用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法的製作方法

2023-12-09 05:13:46

專利名稱：用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於淺埋大型地下結構建造的施工方法，特別是一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，屬於地下結構施工領域。
背景技術：
現今修建橫穿道路的地鐵車站時，位於道路兩側的車站結構一般採用明挖法，道路下側則減小斷面大小採用較小斷面的隧道進行連接，車站的整體結構形式被分隔開，兩個獨立的結構通過隧道聯接，不能形成整體，結構形式有待改善。另外，近年來，大直徑、長距離管棚定向鑽進技術發展較為成熟，在大直徑、長距離管棚保護下進行較大規模的土方開挖成為可能，為修建橫穿道路的大斷面地鐵車站創造了條件。

發明內容

基於上述問題，本發明提出了一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其在淺埋暗挖大型地下結構施工中，採用大直徑的管棚形成管幕超前支護，承受上覆地層自重和路面車輛荷載，並通過斷面設計、合理配筋及材料選擇使其具有足夠的抗彎剛度，滿足變形控制要求；在開挖面採用全斷面注漿及玻璃纖維錨杆加固前方土體確保開挖面的穩定；在靠近開挖面處架設方便拆裝的預製臨時支撐框架結構，與主體結構進行應力轉換；在大直徑管幕及臨時支撐保護下、採用玻璃纖維錨杆加固開挖面土體進行較大規模的全斷面土方開挖，滿足大型地下結構快速、安全施工的要求。本發明採用的技術方案如下:一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其特徵在於:施工步驟為:步驟一:在擬建地下結構一端開挖豎井；步驟二:以豎井為工作室，在擬建地下結構一側水平施作大直徑密排管棚；步驟三:以豎井為工作室，在擬建地下結構一側水平施作玻璃纖維錨杆加固全部開挖範圍內土體；步驟四:所述大直徑密排管棚及玻璃纖維錨杆施作完畢後，施作車站主體結構的一部分，其包括第一排支柱及之間的頂板、中板及底板形成構架結構；步驟五:待主體結構強度達到要求後開挖加固範圍內土體至下一排支柱處；對開挖面進行全斷面注漿加固；靠第一排支柱往開挖側一定距離架設預製臨時支撐框架；步驟六:在預製臨時支撐框架及大直徑密排管棚的保護下將車站主體結構施作至下一排支柱處；待結構強度達到設計要求時拆除預製臨時支撐框架；步驟七:重複步驟五及步驟六至設計位置；步驟八:將車站主體結構與兩端結構相聯接，回填豎井，恢復路面。進一步地，所述步驟二中，所述大直徑密排管棚之間相互咬合，或採取平行於大直徑密排管棚的水平深孔注漿措施。
進一步地，所述步驟二中，所述大直徑密排管棚在不同的位置採用相同或不同的直徑。其中，採用全斷面注漿與玻璃纖維錨杆共同加固開挖範圍內土體。開挖過程是在已完成的主體結構、大直徑密排管棚和預製臨時支撐框架的共同保護下進行的。有益效果本發明提出的用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，在大直徑管幕及臨時支撐保護下、採用玻璃纖維錨杆加固開挖面土體進行較大規模的全斷面土方開挖，與道路兩側地下結構同樣採用大斷面，保證了地下結構的整體性。在管棚及支護結構保護下進行全斷面或大斷面開挖，施工速度快，工期短。僅佔用部分或不佔用綠化帶及人行道，避免了因大面積、長時間佔用道路而影響或中斷交通，管棚上覆地層內管線也不需要拆改。管棚內支護結構為預製，拆裝方便，可重複使用，經濟效益高。


圖1為本發明用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法的結構圖；圖2為圖1的1-1剖面圖；圖3 圖18為本發明各施工步序圖，其中，圖3為開挖豎井；圖5為施作大直徑密排管棚；圖7為施作玻璃纖維錨杆加固土體；圖9為施作第一排支柱範圍內的主體結構；圖11為開挖土體、架設預製臨時支撐；圖13施作結構主體並拆除臨時支撐；圖15為重複圖11、圖13內容至完成全部結構；圖17處理結構兩側，與道路兩側下方結構連接；圖4、圖
6、圖8、圖10、圖12、圖14、圖16、圖18分別對應圖3、圖5、圖7、圖9、圖11、圖13、圖15、圖17的1-1剖面圖。圖中，1、路面，2、地下管線，3、豎井，4、大直徑密排管棚，5、主體結構，6、玻璃纖維錨杆，7、預製臨時支撐框架。
具體實施例方式如圖1-18所示，為本發明的一個城市道路下淺埋雙層兩柱三跨地鐵車站實施例，採用本發明的用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其主體結構由現澆鋼筋混凝土組成(其結構組成如圖1-2所示)，其結構頂覆土厚度6.0m,開挖斷面尺寸為19.1mX 11.95m，長41m，並結合附圖，對本發明的施工步序作進一步具體說明。本實施例的具體施工步序為:第一步:在擬建地下結構一端開挖豎井3 (如圖3-4所示)。第二步:以豎井3為工作室，在擬建地下結構一側水平施作大直徑密排管棚4 (如圖5-6所示)，大直徑密排管棚之間相互咬合，且大直徑密排管棚在不同的位置採用相同的直徑。第三步:以豎井3為工作室，在擬建地下結構一側水平施作玻璃纖維錨杆6加固全部開挖範圍內土體(如圖7-8所示)。第四步:所述大直徑密排管棚4 及玻璃纖維錨杆6施作完畢後，施作車站主體結構5的一部分，包括第一排支柱及之間的頂板、中板及底板形成構架結構(如圖9-10所示)。
第五步:主體結構5強度達到要求後開挖加固範圍內土體至下一排支柱處；對開挖面進行全斷面注漿加固；靠支柱往開挖側一定距離架設預製臨時支撐框架7 (如圖11-12所示)。第六步:在預製臨時支撐框架7及大直徑密排管棚4的保護下將車站主體結構5施作至下一排支柱處；待結構強度達到設計要求時拆除預製臨時支撐框架7(如圖13-14所示)。第七步:重複第五步及第六步至設計位置(如圖15-16所示)。第八步:將結構與兩端結構相聯接，回填豎井3，恢復路面I (如圖17-18所示)。以上是本發明的一 個典型實施例，本發明的實施不限於此。
權利要求
1.一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其特徵在於:施工步驟為: 步驟一:在擬建地下結構一端開挖豎井(3)； 步驟二:以豎井(3)為工作室，在擬建地下結構一側水平施作大直徑密排管棚(4)； 步驟三:以豎井(3)為工作室，在擬建地下結構一側水平施作玻璃纖維錨杆(6)加固全部開挖範圍內土體； 步驟四:所述大直徑密排管棚(4)及玻璃纖維錨杆(6)施作完畢後，施作車站主體結構(5)的一部分，其包括第一排支柱及之間的頂板、中板及底板形成構架結構； 步驟五:待主體結構(5)強度達到要求後開挖加固範圍內土體至下一排支柱處；對開挖面進行全斷面注漿加固；靠第一排支柱往開挖側一定距離架設預製臨時支撐框架(7)； 步驟六:在預製臨時支撐框架(7)及大直徑密排管棚(4)的保護下將車站主體結構(5)施作至下一排支柱處；待結構強度達到設計要求時拆除預製臨時支撐框架(7)； 步驟七:重複步驟五及步驟六至設計位置； 步驟八:將車站主體結構(5)與兩端結構相聯接，回填豎井(3)，恢復路面(I)。
2.根據權利要求1所述的一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其特徵在於:所述步驟二中，所述大直徑密排管棚(4)之間相互咬合，或採取平行於大直徑密排管棚(4)的水平深孔注漿措施。
3.根據權利要 求1所述的一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其特徵在於:所述步驟二中，所述大直徑密排管棚(4)在不同的位置採用相同或不同的直徑。
4.根據權利要求1所述的一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其特徵在於:採用全斷面注漿與玻璃纖維錨杆(6)共同加固開挖範圍內土體。
5.根據權利要求1所述的一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其特徵在於:開挖過程是在已完成的主體結構(5)、大直徑密排管棚(4)和預製臨時支撐框架(7)的共同保護下進行的。
全文摘要
本發明涉及一種用於淺埋大型地下結構建造的全斷面開挖的管幕棚架法，其施工原理是通過設置大直徑管棚承受路面和地層的荷載，並保護地下管線；在開挖面採用注漿及玻璃纖維錨杆加固前方土體確保開挖面穩定；在靠近開挖面處架設預製臨時支撐框架結構；在頂部管棚及臨時預製支撐保護下，進行主體結構施工，完成臨時支撐框架結構的應力轉換。本發明的目的在於提供一種在城市道路下進行淺埋大型地下結構建造的一種新方法，技術合理可行，可操作性強，易於保證主體結構質量，施工安全快速，並減少對地面交通的影響和地下管線的拆，綜合效益顯著，具有重要工程應用價值和發展前景。
文檔編號E21D13/02GK103233753SQ20131016596
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者張明聚, 何歡, 劉義, 杜修力, 王妍 申請人:北京工業大學