一种抗形变的横通道支护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及地下洞室施工技术领域，公开了一种抗形变的横通道支护系统，用于浅埋暗挖施工过程中横通道的支护，包括设置在相邻两个横通道仰拱之间的抗挤压支撑架，以及用于连接导洞仰拱以及横通道仰拱的限变形连接块，导洞仰拱与和其间距最小的横通道仰拱侧边沿通过限变形连接块固定连接。本实用新型专利技术中，通过在横通道内设置抗挤压支撑架以抵抗地层中横向的挤压，从而避免在开马头门的瞬间造成地面沉降；同时抗挤压支撑架对横通道的刚度进行了补强，使之不易发生整体变形，从而避免横通道变形扰动地层造成沉降；本实用新型专利技术中，通过限变形连接块将导洞仰拱、横通道仰拱、以及横通道侧壁连为一体，从而避免在下层导洞开挖初期出现地面沉降。

【技术实现步骤摘要】
一种抗形变的横通道支护系统
本技术涉及地下洞室施工
，特别是涉及一种抗形变的横通道支护系统。
技术介绍
暗挖法施工，是城市内地下施工最主要的施工方法。规整的小直径地下洞室，主要依靠顶管或盾构法进行施工，大直径/不规则的地下洞室，还是依赖由矿山法发展而来的浅埋暗挖法进行施工，即边挖边浇筑衬砌。通常的做法是先挖一条竖井到达施工地层。然后开挖垂直于竖井的横通道，在横通道内组装开挖机械，再垂直于横通道进行正式的开挖工作，其利用了土层在开挖过程中短时间的自稳能力，核心技术被概括为18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。浅埋暗挖法施工时，很少采用全断面开挖的方式进行施工，而是采用多导洞的方式开挖，即先后开挖数层相互平行的导洞，边挖边浇筑衬砌，然后将各导洞合并为完整的地下洞室。作为开挖起点的横通道通常很窄但很高，一般宽4-5米，高20米左右。横通道的衬砌为包含多层仰拱的完整拱圈，以抵抗来自地层的挤压。正式开挖的时候，需要在横通道的衬砌侧壁上开出马头门。但开马头门的时候往往引起严重的沉降，为抵抗沉降，需要在开马头门前，先在衬砌开马头门位置一周打超前小导管并注浆加固地层并进行超前注浆，然后浇筑钢筋混凝土的门框，这种方法能有效抵抗地层中纵向的挤压。但目前这种施工方案在开马头门的时候，依然不能充分避免地面沉降。以地铁站通风用的风道为例，风道是横截面很大的巷道，从远处将空气引入到地铁中来，以避免在人员及建筑密集区域开风井。地铁站附近像风道这样大截面地下洞室的修建过程，经常造成地面沉降，引起居民房屋开裂。如北京地铁5号线与10号线交界处的地铁施工过程，就出现了居民房屋裂开状况。马头门开设过程中需要在横通道侧壁上打洞。本技术中，工程人员发现，开马头门会使横通道仰拱与横通道侧壁分离，导致马头门周围横通道侧壁抵抗地层横向挤压的能力下降；同时下层的导洞开挖会使上层的导洞仰拱与横通道侧壁分离，导致导洞仰拱抵抗地层纵向挤压的能力下降，以上因素结合，导致马头门附近的各施工巷道出现收缩，从而引发地面沉降。仰拱是位于地下洞室底部的一种衬砌，通常为开口向上的拱形，主要用于抵抗地层中向上的挤压力，故得名“仰拱”。但施工中往往把各种不同形状的地下洞室底部衬砌都称作仰拱，并不仅限于拱形。
技术实现思路
本技术提供一种抗形变的横通道支护系统。解决的技术问题是：浅埋暗挖施工过程中，若待开挖的地下洞室横截面积较大，开马头门时会出现地面沉降。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种抗形变的横通道支护系统，用于浅埋暗挖施工过程中横通道的支护，待开挖的地下洞室中包含多层导洞仰拱，所述横通道支护系统包括多层设置在两个横通道侧壁之间的横通道仰拱，相邻两个横通道仰拱之间设置有用于支撑上方的横通道仰拱并抵抗横通道侧壁挤压的抗挤压支撑架，所述抗挤压支撑架分别贴靠上下方的横通道仰拱以及两个横通道侧壁设置；所述抗挤压支撑架在横通道长度方向上的跨度不小于马头门的最大宽度；所述横通道支护系统还包括设置在横通道顶部且两端分别顶撑在两个横通道侧壁上的横通道顶部对撑。进一步，所述抗挤压支撑架包括夹设在两个横通道侧壁之间的水平框架，所述水平框架为矩形框架，矩形框架的两个相对的边沿分别贴靠两个横通道侧壁设置，另外两个边沿分别设置在马头门两侧。进一步，所述水平框架贴靠上方的横通道仰拱设置，并通过锚固在水平框架四角位置的立柱架设在下方的横通道仰拱上。进一步，每个抗挤压支撑架包括两个水平框架，两个水平框架分别贴靠上下方的横通道仰拱设置，两个水平框架之间设置有立柱，所述立柱设置在水平框架的四角位置，并分别与两个水平框架固定连接。进一步，所述横通道支护系统还包括限变形连接块，所述限变形连接块与横通道侧壁固定连接，所述导洞仰拱与和其间距最小的横通道仰拱侧边沿通过限变形连接块固定连接。进一步，所述限变形连接块塞堵在导洞仰拱与和其间距最小的横通道仰拱之间，并分别与横通道仰拱、导洞仰拱、以及导洞左右两侧的横通道侧壁固定连接。进一步，所述限变形连接块为钢骨架混凝土，所述横通道仰拱、导洞仰拱、以及横通道侧壁均带有钢骨架，所述钢骨架混凝土中的钢骨架的边沿分别与横通道仰拱的钢骨架、导洞仰拱的钢骨架、以及导洞左右两侧的横通道侧壁的钢骨架固定连接。本技术一种抗形变的横通道支护系统与现有技术相比，具有如下有益效果：本技术中，通过在横通道内设置抗挤压支撑架以及横通道顶部对撑，以抵抗地层中横向的挤压，使横通道侧壁在破拆出马头门后，不至于被地层中横向的压力向内压变形，从而避免在开马头门的瞬间造成地面沉降；同时抗挤压支撑架以及横通道顶部对撑对横通道的刚度进行了补强，使之不易发生整体变形，从而避免横通道变形扰动地层造成沉降；本技术中，通过限变形连接块将导洞仰拱、横通道仰拱、以及横通道侧壁连为一体，以限制导洞仰拱的变形，从而在下层的导洞开挖使上层的导洞仰拱与横通道侧壁分离后，依然使上层的导洞仰拱能够有效抵抗地层中纵向的挤压，避免在下层导洞开挖初期出现地面沉降；同时，限变形连接块将导洞的衬砌与横通道的衬砌连为一体，对横通道与导洞的交界处进行补强，使之不易因剪力而扭曲，从而避免交界处出现变形扰动地层造成沉降。附图说明图1是横通道的结构示意图，图中观察视线平行于横通道长度方向，且横通道仰拱侧边沿尚未安装限变形连接块与洞室对撑；图2是图1中右侧的横通道侧壁的背土面的结构示意图；图3是图2中马头门的形状示意图，图中每个格子代表一个导洞；图4是抗挤压支撑架的结构示意图一，图中观察视线平行于横通道长度方向；图5是抗挤压支撑架的结构示意图二，图中观察视线垂直于横通道长度方向；图6是横通道在安装完本技术中的横通道支护系统后的结构示意图，图中观察视线平行于横通道长度方向；图7是以洞室对撑替代难以安装的限变形连接块后横通道的结构示意图；图8是图6中A部位横通道仰拱与导洞仰拱的连接节点示意图；其中，11-横通道侧壁，12-横通道仰拱，2-马头门，21-导洞仰拱，3-横通道顶部对撑，4-超前小导管，5-抗挤压支撑架，51-水平框架，52-立柱，6-限变形连接块，7-洞室对撑。具体实施方式一种抗形变的横通道支护系统，用于浅埋暗挖施工过程中横通道的支护，如图1，图2，图6所示，待开挖的地下洞室中包含多层导洞仰拱21，横通道支护系统包括多层设置在两个横通道侧壁11之间的横通道仰拱12，相邻两个横通道仰拱12之间设置有用于支撑上方的横通道仰拱12并抵抗横通道侧壁11挤压的抗挤压支撑架5，抗挤压支撑架5分别贴靠上下方的横通道仰拱12以及两个横通道侧壁11设置。浅埋暗挖法进行施工时，施工人员通常能够意识到在开马头门2时可能会发生涌水涌沙涌土现象，并在开洞之前提前对地层进行加固，但却总是忽视对横通道变形的防护。如果横通道非常高，那么它的刚度就变得非常地弱，开第一个导洞的马头门2的影响就犹如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗形变的横通道支护系统，用于浅埋暗挖施工过程中马头门（2）位置的横通道的支护，待开挖的地下洞室中包含多层导洞仰拱（21），所述横通道支护系统包括多层设置在两个横通道侧壁（11）之间的横通道仰拱（12），其特征在于：相邻两个横通道仰拱（12）之间设置有用于支撑上方的横通道仰拱（12）并抵抗横通道侧壁（11）挤压的抗挤压支撑架（5），所述抗挤压支撑架（5）分别贴靠上下方的横通道仰拱（12）以及两个横通道侧壁（11）设置；所述抗挤压支撑架（5）在横通道长度方向上的跨度不小于马头门（2）的最大宽度；/n所述横通道支护系统还包括设置在横通道顶部且两端分别顶撑在两个横通道侧壁（11）上的横通道顶部对撑（3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗形变的横通道支护系统，用于浅埋暗挖施工过程中马头门（2）位置的横通道的支护，待开挖的地下洞室中包含多层导洞仰拱（21），所述横通道支护系统包括多层设置在两个横通道侧壁（11）之间的横通道仰拱（12），其特征在于：相邻两个横通道仰拱（12）之间设置有用于支撑上方的横通道仰拱（12）并抵抗横通道侧壁（11）挤压的抗挤压支撑架（5），所述抗挤压支撑架（5）分别贴靠上下方的横通道仰拱（12）以及两个横通道侧壁（11）设置；所述抗挤压支撑架（5）在横通道长度方向上的跨度不小于马头门（2）的最大宽度；
所述横通道支护系统还包括设置在横通道顶部且两端分别顶撑在两个横通道侧壁（11）上的横通道顶部对撑（3）。


2.根据权利要求1所述的一种抗形变的横通道支护系统，其特征在于：所述抗挤压支撑架（5）包括夹设在两个横通道侧壁（11）之间的水平框架（51），所述水平框架（51）为矩形框架，矩形框架的两个相对的边沿分别贴靠两个横通道侧壁（11）设置，另外两个边沿分别设置在马头门（2）两侧。


3.根据权利要求2所述的一种抗形变的横通道支护系统，其特征在于：所述水平框架（51）贴靠上方的横通道仰拱（12）设置，并通过锚固在水平框架（51）四角位置的立柱（52）架设在下方的横通道仰拱（12）上。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉国，王永海，王建成，韩红雨，冯帅，王莹，荀学思，刘璐，冯帅帅，
申请(专利权)人：北京城建道桥建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11