成工期延长的问题，提供一种端头围堰拆除的施工方法。从围堰拆除上进行工期的优化为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种端头围堰拆除的施工方法，将最上层的第二支撑定义为第一道第二支撑，并在剩余的所述第二支撑中选择一道所述第二支撑定义为稳固层第二支撑；该施工方法包括以下步骤：

步骤S1：向端头围堰的基坑内靠近钢管桩的一侧回填砂至第一支撑底部标高，拆除所述第一支撑；

步骤S2：向所述基坑内靠近所述钢管桩的一侧回填砂至隧道对接段顶部标高，然后向所述基坑内靠近所述钢管桩的一侧以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至第二支撑；

步骤S3：施工挡水墙，所述挡水墙位于所述隧道对接段和隧道岸上段连接处的上方，向所述基坑内灌水至所述稳固层第二支撑底部标高，然后拆除所述稳固层第二支撑中位于所述隧道对接段上方的部分支撑；

步骤S4：拆除第一道第二支撑及冠梁；

步骤S5：清理所述钢管桩内在所述隧道对接段底部标高以上的回填砂土和混凝土，将钢管桩沿所述隧道对接段底部标高进行切割；

步骤S6：拆除剩余的所述稳固层第二支撑，向所述基坑内灌水，使得所述基坑内的水位高度与所述端头围堰外的水位线平齐；

步骤S7：拆除模袋围堰至所述基坑内回填标高，将切割后钢管桩的上部拔除；

步骤S8：拆除剩余所述模袋围堰，移除所述基坑内回填砂。

本发明的端头围堰设置在水中段隧道与隧道岸上段之间，隧道对接段连接沉管段和岸上段隧道，隧道对接段施工完成后隧道上方有水，通过隧道对接段和岸上段隧道连接处上方的挡水墙阻挡水。在端头围堰拆除的过程中，向端头围堰的基坑内靠近钢管桩的一侧回填砂至第一支撑底部标高，回填的砂与钢管桩抵接，用于提供侧向力，保证钢管桩在拆除施工中的稳定性，再拆除第一支撑，在第二支撑拆除过程中也是边回填砂边拆除，保证钢管桩的结构稳定性。

进一步地，所述第一支撑包括两道支撑结构，分别为第一道第二支撑和第二道第二支撑，向基坑内回填砂时按照所述第一支撑的层数从下往上逐层回填，从下往上逐层拆除所述第一支撑，步骤S1的具体步骤为：

步骤S11：向所述基坑内靠近所述钢管桩的一侧回填砂至所述第二道第一支撑底部标高，拆除所述第二道第一支撑；

步骤S12：向所述基坑内靠近所述钢管桩的一侧回填砂至第一道第一支撑底部标高，拆除所述第一道第一支撑。

进一步地，所述第二支撑包括两道支撑结构，所述稳固层第二支撑为第二道第二支撑，所述第二道第二支撑是所述第二支撑中从上往下的第二层支撑，其中稳固层第二支撑在向基坑内灌水至稳固层第二支撑底部标高后会先拆除稳固层第二支撑位于隧道结构上方的部分支撑，剩余部分的所述稳固层第二支撑在钢管桩切割后拆除，剩余部分的所述稳固层第二支撑能在其余第二支撑拆除后给钢管桩侧向力，保证钢管桩结构的稳定性。

进一步地，所述第二支撑包括三道支撑结构，分别为所述第一道第二支撑、第二道第二支撑、第三道第二支撑，所述稳固层第二支撑为所述第二道第二支撑，步骤S2的详细步骤为：

步骤S21：向所述基坑内回填砂至所述隧道对接段顶部标高；

步骤S22：向所述基坑内以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至第三道第二支撑底部标高，拆除所述第三道第二支撑；

步骤S23：向所述基坑内以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至所述稳固层第二支撑底部标高。

进一步地，步骤S21中，向所述基坑内回填砂至隧道对接段顶部标高前，拆除所述模袋围堰的模袋，使所述模袋围堰的顶部与所述钢管桩顶部齐平。拆除模袋内的砂用于所述基坑内回填，能够减少土工作业量，也可以节省砂。

进一步地，步骤S4中，拆除所述第一道第二支撑及所述冠梁后，根据全站仪检测的顶部水平位移数据，当所述钢管桩顶部水平位移大于5cm时，在所述第一道第二支撑与所述稳固层第二支撑之间施工一道钢支撑。增加的所述钢支撑确保支护桩强度满足要求。

进一步地，步骤S6中，拆除剩余的所述稳固层第二支撑和所述钢支撑，向所述基坑内灌水，使得所述基坑内的水位高度与所述端头围堰外的水位线平齐。

进一步地，步骤S5的详细步骤为：

S51、通过空压机和抽沙泵清理所述钢管桩内在所述隧道对接段底部标高以上的回填砂土；

S52、所述钢管桩内在所述隧道对接段底部标高以上的混凝土采用冲孔桩机进行施工，选用φ850mm，重4t冲击锤进行锤击，把混凝土块震碎，通过反循环配合分筛机进行混凝土块清理；

S53、采用切割机从所述钢管桩内将所述钢管桩沿所述隧道对接段底部标高进行切割。

进一步地，步骤S52中，当冲孔桩机的钻头偏位，无法锤击进尺时，则采用旋挖钻机进行所述钢管桩内在所述隧道对接段底部标高以上的混凝土清理。

进一步地，所述端头围堰设置有若干旋喷桩，每个所述旋喷桩位于所述钢管桩和所述模袋围堰之间。

进一步地，步骤S8中，拆除剩余所述模袋围堰和所述旋喷桩，移除所述基坑内回填砂。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述的端头围堰拆除的施工方法采用边回填边拆除支撑结构，避免围堰结构在拆除过程中发生崩塌，提高拆除的安全性；在回填砂至稳固层第二支撑底部即向基坑可灌水，降低了基坑内部回填砂的量，能够减少土工作业量，设置挡水墙在较前位置，减少了围堰拆除的前置工作，可降低拆除过程中的施工总量，降低施工成本，减少施工时间。

附图说明：

图1为本发明端头围堰的结构示意图；

图2为本发明端头围堰拆除施工方法的流程示意图；

图3为实施例1中步骤S11的示意图；

图4为实施例1中步骤S12的示意图；

图5为实施例1中步骤S2的示意图；

图6为实施例1中步骤S3的示意图；

图7为实施例1中步骤S4的示意图；

图8为实施例1中步骤S6的示意图；

图9为实施例1中步骤S7-S8的示意图；

图10为本发明端头围堰拆除后的示意图；

图11为实施例1中施工钢支撑的示意图；

图12为实施例2中端头围堰结构示意图；

图13为实施例2中端头围堰结构示意图；

图14为实施例3中端头围堰结构示意图；

图中标记：1-隧道对接段，2-围岩，3-模袋,4-钢管桩,5-冠梁,61-第一道第一支撑,62-第二道第一支撑,71-第一道第二支撑,72-稳固层第二支撑,73-第三道第二支撑，74-第四道第二支撑，75-钢支撑，8-沉管隧道，9-旋喷桩，10-基坑，11-挡水墙，12-隧道岸上段。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

端头围堰为模袋砂和钢管桩4的组合，结构上由灌砂模袋叠合形成的模袋围堰3，模袋围堰3的截面形状为直角梯形结构，斜坡一侧为迎水侧，垂直一侧抛填有回填砂，回填砂中布置有用于基坑10开挖支护的钢管桩4，钢管桩4打入基底围岩2中，钢管桩4内有回填砂土和混凝土，钢管桩4顶部设置有冠梁5，围堰施工回填后设置多道支撑，开挖形成基坑10，支撑设置在基坑10内，用于支护围堰，支撑包括第一支撑和第二支撑，第一支撑位于隧道对接段1顶部标高以下，第一支撑位于隧道对接段1上方，如图1所示，然后在基坑10内进行对接段隧道1主体结构的施工，围堰的施工工期对沉管的对接时间影响重大，现有对围堰的拆除方法需等待端头后方岸上隧道主体结构全部完成并恢复堤岸，在基坑内进行全回填后再进行拆除围堰和围堰内部的临时支撑结构，造成了工期的延长。

本发明提供了一种端头围堰拆除的施工方法，如图2-10所示，将最上层的第二支撑定义为第一道第二支撑71，并在剩余的第二支撑中选择一道第二支撑定义为稳固层第二支撑72；该施工方法包括以下步骤：

步骤S1：向端头围堰的基坑10内靠近钢管桩4的一侧回填砂至第一支撑底部标高，拆除第一支撑；

步骤S2：向基坑10内靠近钢管桩4的一侧回填砂至隧道对接段1顶部标高，然后向基坑10内靠近钢管桩4的一侧以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至第二支撑；

步骤S3：施工挡水墙11，挡水墙11位于隧道对接段1和岸上段隧道12连接处的上方，向基坑10内灌水至稳固层第二支撑72底部标高，然后拆除稳固层第二支撑72中位于所述隧道对接段1上方的支撑；

步骤S4：拆除第一道第二支撑71及冠梁5；

步骤S5：清理钢管桩4内在隧道对接段1底部标高以上的回填砂土和混凝土，将钢管桩4沿隧道对接段1底部标高进行切割；

步骤S6：拆除剩余的稳固层第二支撑72，向基坑10内灌水，使得基坑10内的水位高度与端头围堰外的水位线平齐；

步骤S7：拆除模袋围堰3至基坑10内回填标高，将切割后钢管桩4的上部拔除；

步骤S8：拆除剩余模袋围堰3，移除基坑10内回填砂。

在一些实施例中，第一支撑包括两道支撑结构，分别为第一道第二支撑71和第二道第二支撑72，如图3、4所示，步骤S1的具体步骤为：

步骤S11：向基坑10内靠近钢管桩4的一侧回填砂至第二道第一支撑62底部标高，拆除第二道第一支撑62；

步骤S12：向基坑10内靠近钢管桩4的一侧回填砂至第一道第一支撑61底部标高，拆除第一道第一支撑61。

第二支撑包括三道支撑结构，从上到下分别为第一道第二支撑71、第二道第二支撑、第三道第二支撑73，稳固层第二支撑72为第二道第二支撑。步骤S2的详细步骤为：

步骤S21：向基坑10内回填砂至隧道对接段1顶部标高；

步骤S22：向基坑10内以1：1的坡率放坡回填砂至第三道第二支撑73底部标高，拆除第三道第二支撑73；

步骤S23：向基坑10内以1：1的坡率放坡回填砂至稳固层第二支撑72底部标高。

在一些实施例中，步骤S21中，向基坑10内回填砂至隧道对接段1顶部标高前，拆除模袋围堰3的模袋，使模袋围堰3的顶部与钢管桩4顶部齐平，在本实施例中，需要拆除模袋围堰3的首层模袋，拆除后模袋围堰3的顶部与钢管桩4顶部齐平。拆除模袋内的砂用于基坑10内回填，能够减少土工作业量，也可以节省砂。

步骤S4中，拆除第一道第二支撑71及冠梁5后，根据顶部水平位移监测数据，其中钢管桩4的顶部水平位移采用全站仪进行检测，当钢管桩4顶部水平位移大于5cm时，在第一道第二支撑71与稳固层第二支撑72之间施工一道钢支撑75，如图11所示。增加的钢支撑75确保支护桩强度满足要求。钢支撑75的拆除是在步骤S6中，拆除剩余的稳固层隧道72上支撑时一起拆除。

步骤S5的详细步骤为：

S51、通过空压机和抽沙泵清理钢管桩4内在隧道对接段1底部标高以上的回填砂土；

S52、钢管桩4内在隧道对接段1底部标高以上的混凝土采用冲孔桩机进行施工，选用φ850mm，重4t冲击锤进行锤击，把混凝土块震碎，通过反循环配合分筛机进行混凝土块清理；

S53、采用切割机从钢管桩4内将钢管桩4沿隧道对接段1底部标高进行切割。

进一步地，步骤S52中，当冲孔桩机的钻头偏位，无法锤击进尺时，则采用旋挖钻机进行钢管桩4内混凝土清理。

步骤S7中，水上挖机进场将模袋围堰3拆除至基坑10内回填标高，水上浮吊船配合振动锤进行切割的钢管桩4拔除。

实施例2

本实施例与实施例1类似，区别在于本实施例中端头围堰设置有若干旋喷桩9，每个旋喷桩9位于钢管桩4和模袋围堰3之间，每个旋喷桩9之间相互搭接，如图12所示。

步骤S8中，拆除剩余模袋围堰3和旋喷桩9，移除基坑10内回填砂。

实施例3

本实施例与实施例1类似，区别在于本实施例中第一支撑包括一道支撑结构，第二支撑包括两道支撑结构，分别为第一道第二支撑71、第二道第二支撑，稳固层第二支撑72为第二道第二支撑，如图13所示。施工方法包括以下步骤：

步骤S1：向端头围堰的基坑10内靠近钢管桩4的一侧回填砂至第一支撑底部标高，拆除第一支撑；

步骤S2：向基坑10内靠近钢管桩4的一侧回填砂至隧道对接段1顶部标高，然后向基坑10内靠近钢管桩4的一侧以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至第二支撑；

步骤S3：施工挡水墙11，挡水墙11位于隧道对接段1和岸上段隧道12连接处的上方，向基坑10内灌水至稳固层第二支撑72底部标高，然后拆除稳固层第二支撑72中位于所述隧道对接段1上方的支撑；

步骤S4：拆除第一道第二支撑71及冠梁5；

步骤S5：清理钢管桩4内在隧道对接段1底部标高以上的回填砂土和混凝土，将钢管桩4沿隧道对接段1底部标高进行切割；

步骤S6：拆除剩余的稳固层第二支撑72，向基坑10内灌水，使得基坑10内的水位高度与端头围堰外的水位线平齐；

步骤S7：拆除模袋围堰3至基坑10内回填标高，将切割后钢管桩4的上部拔除；

步骤S8：拆除剩余模袋围堰3，移除基坑10内回填砂。

实施例4

本实施例与实施例1类似，区别在于本实施例中第一支撑包括两道支撑结构，第二支撑包括四道支撑结构，分别为第一道第二支撑71、第二道第二支撑、第三道第二支撑73、第四道第二支撑74，稳固层第二支撑72优先选择第二道第二支撑，这样选择的优势在于：第二道第二支撑更靠近钢管桩4的顶部，能有效防止钢管桩4的侧弯，如图14所示。本实施例中步骤S2的详细步骤为：

步骤S21：向基坑10内回填砂至隧道对接段1顶部标高；

步骤S22：向基坑10内以1：1的坡率放坡回填砂至第四道第二支撑74底部，拆除第四道第二支撑74；

步骤S23：向基坑10内以1：1的坡率放坡回填砂至第三道第二支撑73底部标高，拆除第三道第二支撑73；

步骤S24：向基坑10内以1：1的坡率放坡回填砂至稳固层第二支撑72底部标高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，将最上层的第二支撑定义为第一道第二支撑(71)，并在剩余的所述第二支撑中选择一道所述第二支撑定义为稳固层第二支撑(72)；该施工方法包括以下步骤：

步骤S1：向端头围堰的基坑(10)内靠近所述钢管桩(4)的一侧回填砂至第一支撑底部标高，拆除所述第一支撑；

步骤S2：向所述基坑(10)内靠近所述钢管桩(4)的一侧回填砂至隧道对接段(1)顶部标高，然后向所述基坑(10)内靠近所述钢管桩(4)的一侧以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至稳固层第二支撑(72)底部标高；

步骤S3：施工挡水墙，所述挡水墙位于所述隧道对接段(1)和隧道岸上段(12)连接处的上方，向所述基坑(10)内灌水至所述稳固层第二支撑(72)底部标高，然后拆除所述稳固层第二支撑(72)位于所述隧道对接段(1)上方的部分支撑；

步骤S4：拆除第一道第二支撑(71)及冠梁(5)；

步骤S5：清理所述钢管桩(4)内在所述隧道对接段(1)底部标高以上的回填砂土和混凝土，将所述钢管桩(4)沿所述隧道对接段(1)底部标高进行切割；

步骤S6：拆除剩余的所述稳固层第二支撑(72)，向所述基坑(10)内灌水，使得所述基坑(10)内的水位高度与端头围堰外的水位线平齐；

步骤S7：拆除模袋围堰(3)至所述基坑(10)内回填标高，将切割后所述钢管桩(4)的上部拔除；

步骤S8：拆除剩余所述模袋围堰(3)，移除所述基坑(10)内回填砂。

2.根据权利要求1所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，所述第一支撑包括两道支撑结构，分别为第一道第二支撑(61)和第二道第二支撑(62)，步骤S1的具体步骤为：

步骤S11：向所述基坑(10)内靠近所述钢管桩(4)的一侧回填砂至所述第二道第一支撑(62)底部标高，拆除所述第二道第一支撑(62)；

步骤S12：向所述基坑(10)内靠近所述钢管桩(4)的一侧回填砂至所述第一道第一支撑(61)底部标高，拆除所述第一道第一支撑(61)。

3.根据权利要求1所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，所述第二支撑包括两道支撑结构，所述稳固层第二支撑(72)为第二道第二支撑。

4.根据权利要求1所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，第二支撑包括三道支撑结构，分别为所述第一道第二支撑(71)、第二道第二支撑、第三道第二支撑(73)，所述稳固层第二支撑(72)为所述第二道第二支撑，步骤S2的详细步骤为：

步骤S21：向所述基坑(10)内回填砂至所述隧道对接段(1)顶部标高；

步骤S22：向所述基坑(10)内以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至第三道第二支撑(73)底部标高，拆除所述第三道第二支撑(73)；

步骤S23：向所述基坑(10)内以小于或等于1：1的坡率放坡回填砂至所述稳固层第二支撑(73)底部标高。

5.根据权利要求4所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，步骤S21中，向所述基坑(10)内回填砂至所述隧道对接段(1)顶部标高前，拆除所述模袋围堰(3)的模袋，使所述模袋围堰(3)的顶部与所述钢管桩(4)顶部齐平。

6.根据权利要求1所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，步骤S4中，拆除所述第一道第二支撑(71)及冠梁(5)后，根据顶部水平位移监测数据，当所述钢管桩(4)顶部水平位移大于5cm时，在所述第一道第二支撑(71)与所述稳固层第二支撑(72)之间施工一道钢支撑(75)。

7.根据权利要求6所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，步骤S6中，拆除剩余的所述稳固层第二支撑(72)和所述钢支撑(75)，向所述基坑内灌水，使得所述基坑内的水位高度与所述端头围堰外的水位线平齐。

8.根据权利要求1所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，步骤S5的详细步骤为：

S51、通过空压机和抽沙泵清理所述钢管桩(4)内在所述隧道对接段(1)底部标高以上的回填砂土；

S52、所述钢管桩(4)内的混凝土采用冲孔桩机进行施工，选用φ850mm，重4t冲击锤进行锤击，把混凝土块震碎，通过反循环配合分筛机进行混凝土块清理；

S53、采用切割机从所述钢管桩(4)内将所述钢管桩(4)沿所述隧道对接段(1)底部标高进行切割。

9.根据权利要求7所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，步骤S52中，当冲孔桩机的钻头偏位，无法锤击进尺时，则采用旋挖钻机进行所述钢管桩(4)内混凝土清理。

10.根据权利要求1-9任一所述端头围堰拆除的施工方法，其特征在于，所述端头围堰设置有若干旋喷桩(9)，每个所述旋喷桩(9)位于所述钢管桩(4)和所述模袋围堰(3)之间；所述旋喷桩(9)的拆除是在步骤S8中，拆除剩余模袋围堰(3)和旋喷桩(9)，移除所述基坑(10)内回填砂。

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