[发明专利]一种管幕下土方开挖方法

说明书

本发明的一种管幕下土方开挖方法，涉及地下工程建设技术领域。针对现有软土地区管幕法施工过程中存在施工工艺复杂、安全隐患多、对上方土体扰动影响较大的问题。步骤如下：对管幕下方土体实施格栅式冻结施工,以跳仓开挖方式依次挖除块区一及块区二内土体，在块区的顶部及底部冻结壁之间安装临时支撑装置；挖除顶部冻结壁中间土体并安装支撑一；挖除顶部冻结壁两侧剩余土体，分别在支撑一两侧安装支撑二，使临时支撑装置顶部与支撑二相抵；挖除块区一和块区二之间的侧面冻结壁，并在相邻两个支撑二之间安装支撑三，支撑一、支撑二和支撑三连接成整体的水平支撑；如此反复沿管幕的长度方向逐步实施土方开挖及支撑施工。

技术领域

本发明涉及地下工程建设技术领域，特别涉及一种考虑土体复合支撑效应 的管幕下土方开挖方法。

背景技术

管幕法是一种新型暗挖法施工技术，它的施工原理为在始发井与接收井之 间，利用顶管设备将钢管顶进土体，各钢管间依靠锁口相接形成管排，并在锁 口空隙注入止水剂以达到止水要求，然后，在管幕的保护下施作地下结构。

在软土地区管幕法施工过程中，管幕法多与箱涵顶进施工工艺相结合，在 箱涵结构依次顶进的同时，依靠箱涵结构的支撑作用，逐步挖出箱涵结构内土 体，最终完成顶推置换施工；或者是通过拱形管幕的支撑作用，利用台阶法等 土方分部开挖方式结合临时支撑系统，完成管幕下土方开挖作业。管幕法与箱 涵顶进施工工艺相结合的施工工序较为繁琐，顶推施工工艺复杂，安全隐患多； 拱形管幕结合临时支撑系统的土方开挖工艺，对于软土地区适应性较差，而且， 拱形管幕浪费施工空间，对其上方土体的扰动影响较大。

发明内容

针对现有软土地区管幕法施工过程中存在施工工艺复杂、安全隐患多、对 上方土体扰动影响较大的问题。本发明的目的是提供一种管幕下土方开挖方法， 对管幕下方待开挖土体采取格栅式冻结施工，并结合跳仓法依次实施土方开挖 施工，利用了已有冻结土体的支撑作用，减少了相邻土体开挖造成的扰动影响， 并避免了土体无序开挖导致的不安全隐患。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管幕下土方开挖方法， 步骤如下：

S1：对管幕下方土体实施格栅式冻结施工,将所述管幕下方土体划分成格栅 状的若干个块区，为间隔设置的块区一和块区二，所述块区一土体为未冻结土 体，所述块区二土体为冻结土体，所述块区一和所述块区二四周土体冻结后形 成冻结壁，计算分析确定所述块区一和所述块区二的开挖尺寸，以及所述块区 一和所述块区二四周冻结壁的尺寸；

S2：以跳仓开挖方式挖除所述块区一内未冻结土体，在所述块区一的顶部 冻结壁与底部冻结壁之间安装临时支撑装置，然后，再挖除所述块区二内恢复 到未冻结状态的土体，在所述块区二的顶部冻结壁与底部冻结壁之间安装临时 支撑装置；

S3：挖除所述块区一和所述块区二顶部冻结壁中间部位土体并安装水平设 置的支撑一，所述支撑一底部通过与其垂直固接的临时支杆支撑于底部冻结壁；

S4：挖除所述块区一和所述块区二顶部冻结壁两侧的剩余土体，分别在所 述支撑一两侧安装水平设置的支撑二，且所述支撑一和所述支撑二固接，使所 述临时支撑装置的顶部与所述支撑二相抵，拆除所述临时支杆；

S5：挖除所述块区一和所述块区二之间的侧面冻结壁，并在相邻两个所述 支撑二之间安装支撑三，并将所述支撑一、支撑二和支撑三连接成一个整体的 水平支撑；

S6：重复步骤S2至S5，沿所述管幕的长度方向逐步实施土方开挖及支撑施 工。

优选的，所述步骤S2中，所述临时支撑装置包括由至少四根竖杆及连接于 相邻两根所述竖杆之间的斜撑构成的框架主体，沿所述管幕的长度方向安装于 所述块区一或所述块区二底部冻结壁上的一对滑轨，以及分别连接于所述竖杆 底部的至少四个滑动支座，所述滑动支座的凹槽与所述滑轨相匹配。