地下大直径管道原位通水保护施工方法与流程

本发明涉及一种地下大直径管道通水原位保护施工方法，尤其涉及一种在管道通水不断流，保持正常工作状态下而进行周边地下结构施工方法。

背景技术：

随着城市发展，地下管道排水系统已经日趋完善，但面临区域防洪排涝能力有限，城市管网规模不能满足目前的需求等问题。水利水务系统工程建设将迎来新一轮的建设高潮。城市管道也朝着直径大、埋深大的方向发展，大规模的投资与规划引起水利工程建设将面临更多的挑战和难题，这也要求水利工程施工技术不断创新。

在地下工程建设中，会遇到各类地下管道，通常采取搬迁或原位悬吊保护措施，现在管线原位悬吊保护技术趋于成熟的主要是针对柔性管线(如信息、电力)及小口径(通常d＜600mm),由于柔性管线可允许的变形量和小口径管道自重较轻，可通过加强悬吊构件进行原位保护性施工。

而在水利水务地下管网改造及提标建设工程中，在新的管网井系统未完成前，通常要求老管网系统需保证不断流的正常运行。当需与老管网总管连接施工时，由于老管网总管通常大直径(d≥1000mm),且管道埋深较深，管道自重较大，管道的原位不断流保护施工难度及风险大。原位悬吊保护措施也几乎无法实施。对于大口径管道原位保护，如何做到管道不断流的实现新老管井的连接，确保施工过程中管道的运行安全是一个亟待解决的难题。

技术实现要素：

本发明是要提供一种地下大直径管道通水原位保护施工方法，用于通水管道横穿新建地下工作井结构，与围护结构形成“骑马”式，并采用mjs工法桩对其外围及坑内加固，保障工作井止水帷幕的完整封闭性，同时在管道底部增加梁格作为运行管道的下部支撑，确保工作井施工过程管道的不断流运行及安全的施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种地下大直径管道通水原位保护施工方法，其步骤为：

1)施工工作井围护前，先对原通水管进行物探与开挖样沟以确定原通水管的精确平面位置及标高；

2)施工围护桩，结合原通水管横穿新建地下工作井结构，与围护结构形成“骑马”式，围护桩采用长围护桩a和短围护桩，围护桩过原通水管处精确定位控制短围护桩的桩底距离原通水管顶200～300mm，同时保证长围护桩a紧贴原通水管边缘，以免空档间隙太大；

3)施工围护长桩外的外围止水帷幕，对于横跨原通水管的进出口处，确保围护结构的外围封闭及止水；

4)施工圈梁及围檩，从上至下待每道围檩养护强度达到后开挖下层土方，依次进行围檩、土方开挖施工，机械开挖至到原通水管顶200～300mm，为保护原通水管，原通水管下土方采用人工开挖方式进行，直至开挖至基底浇筑垫层；

5)在原通水管底部纵横向人工开挖井字暗梁沟槽，并在老垫层采用种筋连接梁格、纵梁、横向梁使之与新建底板连接，浇筑成整体用以顶托支撑原通水管；

6)待新建底板养护强度达到后，回筑工作井结构，待待后续做的结构井的顶板强度达到后回填土。

当坑底下加固土承载力不足，不足以支撑上部大直径管道荷载或坑底及底板在管底之下且有腾空间隙时，用锚桩支撑纵横梁，且锚桩与施工围护桩时一并施工。

所述大直径mjs桩的桩径：r1＝d/2+l0+h，其中d为原通水管直径，l0为mjs搭接长度，取≥200mm，h为mjs钻孔至原通水管边距离，距离控制为100～200mm。

采用大直径mjs桩进行坑底加固，加固深度控制在≥3m。

本发明的有益效果是：本发明是一种安全有效的施工方法，采用围护桩和mjs工法桩相结合的围护形式，形成封闭围护止水。同时针对大直径管道通水自重大，工作井施工空间小不能采用悬吊保护，在管道底部老垫层增加梁格作为下部顶托支撑形式，从而到达对对大直径通水管道的保护，使得工作井地下结构正常施工。

附图说明

图1是管道保护平面图；

图2是基于图1的a-a剖面示意图；

图3是基于图1的b-b剖面示意图；

图4是基于图1的c-c剖面示意图；

图5是基于图1的d-d剖面示意图；

图6是地下大直径管道通水原位保护施工后的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施，进一步阐述本发明。

如图1～图6所示，一种地下大直径管道通水原位保护施工方法：

1)横跨既有通水管道的工作井围护系统，结合原通水管1横穿新建地下工作井结构，与围护结构形成“骑马”式。主要包括长围护桩a2、过管道处短围护桩3(展开如图5)，围护桩外围止水帷幕4(以钻孔桩作为围护为例其外通常采用高压旋喷桩作为止水帷幕)及结合工作井开挖深度设置合理道数的围檩5，最下一道围檩5在保护原通水管1上方；

2)确保横跨既有大直径管道处的外围止水加固系统，由于横跨既有大直径管道处不能破坏原通水管1，围护桩在此处只能采用短围护桩b3打设至原通水管1顶，为确保围护结构的外围封闭及止水，在原通水管1进出围护桩外围打设大直径mjs桩6外围封闭止水加固，控制外包原通水管1上下左右至少1倍的管径范围(展开如图4)，由于mjs成桩桩径较大目前最大桩径可达4.5m且施工过程能实现地压力平衡对周边环境影响小，对大直径管道(d1m～d4.2m)能形成外包封闭。

3)用以支撑大直径运营管道的下部托架支撑系统，主要由大直径mjs桩6坑底加固，原通水管1底部老垫层8采用种筋连接梁格10、纵梁9、横向梁11使之与新建底板12连接整体用以支撑原通水管1，若坑底地质较差，加固地基承载力不能满足要求时，可视需要在纵横梁框架下增设锚桩13。

具体实施方法及步骤：

1)施工工作井围护前，先对原通水管1进行物探与开挖样沟以确定原通水管1的精确平面位置及标高。

2)施工围护桩，结合原通水管1横穿新建地下工作井结构，与围护结构形成“骑马”式。主要包括长围护桩a2、过管道处短围护桩3精确定定位控制短桩桩底距离管顶约200～300mm(平面图如图1，展开如图5)，同时尽量保证长围护桩a2紧贴原通水管1边缘，以免空档间隙太大。当坑底需增设锚桩13(视需要)时，锚桩13也在本阶段一并施工。

当坑底下加固土承载力不足，不足以支撑上部大直径管道荷载或坑底及底板在管底之下且有腾空间隙时，需用锚桩13支撑纵横梁。。

3)施工围护长桩2外的外围止水帷幕4，对于横跨原通水管1的进出口处打设大直径mjs桩6外围封闭止水加固(平面图如图1，展开如图4)控制mjs桩径：r1＝d/2+l0+h(其中d为原通水管1直径，l0为mjs搭接长度一般≥200mm，h为mjs钻孔距离原通水管1边距离一般控制为100～200mm)。确保围护结构的外围封闭及止水。坑底也采用大直径mjs桩6进行坑底加固，加固深度一般控制≥3m。

4)施工圈梁及围檩5，从上至下待每道围檩养护强度达到后开挖下层土方，依次进行围檩、土方开挖施工，机械开挖至到原通水管1顶200～300mm，为保护大直径原通水管1该其下土方采用人工开挖方式进行，直至开挖至基底浇筑垫层7。

5)在原通水管1底部纵横向人工开挖井字暗梁沟槽，并在老垫层8采用种筋连接梁格10、纵梁9、横向梁11使之与新建底板12及锚桩13连接，浇筑成整体用以顶托支撑原通水管1。

6)待新建底板12养护强度达到后，回筑工作井结构，待后续做的结构井的顶板15(见图6)强度达到后回填土。

工程案例：

某管网提标改建工程，工作井需连接运营埋深6.3m的φ3500满管水钢筋混凝土管道，该管道是。由于管道埋深深，直径大，且需保证不断流，管体自重大。充分考虑各方因素，进行多方案比选，常规悬吊保护方案在对于这种大直径不断流钢筋砼管不能实施。创新性的采用本发明的地下大直径管道通水原位保护施工方法。取得了圆满成功。这也是首例实现大直径通水管道原位保护案例。