一種地下暗挖工程主體結構的製作方法
2023-06-01 11:17:26
一種地下暗挖工程主體結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種地下暗挖工程主體結構，包括頂板、底板和兩側側牆，頂板、兩側側牆和底板圍成主體結構的主支架，主體結構還包括鋼管支護架、中板、第一鋼管立柱和第二鋼管立柱。頂板上設有第一頂縱梁和第二頂縱梁，底板設有第一底縱梁和第二底縱梁，第一鋼管立柱設置於第一頂縱梁和第一底縱梁之間；第二鋼管立柱設置於第二頂縱梁和第二底縱梁之間；兩側側牆上分別設有中縱梁，中板設置於兩側牆的中縱梁之間；鋼管支護架設置於主支架的外圍。本實用新型中的鋼管支護架對暗挖施工工作面進行支撐，使地下暗挖工程主體結構對土體強度要求低，因此本實用新型能夠很好的控制地面沉降，並使暗挖施工過程的安全度大大提高。
【專利說明】一種地下暗挖工程主體結構【技術領域】
[0001]本實用新型涉及隧道及地下工程設計與施工【技術領域】，具體為一種施工於埋深淺、圍巖軟弱條件下的地下暗挖工程主體結構。
【背景技術】
[0002]隨著我國社會經濟的快速持續發展，國內許多大中城市都已開始了大規模的地鐵建設和地下空間開發。對於地下工程施工，通常採用明挖法，然而市中心區商業、企業、金融、民居等樓宇密集、交通繁忙、地價昂貴、加之密集的地下管線及地下構築物的制約，使部分工程難以採用明挖施工，因此，國內地鐵建設中，暗挖地鐵工程的比例呈增長趨勢。
[0003]由於地質條件不同，暗挖地鐵工程的結構形式和所採用的施工方法差異較大，因此我國地下空間建設中的結構形式也呈現出多樣性的特點。目前國內應用較多的暗挖工法包括中洞法、PBA工法、洞樁法、雙側壁導坑法，CRD法等，這些方法的共同特點是開挖過程超前支護短或剛度不足，需要掌子面有一定的自穩能力，如果掌子面自穩能力不足，需要對掌子面地層進行加固，因此利用上述工法施工完成的地下工程結構在埋深淺、跨度大、地下水位高的軟弱地層內，並不能很好地控制地面沉降、無法避免上部管線及重要建築物變形等問題，嚴重時甚至還會發生坍塌事故，造成人員傷亡。
[0004]由上可知，有必要提供一種地下暗挖工程主體結構，其可應用於任何軟弱地層，尤其在埋深淺、跨度大、地下水位高的軟弱地層內可以很好地控制地面沉降，提高暗挖施工過程的安全度。
實用新型內容
[0005]本實用新型的發明目的在於提供了一種可應用於任何軟弱地層，尤其在埋深淺、跨度大、地下水位高的軟弱地層內可以很好地控制沉降，提高暗挖施工過程的安全度。
`[0006]根據本實用新型的實施例，提供了一種地下暗挖工程主體結構，包括:頂板、底板和兩側側牆，所述頂板、兩側側牆和底板圍成所述主體結構的主支架，所述主體結構還包括鋼管支護架、中板、第一鋼管立柱和第二鋼管立柱，其中，
[0007]所述頂板上設有第一頂縱梁和第二頂縱梁，所述底板設有第一底縱梁和第二底縱梁，第一鋼管立柱設置於第一頂縱梁和第一底縱梁之間；第二鋼管立柱設置於第二頂縱梁和第二底縱梁之間；
[0008]兩側側牆上分別設有中縱梁，中板設置於兩側牆的中縱梁之間；
[0009]所述鋼管支護架設置於所述主支架的外圍。
[0010]其中，所述鋼管支護架由若干相互咬合且外部焊接翼板的鋼管構成，相鄰鋼管和所述相鄰鋼管之間的翼板圍成封閉空間，所述封閉空間內灌注混凝土。
[0011]所述鋼管的兩側均焊接有兩塊翼板，所述兩塊翼板關於鋼管橫向軸線對稱，所述鋼管兩側的鋼管關於鋼管縱向軸線對稱。
[0012]所述鋼管的一側焊接槽鋼，與所述槽鋼相對的另一側焊接「T」型咬合件，[0013]所述槽鋼上設有用於穿入相鄰鋼管的「T」型咬合件的缺口，
[0014]所述缺口的寬度小於所述「T」型咬合件上端的寬度。
[0015]進一步地，所述每根鋼管上還設有預留孔，所述相鄰鋼管通過在預留孔內穿入連接件進行橫向連接。
[0016]優選地，所述連接件為短鋼筋或錨栓。
[0017]更進一步地，所述鋼管支護架與主支架之間還設有防水層。
[0018]由上可知，本實用新型中地下暗挖工程主體結構的鋼管支護架設置於整個暗挖施工工作面的外圍，實現對整個暗挖施工工作面的支撐，從而使地下暗挖工程主體結構對土體本身強度無要求。因此在埋深淺、跨度大、地下水位高等惡劣條件的軟弱地層中，本實用新型中的地下暗挖工程主體結構能夠很好的控制地面沉降，並使得暗挖施工過程的安全度大大提聞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員而言，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0020]圖1示出了本實用新型中地下暗挖工程主體結構的結構示意圖；
[0021]圖2示出了示出了鋼管支護架中相互咬合的鋼管的截面圖；
[0022]圖3示出了鋼管支護架的施工步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉出優選實施例，對本實用新型進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節僅僅是為了使讀者對本實用新型的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節也可以實現本實用新型的這些方面。
[0024]本實用新型中的地下暗挖工程主體結構考慮在整個暗挖施工工作面的外圍設置鋼管支護架，實現對整個暗挖施工工作面的支撐，以使地下暗挖工程主體結構對土體本身強度無要求，從而適用於埋深淺、跨度大、地下水位高等惡劣條件的軟弱地層中。
[0025]圖1示出了本實用新型中地下暗挖工程主體結構的結構示意圖。如圖1所示，地下暗挖工程主體結構包括鋼管支護架101、頂板102、中板103、底板104、第一鋼管立柱105、第二鋼管立柱106和兩側側牆107，其中，
[0026]頂板102、兩側側牆107和底板104圍成地下工程的主支架；
[0027]頂板102設有第一頂縱梁108和第二頂縱梁109，底板104設有第一底縱梁110和第二底縱梁111，第一鋼管立柱105設置於第一頂縱梁108和第一底縱梁110之間；第二鋼管立柱106設置於第二頂縱梁109和第二底縱梁111之間；
[0028]兩側側牆107上分別設有中縱梁112，中板103設置於兩側牆107的中縱梁112之間。
[0029]鋼管支護架101設置於主支架的外圍，用於為地下工程暗挖施工時提供支護。其中，
[0030]進一步地，鋼管支護架101與主支架之間設有防水層(圖中未顯示)。其中，所述防水層包括頂板102與鋼管支護架101之間的頂板102防水層、底板104下側的底板104防水層及兩側側牆107與鋼管支護架101之間的側牆防水層。
[0031]鋼管支護架101包括相互咬合的鋼管201。圖2示出了鋼管支護架中相互咬合的鋼管的截面圖。如圖2所示，鋼管201外部的左右兩側分別焊接有兩塊翼板202，兩塊翼板202關於鋼管橫向軸線對稱且兩者之間的距離小於鋼管的直徑，左右兩側的翼板202關於鋼管縱向軸線對稱。相鄰鋼管201之間的翼板202相互搭接，使得相鄰鋼管和相鄰鋼管之間的翼板圍成封閉空間。該封閉空間內灌注有混凝土(圖中未顯示)。
[0032]同時，鋼管201的一側、兩塊翼板202之間還焊接有槽鋼203、另一側的兩塊翼板202之間還焊接有「T」型咬合件204。槽鋼203上設有用於穿入相鄰鋼管的「T」型咬合件的缺口。「T」型咬合件204的上端寬度大於槽鋼203的缺口的寬度。
[0033]進一步地，每個鋼管201上還開有若干預留孔(圖中未示出)。相鄰鋼管之間通過在預留孔內穿入連接件205實現橫向連接，其中，連接件205的兩端安裝加強螺栓。本實用新型實施例中，連接件205為短鋼筋或錨栓。
[0034]本實用新型中的鋼管支護架在地下工程暗挖施工前施作。
[0035]下面對鋼管支護架的施工步驟進行詳細闡述。圖3示出了鋼管支護架的施工步驟流程圖。如圖3所示，包括以下步驟:
[0036]S301:在地下工程外側的工作坑內沿地下工程結構的頂部及兩側邊外圍均勻頂進若干本實用新型中相互咬合且外部焊接翼板的鋼管201。
[0037]鋼管201採用頂進法施工，鋼管201頂進施工時要控制好方向，不得偏轉。待鋼管201施工完畢後，相鄰鋼管201之間相互咬合且相鄰鋼管201之間的翼板使相鄰鋼管201之間的空間實現封閉。優選地，本實用新型中相鄰鋼管201之間平行頂進且間距相等，其間距的長度由施工要求確定。本實施例中使用的鋼管201直徑為0.8?1.0m。
[0038]S302:頂進過程中及時挖除鋼管201內及相鄰鋼管翼板202所包範圍內的土體，並利用連接件將相鄰鋼管201橫向連接。
[0039]利用連接件將相鄰鋼管201橫向連接具體為:在一根鋼管201內將連接件由該鋼管201的預留孔穿出，並穿入相鄰鋼管201的預留孔，並在連接件的兩端安裝加強螺栓，從而將相鄰的兩根鋼管201連接。
[0040]S303:封閉鋼管201兩端及相鄰鋼管與翼板202所包範圍的兩端，並向鋼管201及相鄰鋼管翼板202所包範圍內澆築混凝土。
[0041]相鄰鋼管201依次連接後，利用封堵板封閉鋼管201及相鄰鋼管翼板202所包範圍的兩端。待鋼管201及相鄰鋼管翼板所包範圍封閉後，在一端插入混凝土澆灌管，另一端插入排氣管，並由澆灌管向鋼管201及相鄰鋼管翼板202所包範圍內澆灌混凝土。
[0042]S304:待鋼管201及相鄰鋼管與翼板202所包範圍內的混凝土達到設計強度後，相互咬合的鋼管201形成整體受力的板牆，鋼管支護架101形即施工完成。
[0043]待鋼管支護架施工完畢並達到設計強度後，即可開挖地下工程內部主體結構對應部位的土體,並在土體開挖後施做主體結構的各結構。由於地下工程內部主體結構的施工方法及施工步驟根據生產要求來指定，此處不再贅述。[0044]由上述方案可知，本實用新型中地下暗挖工程主體結構的鋼管支護架設置於整個暗挖施工工作面的外圍，實現對整個暗挖施工工作面的支撐，從而使地下暗挖工程主體結構對土體本身強度無要求。因此在埋深淺、跨度大、地下水位高等惡劣條件的軟弱地層中，本實用新型中的地下暗挖工程主體結構能夠很好的控制地面沉降，並使得暗挖施工過程的安全度大大提高。
[0045]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並非用於限制本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種地下暗挖工程主體結構，包括頂板、底板和兩側側牆，所述頂板、兩側側牆和底板圍成所述主體結構的主支架，其特徵在於，所述主體結構還包括鋼管支護架、中板、第一鋼管立柱和第二鋼管立柱，其中， 所述頂板上設有第一頂縱梁和第二頂縱梁，所述底板設有第一底縱梁和第二底縱梁，第一鋼管立柱設置於第一頂縱梁和第一底縱梁之間；第二鋼管立柱設置於第二頂縱梁和第二底縱梁之間； 兩側側牆上分別設有中縱梁，中板設置於兩側牆的中縱梁之間； 所述鋼管支護架設置於所述主支架的外圍。
2.根據權利要求1所述的地下暗挖工程主體結構，其中，所述鋼管支護架由若干相互咬合且外部焊接翼板的鋼管構成，相鄰鋼管和所述相鄰鋼管之間的翼板圍成封閉空間，所述封閉空間內灌注混凝土。
3.根據權利要求2所述的地下暗挖工程主體結構，其中，所述鋼管的兩側均焊接有兩塊翼板，所述兩塊翼板關於鋼管橫向軸線對稱，所述鋼管兩側的鋼管關於鋼管縱向軸線對稱。
4.根據權利要求2或3所述的地下暗挖工程主體結構，其中，所述鋼管的一側焊接槽鋼，與所述槽鋼相對的另一側焊接「T」型咬合件， 所述槽鋼上設有用於穿入相鄰鋼管的「T」型咬合件的缺口， 所述缺口的寬度小於所述「T」型咬合件上端的寬度。
5.根據權利要求1所述的地下暗挖工程主體結構，其特徵在於，所述每根鋼管上還設有預留孔，所述相鄰鋼管通過在預留孔內穿入連接件進行橫向連接。
6.根據權利要求5所述的地下暗挖工程主體結構，其中，所述連接件為短鋼筋或錨栓。
7.根據權利要求1所述的地下暗挖工程主體結構，其特徵在於，所述鋼管支護架與主支架之間還設有防水層。
【文檔編號】E21D15/02GK203476354SQ201320295472
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年5月27日 優先權日:2013年5月27日
【發明者】譚富聖, 陳學峰, 石山, 呂剛, 劉建友, 宋月光, 陳達, 馬福東, 趙巧蘭, 高玉蘭, 郭磊, 張礦三, 王婷, 李立, 王聰, 於晨昀 申請人:中鐵工程設計諮詢集團有限公司