大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及隧道工程施工技术领域，具体涉及一种大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构及其施工方法。


背景技术：

2.地铁隧道多修建于城市人流、交通量大的繁华区域，所以地铁车站过街通道多采用矿山法暗挖形式。现阶段对处于黄土地区的iv、v类围岩的地铁暗挖通道，在通道初期支护施工期间，特别是隧道马头门或地层条件较差的地段，采用大管棚 格栅钢架的支护形式，管棚在暗挖通道开挖前打设，并设置于格栅钢架外侧。
3.由于暗挖通道处于城市道路下方，通道顶管线众多，采用传统方式打设的大管棚需要占用隧道轮廓外空间，当暗挖通道上方距离管道或其他构筑物较近时，通常管棚无法打设或由于打设管棚需降低通道净空，给施工安全带来一定风险，并降低了通道的运营体验。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构及其施工方法，解决空间受限时管棚支护侵占通道轮廓以外空间的问题，增加结构净空。
5.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
6.大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构，其特征在于：
7.所述结构包括沿通道轮廓线间隔设置的纵向的钢管，作为大管棚；钢管外侧设置有迎土侧格栅网片，钢管内侧设置有背土侧格栅网片；
8.所述迎土侧格栅网片上间隔设置有迎土侧可活动u型钢筋，所述背土侧格栅网片上间隔设置有背土侧可活动u型钢筋；迎土侧可活动u型钢筋的活动端与背土侧可活动u型钢筋的活动端上下连接，与迎土侧格栅网片和背土侧格栅网片组成格栅钢架；
9.所述格栅钢架内喷射混凝土进行填充，形成大管棚、格栅钢架和喷射混凝土共同受力的暗挖通道支护结构。
10.所述迎土侧格栅网片和背土侧格栅网片均包括前后布置的两根长钢筋，两根长钢筋沿通道轮廓线设置并前后对应；前后两根长钢筋之间间隔设置有不可活动u型钢筋，不可活动u型钢筋的两端分别焊接固定到前后两根长钢筋上，组成格栅网片。
11.所述迎土侧可活动u型钢筋的两端通过细铁丝的缠绕连接在迎土侧格栅网片的两根长钢筋上，所述背土侧可活动u型钢筋的两端通过细铁丝的缠绕连接在背土侧格栅网片的两根长钢筋上。
12.拆掉细铁丝后的迎土侧可活动u型钢筋向下旋转并外箍于迎土侧格栅网片的两根长钢筋外，拆掉细铁丝后的背土侧可活动u型钢筋向上旋转并外箍于背土侧格栅网片的两根长钢筋外，迎土侧可活动u型钢筋的两端与背土侧可活动u型钢筋的两端上下焊接固定。
13.大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构施工方法，其特征在于：
14.所述方法包括以下步骤：
15.步骤1：施工前，沿通道轮廓线间隔打设纵向的钢管；
16.步骤2：通过细铁丝，将迎土侧可活动u型钢筋间隔固定于迎土侧格栅网片，并放置于钢管迎土侧；
17.步骤3：通过细铁丝，将背土侧可活动u型钢筋间隔固定于背土侧格栅网片，并放置于钢管背土侧；
18.步骤4：将迎土侧可活动u型钢筋顺时针旋转90
°
、背土侧可活动u型钢筋逆时针旋转90
°
后，将其自由端焊接连接，组合成为格栅钢架；
19.步骤5：在格栅钢架内进行喷射混凝土填充，形成由大管棚、格栅钢架、喷射混凝土共同受力的叠合结构。
20.迎土侧格栅网片和背土侧格栅网片在打设钢管前预制，格栅网片包括前后两根长钢筋，两根长钢筋之间通过不可活动u型钢筋焊接连接，不可活动u型钢筋与长钢筋共面组成格栅网片。
21.步骤4中，迎土侧可活动u型钢筋和背土侧可活动u型钢筋旋转后上下对接，组成矩形箍筋外箍于四根长钢筋外。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.1、本发明在迎土侧和背土侧设置了可活动u型钢筋，旋转连接后将迎土侧和背土侧格栅网片连接成格栅钢架，并使其与位于格栅钢架中的钢管叠合为一体，组成管棚穿插在格栅钢架内部的结构形式，减少了管棚的占用空间，进而缩小了支护结构的体积，解决了困难条件下小距离甚至零距离下穿管线或其他构筑物的难题。
24.2、本发明在格栅钢架内进行喷射混凝土填充，形成由管棚、格栅钢架、喷射混凝土共同受力的叠合结构，增加了格栅钢架的整体性和刚度。
25.3、本发明的结构形式和施工方法，还可以有效缩短工期，减少节省施工材料，并减少施工风险。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
27.图1是可活动u型钢筋未旋转前的支护结构正视图。
28.图2是可活动u型钢筋未旋转前的支护结构俯视图。
29.图3是可活动u型钢筋旋转连接后的支护结构正视图。
30.图4是可活动u型钢筋旋转连接后的支护结构俯视图。
31.图中标识为：
32.1.钢管；2.长钢筋；3.细铁丝；4.迎土侧可活动u型钢筋；5.背土侧可活动u型钢筋；6.不可活动u型钢筋。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
34.本发明提供了一种大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构，所述结构包括钢管1、格栅网片和可活动u型钢筋。
35.如图1所示，钢管1沿通道轮廓线间隔布置，纵向设置，作为大管棚。钢管1直径根据设计要求取外径89-219mm不等，钢管1间距根据设计要求取400-1000mm不等，需在隧道开挖前沿初期支护轮廓线中线打设。
36.如图2所示，格栅网片包括迎土侧格栅网片和背土侧格栅网片，钢管1外侧的为迎土侧格栅网片，钢管1内侧的为背土侧格栅网片。迎土侧格栅网片和背土侧格栅网片的结构形式相同，均包括前后布置的两根长钢筋2，两根长钢筋2沿通道轮廓线设置并前后对应，迎土侧和背土侧的长钢筋共四根，横截面呈的矩形布置。前后两根长钢筋2之间间隔设置有不可活动u型钢筋6，不可活动u型钢筋6的两端分别焊接固定到前后两根长钢筋2上，组成格栅网片。格栅网片需在打设钢管1前预制，不可活动u型钢筋6与长钢筋2共面组成格栅网片。
37.迎土侧格栅网片上间隔设置有迎土侧可活动u型钢筋4，所述背土侧格栅网片上间隔设置有背土侧可活动u型钢筋5；迎土侧可活动u型钢筋4的活动端与背土侧可活动u型钢筋5的活动端上下连接，与迎土侧格栅网片和背土侧格栅网片组成格栅钢架。如图2所示，迎土侧可活动u型钢筋4的两端通过细铁丝3的缠绕连接在迎土侧格栅网片的两根长钢筋2上，同样的，所述背土侧可活动u型钢筋5的两端通过细铁丝3的缠绕连接在背土侧格栅网片的两根长钢筋2上。如图3和图4，拆掉细铁丝3后的迎土侧可活动u型钢筋4可向下旋转并外箍于迎土侧格栅网片的两根长钢筋2外，拆掉细铁丝3后的背土侧可活动u型钢筋5可向上旋转并外箍于背土侧格栅网片的两根长钢筋2外，迎土侧可活动u型钢筋4的两端与背土侧可活动u型钢筋5的两端上下焊接固定，组成矩形箍筋外箍于四根长钢筋2外。
38.最后，在格栅钢架内喷射混凝土进行填充，形成大管棚、格栅钢架和喷射混凝土共同受力的暗挖通道支护结构，其中，钢管1穿插于格栅钢架内，而不是位于格栅钢架外侧或内侧，不仅缩小了占用空间，还增加了格栅钢架的稳定性和刚度。由于地下暗挖通道多位于城市道路下方，既有的格栅钢架外侧打设大管棚的结构方案无法有效解决近距离下穿管线或地下结构构筑物问题，而本发明将大管棚与格栅钢架组合起来叠合设置，可以很好的解决地下暗挖通道在近距离和零距离下穿管线或地下构筑物的问题。
39.上述大管棚与格栅钢架叠合的暗挖通道支护结构施工方法，包括以下步骤：
40.步骤1：施工前，沿通道轮廓线间隔打设纵向的钢管1；
41.步骤2：通过细铁丝3，将迎土侧可活动u型钢筋4间隔固定于迎土侧格栅网片，并放置于钢管1迎土侧；
42.步骤3：通过细铁丝3，将背土侧可活动u型钢筋5间隔固定于背土侧格栅网片，并放置于钢管2背土侧；
43.步骤4：将迎土侧可活动u型钢筋4顺时针旋转90
°
、背土侧可活动u型钢筋5逆时针旋转90
°
后，将其自由端焊接连接，组合成为格栅钢架；
44.步骤5：在格栅钢架内进行喷射混凝土填充，形成由大管棚、格栅钢架、喷射混凝土共同受力的叠合结构。
45.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。