一种地下暗挖工程主体结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种地下暗挖工程主体结构，包括顶板、底板和两侧侧墙，顶板、两侧侧墙和底板围成主体结构的主支架，主体结构还包括钢管支护架、中板、第一钢管立柱和第二钢管立柱。顶板上设有第一顶纵梁和第二顶纵梁，底板设有第一底纵梁和第二底纵梁，第一钢管立柱设置于第一顶纵梁和第一底纵梁之间；第二钢管立柱设置于第二顶纵梁和第二底纵梁之间；两侧侧墙上分别设有中纵梁，中板设置于两侧墙的中纵梁之间；钢管支护架设置于主支架的外围。本实用新型中的钢管支护架对暗挖施工工作面进行支撑，使地下暗挖工程主体结构对土体强度要求低，因此本实用新型能够很好的控制地面沉降，并使暗挖施工过程的安全度大大提高。
【专利说明】一种地下暗挖工程主体结构【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道及地下工程设计与施工【技术领域】，具体为一种施工于埋深浅、围岩软弱条件下的地下暗挖工程主体结构。
【背景技术】
[0002]随着我国社会经济的快速持续发展，国内许多大中城市都已开始了大规模的地铁建设和地下空间开发。对于地下工程施工，通常采用明挖法，然而市中心区商业、企业、金融、民居等楼宇密集、交通繁忙、地价昂贵、加之密集的地下管线及地下构筑物的制约，使部分工程难以采用明挖施工，因此，国内地铁建设中，暗挖地铁工程的比例呈增长趋势。
[0003]由于地质条件不同，暗挖地铁工程的结构形式和所采用的施工方法差异较大，因此我国地下空间建设中的结构形式也呈现出多样性的特点。目前国内应用较多的暗挖工法包括中洞法、PBA工法、洞桩法、双侧壁导坑法，CRD法等，这些方法的共同特点是开挖过程超前支护短或刚度不足，需要掌子面有一定的自稳能力，如果掌子面自稳能力不足，需要对掌子面地层进行加固，因此利用上述工法施工完成的地下工程结构在埋深浅、跨度大、地下水位高的软弱地层内，并不能很好地控制地面沉降、无法避免上部管线及重要建筑物变形等问题，严重时甚至还会发生坍塌事故，造成人员伤亡。
[0004]由上可知，有必要提供一种地下暗挖工程主体结构，其可应用于任何软弱地层，尤其在埋深浅、跨度大、地下水位高的软弱地层内可以很好地控制地面沉降，提高暗挖施工过程的安全度。
实用新型内容
[0005]本实用新型的发明目的在于提供了一种可应用于任何软弱地层，尤其在埋深浅、跨度大、地下水位高的软弱地层内可以很好地控制沉降，提高暗挖施工过程的安全度。
`[0006]根据本实用新型的实施例，提供了一种地下暗挖工程主体结构，包括:顶板、底板和两侧侧墙，所述顶板、两侧侧墙和底板围成所述主体结构的主支架，所述主体结构还包括钢管支护架、中板、第一钢管立柱和第二钢管立柱，其中，
[0007]所述顶板上设有第一顶纵梁和第二顶纵梁，所述底板设有第一底纵梁和第二底纵梁，第一钢管立柱设置于第一顶纵梁和第一底纵梁之间；第二钢管立柱设置于第二顶纵梁和第二底纵梁之间；
[0008]两侧侧墙上分别设有中纵梁，中板设置于两侧墙的中纵梁之间；
[0009]所述钢管支护架设置于所述主支架的外围。
[0010]其中，所述钢管支护架由若干相互咬合且外部焊接翼板的钢管构成，相邻钢管和所述相邻钢管之间的翼板围成封闭空间，所述封闭空间内灌注混凝土。
[0011]所述钢管的两侧均焊接有两块翼板，所述两块翼板关于钢管横向轴线对称，所述钢管两侧的钢管关于钢管纵向轴线对称。
[0012]所述钢管的一侧焊接槽钢，与所述槽钢相对的另一侧焊接“T”型咬合件，[0013]所述槽钢上设有用于穿入相邻钢管的“T”型咬合件的缺口，
[0014]所述缺口的宽度小于所述“T”型咬合件上端的宽度。
[0015]进一步地，所述每根钢管上还设有预留孔，所述相邻钢管通过在预留孔内穿入连接件进行横向连接。
[0016]优选地，所述连接件为短钢筋或锚栓。
[0017]更进一步地，所述钢管支护架与主支架之间还设有防水层。
[0018]由上可知，本实用新型中地下暗挖工程主体结构的钢管支护架设置于整个暗挖施工工作面的外围，实现对整个暗挖施工工作面的支撑，从而使地下暗挖工程主体结构对土体本身强度无要求。因此在埋深浅、跨度大、地下水位高等恶劣条件的软弱地层中，本实用新型中的地下暗挖工程主体结构能够很好的控制地面沉降，并使得暗挖施工过程的安全度大大提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
[0020]图1示出了本实用新型中地下暗挖工程主体结构的结构示意图；
[0021]图2示出了示出了钢管支护架中相互咬合的钢管的截面图；
[0022]图3示出了钢管支护架的施工步骤流程图。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
[0024]本实用新型中的地下暗挖工程主体结构考虑在整个暗挖施工工作面的外围设置钢管支护架，实现对整个暗挖施工工作面的支撑，以使地下暗挖工程主体结构对土体本身强度无要求，从而适用于埋深浅、跨度大、地下水位高等恶劣条件的软弱地层中。
[0025]图1示出了本实用新型中地下暗挖工程主体结构的结构示意图。如图1所示，地下暗挖工程主体结构包括钢管支护架101、顶板102、中板103、底板104、第一钢管立柱105、第二钢管立柱106和两侧侧墙107，其中，
[0026]顶板102、两侧侧墙107和底板104围成地下工程的主支架；
[0027]顶板102设有第一顶纵梁108和第二顶纵梁109，底板104设有第一底纵梁110和第二底纵梁111，第一钢管立柱105设置于第一顶纵梁108和第一底纵梁110之间；第二钢管立柱106设置于第二顶纵梁109和第二底纵梁111之间；
[0028]两侧侧墙107上分别设有中纵梁112，中板103设置于两侧墙107的中纵梁112之间。
[0029]钢管支护架101设置于主支架的外围，用于为地下工程暗挖施工时提供支护。其中，
[0030]进一步地，钢管支护架101与主支架之间设有防水层(图中未显示)。其中，所述防水层包括顶板102与钢管支护架101之间的顶板102防水层、底板104下侧的底板104防水层及两侧侧墙107与钢管支护架101之间的侧墙防水层。
[0031]钢管支护架101包括相互咬合的钢管201。图2示出了钢管支护架中相互咬合的钢管的截面图。如图2所示，钢管201外部的左右两侧分别焊接有两块翼板202，两块翼板202关于钢管横向轴线对称且两者之间的距离小于钢管的直径，左右两侧的翼板202关于钢管纵向轴线对称。相邻钢管201之间的翼板202相互搭接，使得相邻钢管和相邻钢管之间的翼板围成封闭空间。该封闭空间内灌注有混凝土(图中未显示)。
[0032]同时，钢管201的一侧、两块翼板202之间还焊接有槽钢203、另一侧的两块翼板202之间还焊接有“T”型咬合件204。槽钢203上设有用于穿入相邻钢管的“T”型咬合件的缺口。“T”型咬合件204的上端宽度大于槽钢203的缺口的宽度。
[0033]进一步地，每个钢管201上还开有若干预留孔(图中未示出)。相邻钢管之间通过在预留孔内穿入连接件205实现横向连接，其中，连接件205的两端安装加强螺栓。本实用新型实施例中，连接件205为短钢筋或锚栓。
[0034]本实用新型中的钢管支护架在地下工程暗挖施工前施作。
[0035]下面对钢管支护架的施工步骤进行详细阐述。图3示出了钢管支护架的施工步骤流程图。如图3所示，包括以下步骤:
[0036]S301:在地下工程外侧的工作坑内沿地下工程结构的顶部及两侧边外围均匀顶进若干本实用新型中相互咬合且外部焊接翼板的钢管201。
[0037]钢管201采用顶进法施工，钢管201顶进施工时要控制好方向，不得偏转。待钢管201施工完毕后，相邻钢管201之间相互咬合且相邻钢管201之间的翼板使相邻钢管201之间的空间实现封闭。优选地，本实用新型中相邻钢管201之间平行顶进且间距相等，其间距的长度由施工要求确定。本实施例中使用的钢管201直径为0.8?1.0m。
[0038]S302:顶进过程中及时挖除钢管201内及相邻钢管翼板202所包范围内的土体，并利用连接件将相邻钢管201横向连接。
[0039]利用连接件将相邻钢管201横向连接具体为:在一根钢管201内将连接件由该钢管201的预留孔穿出，并穿入相邻钢管201的预留孔，并在连接件的两端安装加强螺栓，从而将相邻的两根钢管201连接。
[0040]S303:封闭钢管201两端及相邻钢管与翼板202所包范围的两端，并向钢管201及相邻钢管翼板202所包范围内浇筑混凝土。
[0041]相邻钢管201依次连接后，利用封堵板封闭钢管201及相邻钢管翼板202所包范围的两端。待钢管201及相邻钢管翼板所包范围封闭后，在一端插入混凝土浇灌管，另一端插入排气管，并由浇灌管向钢管201及相邻钢管翼板202所包范围内浇灌混凝土。
[0042]S304:待钢管201及相邻钢管与翼板202所包范围内的混凝土达到设计强度后，相互咬合的钢管201形成整体受力的板墙，钢管支护架101形即施工完成。
[0043]待钢管支护架施工完毕并达到设计强度后，即可开挖地下工程内部主体结构对应部位的土体,并在土体开挖后施做主体结构的各结构。由于地下工程内部主体结构的施工方法及施工步骤根据生产要求来指定，此处不再赘述。[0044]由上述方案可知，本实用新型中地下暗挖工程主体结构的钢管支护架设置于整个暗挖施工工作面的外围，实现对整个暗挖施工工作面的支撑，从而使地下暗挖工程主体结构对土体本身强度无要求。因此在埋深浅、跨度大、地下水位高等恶劣条件的软弱地层中，本实用新型中的地下暗挖工程主体结构能够很好的控制地面沉降，并使得暗挖施工过程的安全度大大提高。
[0045]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种地下暗挖工程主体结构，包括顶板、底板和两侧侧墙，所述顶板、两侧侧墙和底板围成所述主体结构的主支架，其特征在于，所述主体结构还包括钢管支护架、中板、第一钢管立柱和第二钢管立柱，其中， 所述顶板上设有第一顶纵梁和第二顶纵梁，所述底板设有第一底纵梁和第二底纵梁，第一钢管立柱设置于第一顶纵梁和第一底纵梁之间；第二钢管立柱设置于第二顶纵梁和第二底纵梁之间； 两侧侧墙上分别设有中纵梁，中板设置于两侧墙的中纵梁之间； 所述钢管支护架设置于所述主支架的外围。
2.根据权利要求1所述的地下暗挖工程主体结构，其中，所述钢管支护架由若干相互咬合且外部焊接翼板的钢管构成，相邻钢管和所述相邻钢管之间的翼板围成封闭空间，所述封闭空间内灌注混凝土。
3.根据权利要求2所述的地下暗挖工程主体结构，其中，所述钢管的两侧均焊接有两块翼板，所述两块翼板关于钢管横向轴线对称，所述钢管两侧的钢管关于钢管纵向轴线对称。
4.根据权利要求2或3所述的地下暗挖工程主体结构，其中，所述钢管的一侧焊接槽钢，与所述槽钢相对的另一侧焊接“T”型咬合件， 所述槽钢上设有用于穿入相邻钢管的“T”型咬合件的缺口， 所述缺口的宽度小于所述“T”型咬合件上端的宽度。
5.根据权利要求1所述的地下暗挖工程主体结构，其特征在于，所述每根钢管上还设有预留孔，所述相邻钢管通过在预留孔内穿入连接件进行横向连接。
6.根据权利要求5所述的地下暗挖工程主体结构，其中，所述连接件为短钢筋或锚栓。
7.根据权利要求1所述的地下暗挖工程主体结构，其特征在于，所述钢管支护架与主支架之间还设有防水层。
【文档编号】E21D15/02GK203476354SQ201320295472
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年5月27日 优先权日:2013年5月27日
【发明者】谭富圣, 陈学峰, 石山, 吕刚, 刘建友, 宋月光, 陈达, 马福东, 赵巧兰, 高玉兰, 郭磊, 张矿三, 王婷, 李立, 王聪, 于晨昀 申请人:中铁工程设计咨询集团有限公司