一種在初期支護(hù)條件下隧道側(cè)墻開馬頭門的加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種在初期支護(hù)條件下隧道側(cè)墻開馬頭門的加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括在馬頭門部位前后沿隧道環(huán)向設(shè)置的貼壁框架梁和沿馬頭門部位、側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設(shè)置的貼壁縱向加強(qiáng)梁，貼壁環(huán)梁和貼壁縱強(qiáng)梁共同形成空間框架結(jié)構(gòu)體系，用于承擔(dān)初期支護(hù)破除后的受力轉(zhuǎn)換。此種“貼壁空間框架”形成的封閉、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)受力體系，有效承擔(dān)了豎井馬頭門初支破除后的受力轉(zhuǎn)換，對圍巖的穩(wěn)定起到了約束作用，成功地實(shí)現(xiàn)了初期支護(hù)的受力轉(zhuǎn)換及暗挖隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的進(jìn)洞，極大地提高了施工工效、降低了暗挖進(jìn)洞難度和風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】一種在初期支護(hù)條件下隧道側(cè)墻開馬頭門的加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地下建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種初期支護(hù)條件下的隧道側(cè)墻開馬頭門進(jìn)洞施工側(cè)向隧道時(shí)，開口部位的加強(qiáng)環(huán)支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在暗挖隧道的側(cè)墻開馬頭門修建側(cè)向隧道是地下工程中不可避免的一項(xiàng)工作，由于側(cè)墻開口部位的結(jié)構(gòu)將受到削弱，且開口部位的結(jié)構(gòu)體系受力復(fù)雜，為確保安全，以往通常要求在完成隧道完成二次襯砌、并預(yù)留好二襯馬頭門結(jié)構(gòu)后，才能破除初期支護(hù)、進(jìn)洞開挖側(cè)向隧道。這種做法的施工工期較長，對于建設(shè)周期緊張的項(xiàng)目、對提高工作效率有一定的影響。
[0003]在初期支護(hù)條件下直接開口施工側(cè)向隧道雖然能夠節(jié)省一定的時(shí)間，但在施工安全方面沒有保證。
[0004]為解決隧道側(cè)墻開馬頭門時(shí)在工期和安全方面的矛盾，提出了一種利用初期支護(hù)作為基本承載結(jié)構(gòu)，在開口部位進(jìn)行縱向和環(huán)向加固的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方式，有效解決了在初期支護(hù)條件下側(cè)墻開口的問題，能有效減小施工難度、控制施工風(fēng)險(xiǎn)，大大提高施工作業(yè)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供在初期支護(hù)條件下，隧道側(cè)墻開馬頭門的一種新的結(jié)構(gòu)受力體系替代傳統(tǒng)的二次襯砌馬頭門結(jié)構(gòu)的開口做法。
[0006]由于隧道的初期支護(hù)均為環(huán)向封閉的、一榀一榀鋼拱架排列組成的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，在不施作二次襯砌就破除初期支護(hù)的情況下，隧道承載體系和整體穩(wěn)定性遭受破壞，以此初支破壞后所釋放的內(nèi)力及變形，必須通過建立一種新的結(jié)構(gòu)體系達(dá)到平衡，本實(shí)用新型通過建立一種復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)形成新的平衡體系，即利用緊貼初期支護(hù)的縱向和橫向空間加強(qiáng)環(huán)梁作為在初期支護(hù)條件下開口的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)快速、安全進(jìn)洞施工側(cè)向隧道的目的。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0008]一種在隧道初期支護(hù)側(cè)墻開馬頭門部位的臨時(shí)空間支撐結(jié)構(gòu)，包括在馬頭門部位前后沿隧道環(huán)向設(shè)置的貼壁框架梁和沿馬頭門部位、側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設(shè)置的貼壁縱向加強(qiáng)梁，貼壁環(huán)梁和貼壁縱強(qiáng)梁共同形成空間框架結(jié)構(gòu)體系，用于承擔(dān)初期支護(hù)破除后的受力轉(zhuǎn)換。
[0009]上述臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施步序?yàn)?隧道在采用暗挖CRD法開挖、初支施工完成后，根據(jù)側(cè)向進(jìn)洞隧道的開挖輪廓，沿側(cè)向隧道開口的兩側(cè)及側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設(shè)置的貼壁的縱、環(huán)向空間環(huán)梁，形成封閉、穩(wěn)定的空間框架受力體系，此體系形成后，再破除隧道初支結(jié)構(gòu)進(jìn)行側(cè)向隧道的開挖。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:“貼壁空間框架”形成的封閉、穩(wěn)定的空間框架受力體系，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，與隧道初支結(jié)構(gòu)形成很好的整體性，有效承擔(dān)了隧道馬頭門初支破除后的轉(zhuǎn)換受力，對圍巖的穩(wěn)定起到了約束作用，極大地提高了施工工效、降低了暗挖進(jìn)洞難度和風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)踐證明，這種在初期支護(hù)條件下直接開口施工側(cè)向隧道方式的成功實(shí)施，不僅安全、可靠，而且比傳統(tǒng)的二次襯砌馬頭門進(jìn)洞方式，工期能節(jié)約20%以上，效益顯著，有較好的應(yīng)用價(jià)值和推廣意義。
[0011]本技術(shù)適用于隧道在初期支護(hù)條件下開各種大小、各種型式、采用不同施工工法進(jìn)洞的馬頭門結(jié)構(gòu)，包括側(cè)向進(jìn)洞開挖單層單洞、多層多跨隧道的各種開挖大小的隧道，側(cè)向進(jìn)洞開挖的隧道，其施工工法可以是目前暗挖土層隧道所采用的所有施工工法，包括全斷面開挖法、中隔壁法、交叉中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、側(cè)洞法、柱洞法、洞樁逆作法、洞柱逆作法、一次扣拱法等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是暗挖隧道側(cè)向開挖單層單洞隧道(全斷面開挖法)初支進(jìn)洞示意圖；
[0013]圖2是暗挖隧道側(cè)向開挖單層單洞隧道(全斷面開挖法)初支進(jìn)洞側(cè)視圖；
[0014]圖3是暗挖隧道側(cè)向開挖單層雙洞隧道(雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、全斷面開挖法)初支進(jìn)洞示意圖；
[0015]圖4是暗挖隧道側(cè)向開挖單層雙洞隧道(雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、全斷面開挖法)初支進(jìn)洞側(cè)視圖；
[0016]圖5是暗挖隧道側(cè)向開挖多層多跨隧道(洞樁逆作法)初支進(jìn)洞示意圖；
[0017]圖6是暗挖隧道側(cè)向開挖多層多跨隧道(洞樁逆作法)初支進(jìn)洞側(cè)視圖；
[0018]圖7是貼壁環(huán)梁、貼壁縱梁與暗挖隧道側(cè)壁連接節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)①)示意圖；
[0019]圖8是貼壁環(huán)梁與暗挖隧道臨時(shí)仰拱相交節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)②)示意圖；
[0020]圖9是暗挖隧道初期支護(hù)與側(cè)向隧道初期支護(hù)連接節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)③)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]1.暗挖隧道初期支護(hù)；2.暗挖隧道臨時(shí)仰拱；3.暗挖隧道中隔壁；4.貼壁環(huán)梁；
5.貼壁縱梁；6.暗挖隧道端墻；7.側(cè)向隧道初期支護(hù)；8.貼壁環(huán)梁、貼壁縱梁主筋；9.貼壁環(huán)梁、貼壁縱梁箍筋；10.預(yù)埋連接筋；11.暗挖隧道格柵主筋；12.暗梁；13.暗梁箍筋；14.側(cè)向隧道格柵縱向連接筋。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0024]貼壁環(huán)梁4和貼壁縱梁5在馬頭門開洞過程中，對暗挖隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和環(huán)境變形控制等起到了重要作用。如何采取措施保證貼壁環(huán)梁4和縱梁5自身的穩(wěn)定性，以及與暗挖隧道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，保證體系轉(zhuǎn)換過程中傳力可靠，是工程成功的關(guān)鍵。
[0025](I)貼壁環(huán)梁4和貼壁縱梁5的設(shè)置:沿側(cè)向隧道導(dǎo)洞的輪廓周圈貼壁設(shè)置，形成空間框架體系，使之與暗挖隧道原支護(hù)結(jié)構(gòu)形成整體，共同受力；同時(shí)應(yīng)兼顧施工方便與快捷。
[0026](2)貼壁環(huán)梁4、貼壁縱梁5與暗挖隧道初期支護(hù)I的連接(節(jié)點(diǎn)①):暗挖隧道初期支護(hù)I施工時(shí)，須在格柵內(nèi)預(yù)埋連接鋼筋9，或與暗挖隧道格柵鋼筋焊接牢固。[0027](3)貼壁環(huán)梁4與暗挖隧道臨時(shí)仰拱2相交處節(jié)點(diǎn)處理(節(jié)點(diǎn)②):在貼壁環(huán)梁4與暗挖隧道臨時(shí)仰拱2相交處，環(huán)梁4的鋼筋須貫通，可采用以下兩種措施實(shí)現(xiàn):一是暗挖隧道施工時(shí)，在臨時(shí)仰拱2相應(yīng)位置預(yù)留貼壁環(huán)梁主筋8，后做的加強(qiáng)梁主筋與其焊接；二是暗挖隧道臨時(shí)仰拱2與貼壁環(huán)梁4相交部位后噴射混凝土，環(huán)梁主筋后插，相交部位混凝土與貼壁環(huán)梁4混凝土一同噴射。
[0028](4)暗挖隧道初期支護(hù)I與側(cè)向隧道初期支護(hù)7的連接(節(jié)點(diǎn)③):為提高側(cè)向隧道初期支護(hù)7的縱向穩(wěn)定性，保證與暗挖隧道初期支護(hù)I可靠連接。暗挖隧道初期支護(hù)I破除后，保留足夠長度的格柵主筋11，沿馬頭門四周施作暗梁12，預(yù)留格柵主筋11與暗梁箍筋13焊接牢固。暗梁12施作時(shí)，預(yù)埋側(cè)向隧道格柵縱向連接筋14，連接筋14與暗梁箍筋13焊接牢固。
【權(quán)利要求】
1.一種在初期支護(hù)條件下隧道側(cè)墻開馬頭門的加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)包括貼壁框架梁和貼壁縱向加強(qiáng)梁，所述貼壁框架梁在馬頭門前后部位沿隧道環(huán)向設(shè)置，所述貼壁縱向加強(qiáng)梁沿馬頭門部位、側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設(shè)置。
【文檔編號】E21D11/00GK203742611SQ201320402418
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】楊秀仁, 黃美群, 苗春剛, 吳蘭婷, 孫立軍, 王臣, 丁德云, 吳成剛, 榮冰, 宋偉龍, 付款峰, 徐陽, 王慶峰, 儀松青, 吳洪強(qiáng) 申請人:北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司, 中鐵十四局集團(tuán)有限公司