一種倒掛井壁豎井側牆開馬頭門的加強支護結構的製作方法

2023-09-21 16:35:50 1

一種倒掛井壁豎井側牆開馬頭門的加強支護結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種倒掛井壁豎井側牆開馬頭門的加強支護結構，包括在馬頭門部位上下沿豎井水平向設置的雙層格柵，和沿馬頭門部位、側向隧道拱部、底部或全斷面設置的貼壁豎向加強環梁，雙層格柵和貼壁環梁共同形成空間框架結構體系，用於承擔初期支護破除後的受力轉換。
【專利說明】一種倒掛井壁豎井側牆開馬頭門的加強支護結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及地下建築工程【技術領域】，尤其涉及一種初期支護條件下的倒掛井壁豎井側牆開馬頭門進洞施工側向隧道時，開口部位的加強環支護結構。
【背景技術】
[0002]在倒掛井壁豎井的側牆開馬頭門修建側向隧道是地下工程中不可避免的一項工作，由於側牆開口部位的結構將受到削弱，且開口部位的結構體系受力複雜，為確保安全，以往通常要求在完成豎井二次襯砌、並預留好二襯馬頭門結構後，才能破除豎井的初期支護、進洞開挖側向隧道。這種做法的施工工期較長，對於建設周期緊張的項目、對提高工作效率有一定的影響。
[0003]在初期支護條件下直接開口施工側向隧道雖然能夠節省一定的時間，但在施工安全方面沒有保證。
[0004]為解決豎井側牆開馬頭門時在工期和安全方面的矛盾，提出了一種利用豎井初期支護作為基本承載結構，在開口部位進行縱向和環向加固的結構加強方式，有效解決了在初期支護條件下側牆開口的問題，能有效減小施工難度、控制施工風險，大大提高施工作業效率。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在於提供在初期支護條件下，倒掛井壁豎井側牆開馬頭門的一種新的結構受力體系替代傳統的二次襯砌馬頭門結構的開口做法。
[0006]由於倒掛井壁豎井的初期支護均為水平向封閉成環的、一榀一榀鋼拱架豎向排列組成的臨時支護結構，在不施作二次襯砌就破除初期支護的情況下，豎井承載體系和整體穩定性遭受破壞，以此初支破壞後所釋放的內力及變形，必須通過建立一種新的結構體系達到平衡，本實用新型通過建立一種複雜的空間結構形成新的平衡體系，即利用水平雙層加強格柵+豎向貼壁環梁作為在初期支護條件下開口的加強結構，從而實現快速、安全進洞施工側向隧道的目的。
[0007]本實用新型的技術方案為:
[0008]一種在倒掛井壁豎井初期支護側牆開馬頭門部位的臨時空間支撐結構，包括在馬頭門部位上下沿豎井水平向設置的雙層格柵，和沿馬頭門部位、側向隧道拱部、底部或全斷面設置的貼壁豎向加強環梁，雙層格柵和貼壁環梁共同形成空間框架結構體系，用於承擔初期支護破除後的受力轉換。
[0009]上述臨時支撐結構的具體實施步序為:豎井在採用倒掛井壁法開挖、鋼拱架初支施工完成後，根據側向進洞隧道的開挖輪廓，沿側向隧道開口的上下及側向隧道拱部、底部或全斷面設置豎向的貼壁環梁，形成封閉、穩定的空間框架受力體系，此體系形成後，再破除豎井初支結構進行側向隧道的開挖。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型的「雙層格柵+貼壁環梁」形成的承力體系不僅要有足夠的強度、剛度和穩定性，而且要求這一新的承力體系與豎井初支結構密貼、並具有很好的整體性，確保初支破除後體系轉換過程中傳力的可靠。因此「雙層格柵」需與豎井初支同步施作、而「貼壁環梁」採取在豎井初支、隔牆及雙層格柵內預埋連接鋼筋的辦法，使「雙層格柵+貼壁環梁」與豎井初支形成整體結構，對圍巖的穩定起到了約束作用，極大地提高了施工工效、降低了暗挖進洞難度和風險。實踐證明，這種在初期支護條件下直接開口施工側向隧道方式的成功實施，不僅安全、可靠，而且比傳統的二次襯砌馬頭門進洞方式，工期能節約20%以上，效益顯著，有較好的應用價值和推廣意義。
[0011]專利權屬:本技術適用於倒掛井壁豎井在初期支護條件下側牆開單層單洞、多層單跨斷面，採用全斷面開挖法、中隔壁法、交叉中隔壁法、雙側壁導坑法、洞樁逆作法、洞柱逆作法、一次扣拱法等施工工法的隧道。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是豎井開挖單層單洞隧道(雙側壁導坑法)初支進洞正面示意圖；
[0013]圖2是豎井開挖單層單洞隧道(雙側壁導坑法)初支進洞側面示意圖；
[0014]圖3是豎井開挖多層單跨隧道(一次扣拱法)初支進洞正面示意圖；
[0015]圖4是豎井開挖多層單跨隧道(一次扣拱法)初支進洞側面示意圖；
[0016]圖5是豎井開挖多層單跨隧道(交叉中隔壁法)初支進洞正面示意圖；
[0017]圖6是豎井開挖多層單跨隧道(交叉中隔壁法)初支進洞側面示意圖；
[0018]圖7是貼壁環梁與豎井側壁連接節點(節點①)示意圖；
[0019]圖8是貼壁環梁與豎井中隔壁相交節點(節點②)示意圖；
[0020]圖9是側向隧道初期支護與豎井初期支護連接節點(節點③)示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]1.豎井鎖口圈；2.豎井側壁；3.豎井中隔壁；4.雙層格柵；5.貼壁環梁；6.側向隧道初期支護；7.貼壁環梁主筋；8.連接鋼筋；9.節點板。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖，對本實用新型做進一步說明。
[0024]貼壁環梁5在豎井馬頭門開洞過程中，對豎井結構的穩定和環境變形控制等起到了重要作用。如何採取措施保證貼壁環梁5自身的整體性，以及貼壁環梁5與豎井結構的整體性，保證體系轉換過程中傳力可靠，是工程成功的關鍵。
[0025](I)貼壁環梁5的設置:根據側向隧道開挖布序確定馬頭門開洞大小及分塊；貼壁環梁5結構應受力合理、整體連續、連接可靠，並儘可能與豎井原支護結構形成整體、共同受力；貼壁環梁5的設置應兼顧施工方便與快捷。
[0026](2)貼壁環梁5的結構形式:加強環梁5沿馬頭門四周貼壁設置，在側向隧道臨時仰拱對應處設置豎井雙層格柵4，以減小貼壁環梁5跨度，改善加強環梁的受力。馬頭門開洞在貼壁環梁5與雙層格柵4、豎井中隔壁3形成的網格內施作，保證開洞後加強體系的完整性。
[0027](3)貼壁環梁5與豎井側壁2的連接(節點①):豎井施工時，須在格柵內預埋連接鋼筋10，或與豎井格柵鋼筋焊接牢固。[0028](4)貼壁環梁5與豎井中隔壁3的交叉處理(節點②):在貼壁環梁5與豎井中隔壁3相交處，環梁鋼筋須貫通，可採用以下兩種措施實現:一是豎井施工時，在中隔壁3相應位置預留加強環梁主筋9，後做的貼壁環梁主筋9與其焊接；二是豎井中隔壁3與貼壁環梁5相交部位後噴射混凝土，加強環梁主筋9後插，相交部位混凝土與貼壁環梁5混凝土一同噴射。
[0029](5)側向隧道初期支護6與豎井側壁2的連接(節點③):豎井格柵加工時須在與風道格柵相交處設置節點板11，風道格柵安裝時通過連接螺栓及焊接與之相連。
【權利要求】
1.一種倒掛井壁豎井側牆開馬頭門的加強支護結構，包括在馬頭門部位上下沿豎井水平向設置的雙層格柵，和沿馬頭門部位、側向隧道拱部、底部或全斷面設置的貼壁豎向加強環梁，雙層格柵和貼壁環梁共同形成空間框架結構體系，用於承擔初期支護破除後的受力轉換。
【文檔編號】E21D9/14GK203559904SQ201320404148
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年7月9日 優先權日:2013年7月9日
【發明者】楊秀仁, 黃美群, 苗春剛, 吳蘭婷, 孫立軍, 王臣, 丁德雲, 吳成剛, 榮冰, 宋偉龍, 付款峰, 徐陽, 王慶峰, 儀松青, 吳洪強 申請人:北京城建設計發展集團股份有限公司, 中鐵十四局集團有限公司