[发明专利]一种预设可拆卸门洞的装配式可回收矩形工作井及其施工方法

说明书

本发明涉及一种预设可拆卸门洞的装配式可回收矩形工作井的设计施工方法，包括如下步骤：（一）矩形工作井的功能需求设计；（二）支护桩施工；（三）预制冠梁安装；（四）临边防护施工；(五)土方开挖、挡土面板、内撑腰梁交替施工；（六）进入矩形工作井的爬梯安装；(七)矩形工作井封底；(八)洞门部位分节支护桩、挡土面板拆卸；即可完成预设可拆卸门洞的装配式可回收矩形工作井的施工；(九)井内作业完成后，回填过程中逆序逐步回收挡土面板、内撑腰梁、冠梁及支护桩等工作井构件。

技术领域

本发明属于水利、市政、热力、通讯等基础设施的非开挖施工及修复领域，具体涉及为水利、市政、热力、通讯等地下管道的非开挖施工及修复提供了一种预设可拆卸门洞的装配式可回收矩形工作井及其施工方法。

背景技术

城市化的进程加快，不仅要新建大量的地下基础配套设施，还面临大量老旧地下管道的超期服役问题，使得许多城市道路地下管网非常复杂，地下管道损坏导致的路面坍塌和安全事故频繁发生。在通行要求和绿色环保理念日益被人重视的情况下，常规的开挖填埋式施工，不仅施工效率低，还面临严重的工后沉降，多用于新建城区的浅埋式雨水、污水管道的施工。定向钻、顶管施工等非开挖施工技术逐渐成为城市地下管道的主流技术，其中顶管施工因其断面选择灵活、埋深较大，可有效避免与上部既有管线的冲突，仅需较小范围设置相应的工作井、接收井及中继间等，可实现长距离的地下管道施工需要，越来越受到工程师们的重视。此外，老城区大量老旧管网的整改升级问题，在采用顶管式施工小截面管廊结构时，也需要临时增设工作井，以保证地下作业时的人身安全。目前，关于工作井、接收井及中继间的设计及施工，仍主要选择沉井工艺或倒挂井工艺，虽然安全可靠，但造价高、工期长、也存在下沉困难、倾斜及操作不当导致的失稳事故等，尤其是后开门洞时，作业难度大，耗费工期长。

发明内容

针对水利、市政、热力、通讯等地下管道的非开挖施工及修复发展需求和目前工作井设计施工存在的不足，本发明提供了一种预设可拆卸门洞的装配式可回收矩形工作井及其施工方法。本发明是从矩形工作井的安全及用途出发，首次提出常规后开门洞采用预设可拆卸门洞与工作井结构同步设计实施的理念，并在工作井结构体系中引入预制装配式施工工艺研发。利用该发明可安全快速的完成水利、市政、热力、通讯等地下管道的非开挖施工所需的矩形工作井建造，井内作业完毕后，回填过程中可依次对矩形工作井构件的高效率回收重复利用。该技术作为水利、市政、热力、通讯等地下管道的非开挖施工所需的矩形工作井的设计施工新方法，不仅安全快速、技术理念先进，而且绿色经济，生态和谐，可回收重复使用。

本发明的技术方案具体为：

一种预设可拆卸门洞的装配式可回收矩形工作井的施工方法，包括以下步骤，

（一）矩形工作井的功能需求设计，包括：

（1）收集相关资料，确定满足井内作业要求的平面尺寸、深度及工作井封底的处理方式；

（2）根据拟建管道的位置、直径及材质等确定预设可拆卸门洞的标高及大小，预设可拆卸门洞的数量至少是一个；

（3）矩形工作井的结构计算及绘图，采用杆系单元法与数值模拟对比计算分析，获取最优矩形工作坑支护结构组成，然后进行绘图，完成矩形工作井功能需求的设计工作；

（二）支护桩施工，具体包括:

（1）支护桩的预加工：根据矩形工作井设计结果，分类预加工支护桩体，考虑预设可拆卸门洞施工需要，预设可拆卸门洞顶部采用可拆卸分节支护桩，可拆卸分节支护桩通过对拉螺栓、连接钢板侧向连接加长，预设可拆卸门洞对面采用加强支护桩，其它部位采用标准支护桩；

（2）支护桩的现场施工：精确测放桩位，分类施工安装三类支护桩；

（3）支护桩的截面形状、材质可根据计算结果选取，其截面形状包括但不限于方形或圆形，材质为钢筋混凝土或型钢；

（三）预制冠梁安装，施工步骤包括：