一种明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程技术领域，具体涉及一种明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统。


背景技术：

2.高速铁路作为一种速度快、运量大、运输距离较长的交通方式，随着经济社会的不断发展，国内各地对高速铁路建设的需求量不断增大。由于高速铁路运营对安全性，舒适性等具有较高要求，因此临近高速铁路的各类工程都需要重视其建设过程对高速铁路的影响。小间距并行高速铁路的基坑，在围护结构成槽、基坑开挖等过程中均会不可避免地对高速铁路桥梁产生一定的影响，因此，需要设计一种可行的变形控制方法减小基坑开挖过程中产生的变形，进而减小其对临近高速铁路桥梁的影响。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统，该变形控制系统通过在桥墩以及土体中设置变形监测装置进行变形数据的采集，并通过在长条形基坑内的两侧地下连续墙之间设置两端分别具有伺服端头的钢支撑以实时调整钢支撑的轴力，以控制基坑的开挖变形。
4.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
5.一种明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统，涉及高速铁路的桥墩以及与所述高速铁路并行的长条形基坑，其特征在于所述变形控制系统包括设置在所述长条形基坑两侧的地下连续墙，靠近所述高速铁路一侧的所述地下连续墙与所述高速铁路的桥墩之间设置有至少一排隔离桩，所述隔离桩与靠近所述高速铁路一侧的所述地下连续墙之间经若干间隔布置的横撑连成整体；两侧的所述地下连续墙之间间隔设置有一混凝土支撑以及若干钢支撑，所述钢支撑的一端经第一伺服端头同靠近所述高速铁路一侧的所述地下连续墙连接、另一端经第二伺服端头同远离所述高速铁路一侧的所述地下连续墙连接。
6.各所述隔离桩的顶部施作有冠梁以将各所述隔离桩连成整体，所述横撑的一端连接在所述冠梁上、另一端连接在靠近所述高速铁路一侧的所述地下连续墙顶部。
7.所述高速铁路的桥墩中设置有变形监测装置，所述桥墩与靠近所述高速铁路一侧的所述地下连续墙之间的土体中也设置有变形监测装置。
8.所述变形监测装置与所述第一伺服端头和所述第二伺服端头连接通讯。
9.所述钢支撑的数量为2个，分别位于所述混凝土支撑的前方和后方，所述钢支撑的两端以及所述混凝土支撑的两端分别同所述地下连续墙的顶部相连接。
10.所述长条形基坑在长度方向上设置有若干道分隔墙。
11.本实用新型的优点是：
12.（1）通过隔离桩的设置减小围护结构成槽和开挖过程中基坑的变形：通过设置钻孔隔离桩阻碍地下连续墙成槽对高速铁路的影响；同时在基坑开挖过程中，隔离开挖应力
与变形传递；
13.（2）在基坑开挖过程中，从时空效应角度出发进行分区分层开挖，减小基坑无支撑暴露时间；同时采用伺服支撑系统，根据实测的变形数据调整支撑轴力，进一步减小基坑变形；
14.（3）通过以上多个方面，综合控制基坑开挖时围护结构的变形，减小基坑开挖对高速铁路的影响。
附图说明
15.图1为本实用新型中明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统平面示意图；
16.图2为本实用新型中明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统剖面示意图；
17.图3为本实用新型中明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统的施工步骤剖面示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
19.如图1
‑
3，图中各标记分别为：隔离桩1、冠梁2、地下连续墙3、伺服支撑系统4、横撑5、混凝土支撑6、第二伺服端头7、钢支撑8、第一伺服端头9、变形监测装置10、分隔墙11、分区12、分区13、桥墩14、托架15。
20.实施例：如图1、2、3所示，本实施例为一种明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统，涉及到高速铁路的桥墩14以及与高速铁路并行的长条形基坑，该变形控制系统包括长条形基坑的两侧所设置的地下连续墙3、用于阻隔长条形基坑开挖及地下连续墙3成槽引起土体扰动的应力与变形传递的隔离桩1以及用于根据实测变形自动调控支撑轴力的伺服支撑系统4。
21.如图1、2所示，在高速铁路的桥墩14与靠近高速铁路一侧的地下连续墙之间设置有一排隔离桩1，各隔离桩1均匀间隔排列并同高速铁路同样并行分布，且各隔离桩1的顶端部经冠梁2连成一排整体，在冠梁2与靠近高速铁路一侧的地下连续墙3的顶端之间沿基坑的长度方向间隔布置若干横撑5，横撑5两端分别同冠梁2和地下连续墙3固定连接，从而形成整体结构，在高速铁路与基坑之间，根据基坑围护结构深度确定隔离桩1的布置位置，在满足门式隔离的情况下尽量远离高速铁路；隔离桩1的桩底埋深应不小于地下连续墙3的底部埋深，同时需在施工过程中保证隔离桩1的垂直度。
22.如图1、2所示，在高速铁路的桥墩14内布置有变形监测装置10，同时在隔离桩1与地下连续墙3之间的土体中也布置有变形监测装置10，各变形监测装置用于实时监测变形信息并实时反馈，根据实测数据通过伺服支撑系统4实时调整钢支撑8的轴力。
23.如图1、2所示，在长条形基坑内的两侧地下连续墙3之间，设置有一混凝土支撑6，混凝土支撑6的两端分别连接两侧的地下连续墙3的顶端，在混凝土支撑6在长度方向的前后方分别布置有伺服支撑系统4，伺服支撑系统4由钢支撑8以及位于所述钢支撑8两端的第
一伺服端头9和第二伺服端头7组成，钢支撑8的两端伺服端头分别同两侧的地下连续墙3顶端连接固定。此外，根据变形控制要求等因素并结合施工工期及工程造价确定沿基坑长度方向的分区宽度，并在各分区之间设置分隔墙11，分隔墙11尽量设置在高速铁路的桥墩14等重点保护区域，为确保施工进度，各分区进行间隔开挖，包括分区12和分区13。
24.如图1
‑
3所示，本实施例中明挖长条形基坑小间距并行高速铁路的变形控制系统包括以下施工步骤：
25.（1）首先，收集资料、调研，综合考虑实际的土层特征、高速铁路的桥墩14位置和基坑深度等在高速铁路与地下连续墙之间合理确定隔离桩1位置，隔离桩1为钻孔灌注桩，尽量使钻孔隔离桩1布置位置远离高速铁路，并在施工过程中保证其垂直度，以更好地发挥钻孔隔离桩的隔离作用，同时减小施工难度。隔离桩1施工完成后，施作其冠梁2，增加隔离桩1的整体性，同时在冠梁2施工过程中预留横撑5钢筋，以便于其与地下连续墙3连接。
26.（2）进行地下连续墙3施工，成槽清孔后吊入地下连续墙3的钢筋笼，并浇筑混凝土完成地下连续墙3的施工。
27.（3）对长条形基坑进行分区开挖，根据变形控制要求、施工工期和工程造价等因素沿基坑长度方向分区，在各开挖区之间设置分隔墙11，分隔墙11尽量设置在高速铁路桥墩14等重点保护区域。为确保施工进度，各分区进行间隔开挖，即先开挖分区12，待分区12的内衬结构施工后再开挖分区13。待整个基坑结构施工完成后，拆除分隔墙11。在各开挖区中，进一步采用分层分块开挖方式：
28.第一道支撑使用混凝土支撑6以控制基坑变形，在其施工完成后，对剩余土方进行竖向分层以及横向分块，将待开挖土方分为上下两层，并在此基础上分块为a1~a8等开挖分块，在各分块的开挖过程中采用放坡开挖，放坡坡度根据实际的土层条件确定。首先开挖位于上层的a1~a4区域土方，在该部分土方开挖全部完成后，再开挖位于下层的a5~a8部分土方。
29.从基坑远离高速铁路侧向靠近高速铁路侧开挖，即按照a1~a4的顺序进行第一层土方的开挖：首先开挖a1分区，放坡开挖坡脚位于钢支撑8设计位置下方0.5m处，在开挖一定距离后，安装远离高速铁路一侧的第二伺服端头7，在土体开挖的同时在已完成开挖部分安装钢支撑托架15，并以此为基础进行钢支撑8的组装；在完成该层土体的开挖后，在靠近高速铁路一侧的地下连续墙3附近安装变形监测装置10和第一伺服端头9，并将钢支撑8安装至靠近高速铁路一侧的伺服端头9上。根据上述施工顺序不断循环直至开挖至设计坑底标高，之后施作该分区的内衬结构并在完成后按相同步骤进行下一分区13的施工。在开挖过程中需要实时根据变形监测装置10测得的数据实时调整钢支撑8的轴力。
30.本实施例中的变形控制系统综合利用隔离桩、伺服支撑系统、分区开挖等手段，首先为阻隔基坑开挖及地连墙成槽引起土体扰动的应力与变形传递，在靠近高速铁路一侧设置隔离桩，根据地下连续墙深度合理确定隔离桩位置，然后采用伺服支撑系统根据实测变形实时调控支撑轴力，最后结合实际工程情况，从“时空效应”入手，通过分区开挖减小同一时间的基坑开挖空间尺寸，针对每个分区进一步通过分层分块开挖减小基坑开挖过程中无支撑暴露时间，减小基坑开挖对高速铁路桥梁的影响，确保基坑施工与临近高速铁路运行安全。