基于BIM的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法与流程

本发明涉及一种地下管线施工技术，具体地说是一种基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法。

背景技术：

1、在城市更新改造施工中，由于原有城市地下排水管网已无法满足其基本功能，必须进行更新改造，往往需要在既有建筑区域进行，尤其是对于老旧城区，楼房建筑老旧，建筑之间间距较小，由于管道施工区域距离周围居民楼等重要建筑过近，如果采取大开挖，由于地下流沙层的存在，无法保证施工区域的水土稳定，会造成周围居民楼等建筑的地基变形，影响周围建筑的安全；如果采用钢板桩支护，由于地下管线错综复杂，无法切迁的过路管线造成支护结构无法闭合，即使采取注浆工艺也较难达到预期止水帷幕效果，仍然会由于开挖后水土流失，影响住宅楼安全，而采用地下连续墙支护由于既有管线影响也难于实现，且成本较高。

2、所以现在亟需一种在保证临近住宅楼安全的情况下实现地下管线施工的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，以解决现在临近住宅楼地下管线施工困难的问题。

2、本发明是这样实现的：一种基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，包括以下步骤。

3、步骤一：使用建模软件构建施工区域的bim三维模型，bim三维模型包括施工区域周围的建筑、现有管线。

4、步骤二：在bim三维模型中根据规划新管线周围的建筑和现有管线的位置确定新管线施工区域的位置和大小，所述新管线施工区域沿规划新管线长度方向延伸，且相邻的两个新管线施工区域由横穿规划新管线的现有管线分隔开。

5、步骤三：在步骤二确定的新管线施工区域中进行支护系统的施工，支护系统沿新管线施工区域边缘施工并围成封闭区域。

6、步骤四：在支护系统形成的封闭区域内开挖土方形成基坑，所述基坑的深度为规划新管线的顶部深度，在进行后续顶管施工时将管道顶部露出。

7、步骤五：在支护系统形成的封闭区域内，一端施工工作井，另一端施工接收井，在工作井内安装顶管设备和机头，然后在支护系统形成的封闭区域内进行顶管施工。

8、所述支护系统为smw工法桩，在smw工法桩顶部浇筑冠梁，在拟施工新管线两侧的冠梁之间设置撑杆。

9、在步骤五中，通过吊装设备将管节吊送至工作井内，通过顶管设备对管节进行顶进，管节顶进到位后，顶管设备回退并安装后续管节，重复顶进和后续管节安装，直至工作井与接收井连通。

10、还包括步骤六：将各段新管线连通。

11、在步骤六中，将相邻的两个新管线施工区域中一个新管线施工区域端部的工作井/接收井作为本步骤中的工作井，将另一个新管线施工区域端部的工作井/接收井作为本步骤中的接收井，进行顶管施工，将相邻的两个新管线施工区域连通。

12、在不同新管线施工区域中按同一方向进行顶管施工，在步骤六中，在工作井内将顶管装置和机头的位置和方向进行调换。

13、在步骤二中，新管线施工区域边缘与周围建筑的基础边缘的距离大于等于2米。

14、在支护系统形成的封闭区域内设置降水井，并在基坑开挖前进行降水，在支护系统形成的封闭区域周围设置监测井，施工期间随时对地下水位进行检测。

15、新管线施工完成后，对基坑进行回填施工，拆除撑杆后进行拔桩。

16、本发明基于bim对施工区域进行规划，避开横穿施工区域的现有管线，采用支护系统对新管线施工区域进行支护，并在支护系统围成封闭区域内进行半开挖顶管施工。在支护系统的保护下，保证了施工区域周围的水土稳定，降低新管线施工区域内的管道施工对周围建筑基础的影响，能够有效防止周围建筑基础的变形。同时，支护系统形成闭合的止水帷幕，保证了新管线施工区域内的施工安全。

17、本发明采用半开挖顶管施工，在降低开挖量的同时还降低了支护系统内外侧受力的不平衡，提高了支护系统的稳定性。同时，由于半开挖顶管过程中，管线的顶部为裸露状态，便于直观控制顶管施工过程。

技术特征：

1.一种基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，所述支护系统为smw工法桩，在smw工法桩顶部浇筑冠梁，在拟施工新管线两侧的冠梁之间设置撑杆。

3.根据权利要求1所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，在步骤五中，通过吊装设备将管节吊送至工作井内，通过顶管设备对管节进行顶进，管节顶进到位后，顶管设备回退并安装后续管节，重复顶进和后续管节安装，直至工作井与接收井连通。

4.根据权利要求1所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，还包括步骤六：将各段新管线连通，具体包括：将相邻的两个新管线施工区域中一个新管线施工区域端部的工作井/接收井作为本步骤中的工作井，将另一个新管线施工区域端部的工作井/接收井作为本步骤中的接收井，进行顶管施工，将相邻的两个新管线施工区域连通。

5.根据权利要求4所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，在不同新管线施工区域中按同一方向进行顶管施工，在步骤六中，在工作井内将顶管装置和机头的位置和方向进行调换。

6.根据权利要求1所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，在步骤二中，新管线施工区域边缘与周围建筑的基础边缘的距离大于等于2米。

7.根据权利要求1所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，在支护系统形成的封闭区域内设置降水井，并在基坑开挖前进行降水，在支护系统形成的封闭区域周围设置监测井，施工期间随时对地下水位进行检测。

8.根据权利要求2所述的基于bim的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，其特征在于，新管线施工完成后，对基坑进行回填施工，拆除撑杆后进行拔桩。

技术总结本发明涉及一种基于BIM的复杂环境条件下地下管线半开挖顶管方法，包括以下步骤：构建施工区域的BIM三维模型；在BIM三维模型中根据规划新管线周围的建筑和现有管线的位置确定新管线施工区域的位置和大小，相邻的两个新管线施工区域由横穿规划新管线的现有管线分隔开；在新管线施工区域中进行支护系统的施工，支护系统沿新管线施工区域边缘施工并围成封闭区域；在支护系统形成的封闭区域内开挖土方形成基坑，基坑的深度为规划新管线的顶部深度；在支护系统形成的封闭区域内，一端施工工作井，另一端施工接收井，在支护系统形成的封闭区域内进行顶管施工。本发明能够对施工区域周围建筑进行有效保护，且能够保证新管线的正常施工。技术研发人员：郭华新,何青义,侯海泊,张翼鹏,马燕受保护的技术使用者：中国二十冶集团有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6