一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法技术

本发明专利技术公开了一种用于棚盖法施工时初期支护与大直径管棚的连接方法，能够在棚盖法施工时无需施作导洞顶部的初期支护，将侧墙的初期支护与管棚有效的连接到一起。该连接方法包括在暗挖导洞内管棚底部设置连接件，连接件包括弧形托板与挡板，托板与管棚、托板与挡板之间焊接连接；连接件下部为垫板，垫板为按设计尺寸加工好的厚钢板，具体数量根据管棚与调节件的距离合理配置；垫板下部为调节件，调节件根据不同类型的钢架可选用工字型钢或方钢；调节件与初期支护钢架通过螺栓连接。本发明专利技术方法有效发挥了大直径管棚的承载能力，导洞顶部无需施作初期支护，将管棚与初期支护形成整体，保证导洞内稳定性、施工工序少、快捷、简单、节省工期与材料。

【技术实现步骤摘要】
一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法
本专利技术涉及地下洞室施工领域，具体说是一种用于棚盖法施工格栅初期支护与大直径管棚的连接方法
技术介绍
近年来随着经济和城市化建设的快速发展，城市地下空间的开发和利用成为当前及今后一段时期内我国大城市发展的重点。地铁现如今成为城市轨道交通的一种占位非常重要的交通方式，与此同时，由于地下空间环境复杂，尤其是在人口密集区域，地下空间开发通常要面对老旧危房、地下管线、环境保护和避免扰民等诸多问题。如何能保证在安全施工的前提下，尽可能减小对周围建(构)筑物的扰动以及保证地表的交通正常运行是地下空间开发亟待解决的问题。在进行地铁暗挖施工时，日本提出了管棚超前支护法，具体是指在地下结构体的周边提前顶进一排钢管，同时在钢管的侧面用锁扣依次进行连接，这样整个管棚就形成了一个能够抵御结构上部土体等荷载的超前支护，在地下结构体和周围水、土体之间产生一道帷幕，以此来减少施工过程中对地面道路、管线、建(构)筑物等的影响，保证地面的正常交通、确保既有结构的正常使用以及新建结构的安全施工。浅埋暗挖法施工时一般采用超前预支护方法对开挖前方上体进行预加固,以支承地面荷载和防止隧道因覆盖层较薄而开挖时崩塌影响到地表。管棚法是在较大范围内稳定地层,也即在浅埋隧道中,控制围岩松弛,防止地表下沉中比较常用的方法。具体指软弱围岩隧道施工时,在工作面开掘前沿隧道顶部轮廓以一定的间距、沿洞轴以一定的外插角呈外插状布置水平扩散孔(特殊情况下也可沿侧壁轮廓打水平扩散孔),成孔后推入钢管,并通过向钢管压注水泥浆、砂浆或设钢筋笼注入水泥砂浆,增加围岩抗剪强度,使管棚与围岩形成钢管棚架体系,形成孔系管棚作为超前支护,在超前支护条件下边开挖边作初期支护及永久性衬砌。在现有技术中，工程上大多采用小直径管棚(管径仅为79～129mm)与格栅拱架配合短进尺的动态施工方法来控制沉降；而对于城市超浅埋暗挖车站来说，由于车站周边环境的复杂性，小直径管棚已不再适用于此类工程，而对于大直径管棚与导洞初期支护的连接还未有报道。基于此，专利技术一种大直径管棚与导洞初期支护的连接方法，可充分发挥大直径管棚的承载能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于棚盖法施工格栅初期支护与大直径管棚的连接方法，该方法可充分发挥大直径管棚的承载力，无需在导洞顶部施作初期支护，大大节省了工期与材料，该方法对于涉及到大直径管棚与初期支护的连接均适用。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于棚盖法施工格栅初期支护与大直径管棚的连接方法，该方法的连接部件包括：大直径管棚、弧形托板、挡板、垫板、调节件、初期支护钢架、钢筋网片、锁脚锚管、纵向连接筋。本专利技术是提供一种初期支护与大直径管棚的连接方法，包括：步骤一，进行大管棚(1)的施工，施工完毕后的管棚形成一个棚盖体系；步骤二，进行导洞的开挖，在开挖到初期支护钢架的布设位置时，施做临土侧弧形托板(2)及挡板(3)，并沿导洞侧壁铺设钢筋网片(7)、架设两侧钢拱架(6)、打设锁脚锚管(8)、安装纵向连接筋(9)；步骤三，安装调节件(5)，并将调节件(5)与弧形托板(2)之间的间隙用垫块(4)填实顶紧；步骤四，安装背土侧弧形托板(2)与挡板(3)。进行导洞开挖时需沿大管棚的轮廓进行开挖，并将大管棚底表面残留土体清理干净。弧形托板的尺寸根据大管棚的尺寸提前制作完成，弧形托板与大管棚密贴后进行通长焊接，保证可靠连接。在架设钢拱架可选择型钢拱架或者格栅拱架，不同的钢拱架对应不同的调节件；当钢拱架选择为格栅拱架时，调节件为型钢，调节件与格栅拱架通过螺栓和厚钢板连接；当钢拱架选择为型钢拱架时，调节件为方钢，调节件与型钢拱架同样通过螺栓和厚钢板连接，并在方钢内插工字型钢，增加连接件的刚度，保证竖向传力。当大管棚的水平轴线偏离，使得大管棚轴线与车站纵向不垂直，为保证初期支护与大管棚的有效连接，通过调整两侧钢架的步距，确保两侧钢架支撑在管幕正下方。当大管棚出现上偏现象时，根据实测偏差值调整边洞两侧钢格栅与管幕之间的调节件的长度及垫块数量，确保钢架与大管棚顶紧楔牢；当管棚出现下偏现象时，通过调整两侧钢架长度及垫块数量确保钢架与上部管棚有效连接。垫块的总厚度不超过100mm，且挡板与调节件密贴。本专利技术的优点和积极效果在于：(1)本专利技术有效的发挥了大直径管棚的承载能力，无需在导洞顶部施作初期支护，大直径管棚与侧墙、仰拱初期支护形成闭合体系，保证了施工期的安全性；(2)挡板可在一定程度上约束导洞的侧向位移，提高导洞的稳定性，有效的抑制围岩变形。(3)按该方法实施，施工工序少、快捷、简单、节省工期与材料，经济性较高。附图说明图1为本专利技术的弧形托板与挡板的节点连接主视图。图2为本专利技术的弧形托板与挡板的节点连接侧视图。图3a为本专利技术的节点详图一主视图。图3b为本专利技术的节点详图一侧视图。图4a为本专利技术的节点详图二主视图。图4b本专利技术的节点详图二为侧视图。附图中关于构件、材料编号说明：1、大直径管棚；2、弧形托板；3、挡板；4、垫板；5、型钢调节件；6、方钢调节件；7、内插工字型钢；8、螺栓；9、钢板；10、型钢加劲肋；11、型钢钢架；12、格栅钢架；13、喷射混凝土具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法，其特征在于:该连接部件包括大管棚(1)、弧形托板(2)、挡板(3)、垫板(4)、调节件(5)、初期支护钢架(6)、钢筋网片(7)、锁脚锚管(8)、纵向连接筋(9)；进行大直径管棚(1)的施工，施工完毕后的管棚形成一个棚盖体系；进行导洞的开挖，在开挖到初期支护钢架的布设位置时，施做临土侧弧形托板(2)及挡板(3)，并沿导洞侧壁铺设钢筋网片(7)、架设两侧钢拱架(6)、打设锁脚锚管(8)、安装纵向连接筋(9)；安装调节件(5)，并将调节件(5)与弧形托板(2)之间的间隙用垫块(4)填实顶紧；安装背土侧弧形托板(2)与挡板(3)。参见图1与图2，在导洞上部开挖完成后，将管棚底部的表明残土清理干净，将临土侧弧形托板将管棚密贴后进行通长焊接，并将梯形挡板焊接在弧形托板上。当初期支护为型钢拱架时，参见图3a-3b，临土侧弧形托板与挡板安装完成后，铺设钢筋网片、架设两侧的型钢钢架(型钢钢架长度可根据管幕实际标高调整，使方管与托板底距离控制在3cm～10cm之间)、打设锁脚锚管、安装纵向连接筋；在安装方钢调节件时，方钢调节件与型钢钢架通过螺栓连接，方钢侧壁应与挡板密贴；根据现场情况，在托板及方钢之间施做垫块，垫块之间采取点焊，垫块与挡板密贴齐平，保证型钢初支与棚盖钢管密贴顶紧；安装背土侧托板及挡板，安装方法如前述，最后在方钢内插入工字钢，以增加连接件刚度，保证管幕竖向力的传力。当初期支护为格栅拱架时，参见图4a-4b，临土侧弧形托板与挡板安装完成后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法，其特征在于：该方法的连接部件包括大管棚(1)、弧形托板(2)、挡板(3)、垫板(4)、调节件(5)、初期支护钢架(6)、钢筋网片(7)、锁脚锚管(8)和纵向连接筋(9)；/n步骤一，进行大直径管棚(1)的施工，施工完毕后的管棚形成一个棚盖体系；/n步骤二，进行导洞的开挖，在开挖到初期支护钢架的布设位置时，施做临土侧弧形托板(2)及挡板(3)，并沿导洞侧壁铺设钢筋网片(7)、架设两侧钢拱架(6)、打设锁脚锚管(8)、安装纵向连接筋(9)；/n步骤三，安装调节件(5)，并将调节件(5)与弧形托板(2)之间的间隙用垫块(4)填实顶紧；/n步骤四，安装背土侧弧形托板(2)与挡板(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法，其特征在于：该方法的连接部件包括大管棚(1)、弧形托板(2)、挡板(3)、垫板(4)、调节件(5)、初期支护钢架(6)、钢筋网片(7)、锁脚锚管(8)和纵向连接筋(9)；
步骤一，进行大直径管棚(1)的施工，施工完毕后的管棚形成一个棚盖体系；
步骤二，进行导洞的开挖，在开挖到初期支护钢架的布设位置时，施做临土侧弧形托板(2)及挡板(3)，并沿导洞侧壁铺设钢筋网片(7)、架设两侧钢拱架(6)、打设锁脚锚管(8)、安装纵向连接筋(9)；
步骤三，安装调节件(5)，并将调节件(5)与弧形托板(2)之间的间隙用垫块(4)填实顶紧；
步骤四，安装背土侧弧形托板(2)与挡板(3)。


2.根据权利要求1所述的一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法，在其特征在于：进行导洞开挖时需沿大管棚的轮廓进行开挖，并将大管棚底表面残留土体清理干净。


3.根据权利要求1或2所述的一种用于棚盖法施工初期支护与大直径管棚的连接方法，其特征在于：弧形托板的尺寸根据大管棚的尺寸提前制作完成，弧形托板与大管棚密贴后进行通长焊接，保证可靠连接。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：董立朋，陶连金，杨陕南，宋卓华，何占江，张宇，鄢和平，于兆源，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44