[发明专利]分批顶进离散管排无间断张拉形成整体框架及施工方法

说明书

本发明公开了分批顶进离散管排无间断张拉形成整体框架及施工方法，用于单跨单层箱式断面结构，在断面结构截面的外侧和内侧布置外侧钢绞线和内侧钢绞线；外侧钢绞线和内侧钢绞线在呈箱形的截面的顶板、底板和侧墙转角处均采用滑轮组完成受力方向切换，形成封闭环形；采用全断面一次性张拉，将设置在截面的外侧和内侧的外侧钢绞线和内侧钢绞线在同一个张拉工作管节内完成张拉。施工时，利用顶管机完成所有管节的顶进；然后，实施钢绞线的穿插施工；完成后，在所有管节内浇筑混凝土；待所有管节内的混凝土达到设计强度后，开挖内部土体，施做内衬、防水及建筑面层。本发明的应用实现软土地区分批顶进离散管排无间断锚固点横向张拉形成整体框架。

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，特别涉及分批顶进离散管排无间断张拉形成整体框架及施工方法。

背景技术

URT(Under Railway/Road Tunnelling method)工法最早起源于日本，是一种主要用于下穿既有铁路或公路等环境保护要求高的地下工程的暗挖施工方法。据官方数据，相应工法在日本国内已完成项目138个，最大宽度44.8m，最大高度7.5m，最大长度77m，覆土范围0.1m～11.5m，竣工时间最长已有63 年，至今均运营良好。该工法主要包含三种形式，即下路桁工法(门式框架)、隧道结构形式(圆形或类矩形)、箱式结构形式(矩形闭合)。其中，箱式结构形式施工顺序为先分批顶进离散管排形成矩形箱式结构截面，在管排每个管节内填充混凝土后，在相邻矩形钢管之间引入预应力使其一体化，形成初期支护，并兼作永久结构使用。

在这种施工方式下，矩形断面内每一个结构构件(顶板、底板、侧墙)中均根据受力状态设置独立预应力钢绞线，为满足上述预应力钢索的张拉作业空间，需在转角管节旁设置工作管节。工作管节为每处结构构件均独立设置一处，垂直向工作管一般通过加深工作井设置于底部，水平向工作管在断面以外单独设置。该种施工模式下，工作管数量较多且需要专门设置，降低了施工工效及经济性。

此外，各构件预应力钢绞线分别张拉，需要考虑张拉顺序引起的预应力损失问题，通常原则为先张拉长束，后张拉短束(避免短束过大预应力损失)；同一截面张拉时，按照遵循对称、由内向外的原则。张拉顺序原则复杂，施工繁琐，不容易保证工程质量。

再次，预应力钢绞线通常根据弯矩包络图形状设置为曲线形式，涉及弯曲布索，施工较为困难，且通道角点处的实际刚度与理论计算可能有偏差，弯矩零点位置也可能相应变动，实际操作难度较大。

因此，如何实现软土地区分批顶进离散管排无间断锚固点横向张拉形成整体框架成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供分批顶进离散管排无间断张拉形成整体框架及施工方法，实现的目的是实现软土地区分批顶进离散管排无间断锚固点横向张拉形成整体框架，进而推动行业技术进步，具有良好经济、社会效益。

为实现上述目的，本发明公开了分批顶进离散管排无间断张拉形成整体框架，用于单跨单层箱式断面结构，在所述断面结构的截面的外侧和内侧分别布置钢绞线用于承载所述断面结构的正弯矩和负弯矩，且所述钢绞线均呈环形；

其中，位于所述截面外侧的所述钢绞线为外侧钢绞线，位于所述截面内侧的所述钢绞线为内侧钢绞线；所述外侧钢绞线和所述内侧钢绞线均设置于管节内；

所述管节包括标准管节、转角管节和张拉工作管节；

所述外侧钢绞线和所述内侧钢绞线在呈箱形的所述截面的顶板、底板和侧墙转角处均采用滑轮组完成受力方向切换，形成封闭环形；

所述滑轮组包括外侧滑轮和内侧滑轮；

在张拉时，采用全断面一次性张拉，将设置在所述截面的外侧和内侧的所述外侧钢绞线和所述内侧钢绞线在同一个所述张拉工作管节内完成张拉。