一種倒掛井壁豎井側(cè)墻開馬頭門的加強支護結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種倒掛井壁豎井側(cè)墻開馬頭門的加強支護結(jié)構(gòu)，包括在馬頭門部位上下沿豎井水平向設置的雙層格柵，和沿馬頭門部位、側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設置的貼壁豎向加強環(huán)梁，雙層格柵和貼壁環(huán)梁共同形成空間框架結(jié)構(gòu)體系，用于承擔初期支護破除后的受力轉(zhuǎn)換。
【專利說明】一種倒掛井壁豎井側(cè)墻開馬頭門的加強支護結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及地下建筑工程【技術(shù)領域】，尤其涉及一種初期支護條件下的倒掛井壁豎井側(cè)墻開馬頭門進洞施工側(cè)向隧道時，開口部位的加強環(huán)支護結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在倒掛井壁豎井的側(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)體系受力復雜，為確保安全，以往通常要求在完成豎井二次襯砌、并預留好二襯馬頭門結(jié)構(gòu)后，才能破除豎井的初期支護、進洞開挖側(cè)向隧道。這種做法的施工工期較長，對于建設周期緊張的項目、對提高工作效率有一定的影響。
[0003]在初期支護條件下直接開口施工側(cè)向隧道雖然能夠節(jié)省一定的時間，但在施工安全方面沒有保證。
[0004]為解決豎井側(cè)墻開馬頭門時在工期和安全方面的矛盾，提出了一種利用豎井初期支護作為基本承載結(jié)構(gòu)，在開口部位進行縱向和環(huán)向加固的結(jié)構(gòu)加強方式，有效解決了在初期支護條件下側(cè)墻開口的問題，能有效減小施工難度、控制施工風險，大大提高施工作業(yè)效率。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供在初期支護條件下，倒掛井壁豎井側(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]由于倒掛井壁豎井的初期支護均為水平向封閉成環(huán)的、一榀一榀鋼拱架豎向排列組成的臨時支護結(jié)構(gòu)，在不施作二次襯砌就破除初期支護的情況下，豎井承載體系和整體穩(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)體系達到平衡，本實用新型通過建立一種復雜的空間結(jié)構(gòu)形成新的平衡體系，即利用水平雙層加強格柵+豎向貼壁環(huán)梁作為在初期支護條件下開口的加強結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)快速、安全進洞施工側(cè)向隧道的目的。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0008]一種在倒掛井壁豎井初期支護側(cè)墻開馬頭門部位的臨時空間支撐結(jié)構(gòu)，包括在馬頭門部位上下沿豎井水平向設置的雙層格柵，和沿馬頭門部位、側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設置的貼壁豎向加強環(huán)梁，雙層格柵和貼壁環(huán)梁共同形成空間框架結(jié)構(gòu)體系，用于承擔初期支護破除后的受力轉(zhuǎn)換。
[0009]上述臨時支撐結(jié)構(gòu)的具體實施步序為:豎井在采用倒掛井壁法開挖、鋼拱架初支施工完成后，根據(jù)側(cè)向進洞隧道的開挖輪廓，沿側(cè)向隧道開口的上下及側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設置豎向的貼壁環(huán)梁，形成封閉、穩(wěn)定的空間框架受力體系，此體系形成后，再破除豎井初支結(jié)構(gòu)進行側(cè)向隧道的開挖。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型的“雙層格柵+貼壁環(huán)梁”形成的承力體系不僅要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，而且要求這一新的承力體系與豎井初支結(jié)構(gòu)密貼、并具有很好的整體性，確保初支破除后體系轉(zhuǎn)換過程中傳力的可靠。因此“雙層格柵”需與豎井初支同步施作、而“貼壁環(huán)梁”采取在豎井初支、隔墻及雙層格柵內(nèi)預埋連接鋼筋的辦法，使“雙層格柵+貼壁環(huán)梁”與豎井初支形成整體結(jié)構(gòu)，對圍巖的穩(wěn)定起到了約束作用，極大地提高了施工工效、降低了暗挖進洞難度和風險。實踐證明，這種在初期支護條件下直接開口施工側(cè)向隧道方式的成功實施，不僅安全、可靠，而且比傳統(tǒng)的二次襯砌馬頭門進洞方式，工期能節(jié)約20%以上，效益顯著，有較好的應用價值和推廣意義。
[0011]專利權(quán)屬:本技術(shù)適用于倒掛井壁豎井在初期支護條件下側(cè)墻開單層單洞、多層單跨斷面，采用全斷面開挖法、中隔壁法、交叉中隔壁法、雙側(cè)壁導坑法、洞樁逆作法、洞柱逆作法、一次扣拱法等施工工法的隧道。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是豎井開挖單層單洞隧道(雙側(cè)壁導坑法)初支進洞正面示意圖；
[0013]圖2是豎井開挖單層單洞隧道(雙側(cè)壁導坑法)初支進洞側(cè)面示意圖；
[0014]圖3是豎井開挖多層單跨隧道(一次扣拱法)初支進洞正面示意圖；
[0015]圖4是豎井開挖多層單跨隧道(一次扣拱法)初支進洞側(cè)面示意圖；
[0016]圖5是豎井開挖多層單跨隧道(交叉中隔壁法)初支進洞正面示意圖；
[0017]圖6是豎井開挖多層單跨隧道(交叉中隔壁法)初支進洞側(cè)面示意圖；
[0018]圖7是貼壁環(huán)梁與豎井側(cè)壁連接節(jié)點(節(jié)點①)示意圖；
[0019]圖8是貼壁環(huán)梁與豎井中隔壁相交節(jié)點(節(jié)點②)示意圖；
[0020]圖9是側(cè)向隧道初期支護與豎井初期支護連接節(jié)點(節(jié)點③)示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]1.豎井鎖口圈；2.豎井側(cè)壁；3.豎井中隔壁；4.雙層格柵；5.貼壁環(huán)梁；6.側(cè)向隧道初期支護；7.貼壁環(huán)梁主筋；8.連接鋼筋；9.節(jié)點板。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型做進一步說明。
[0024]貼壁環(huán)梁5在豎井馬頭門開洞過程中，對豎井結(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5自身的整體性，以及貼壁環(huán)梁5與豎井結(jié)構(gòu)的整體性，保證體系轉(zhuǎn)換過程中傳力可靠，是工程成功的關鍵。
[0025](I)貼壁環(huán)梁5的設置:根據(jù)側(cè)向隧道開挖布序確定馬頭門開洞大小及分塊；貼壁環(huán)梁5結(jié)構(gòu)應受力合理、整體連續(xù)、連接可靠，并盡可能與豎井原支護結(jié)構(gòu)形成整體、共同受力；貼壁環(huán)梁5的設置應兼顧施工方便與快捷。
[0026](2)貼壁環(huán)梁5的結(jié)構(gòu)形式:加強環(huán)梁5沿馬頭門四周貼壁設置，在側(cè)向隧道臨時仰拱對應處設置豎井雙層格柵4，以減小貼壁環(huán)梁5跨度，改善加強環(huán)梁的受力。馬頭門開洞在貼壁環(huán)梁5與雙層格柵4、豎井中隔壁3形成的網(wǎng)格內(nèi)施作，保證開洞后加強體系的完整性。
[0027](3)貼壁環(huán)梁5與豎井側(cè)壁2的連接(節(jié)點①):豎井施工時，須在格柵內(nèi)預埋連接鋼筋10，或與豎井格柵鋼筋焊接牢固。[0028](4)貼壁環(huán)梁5與豎井中隔壁3的交叉處理(節(jié)點②):在貼壁環(huán)梁5與豎井中隔壁3相交處，環(huán)梁鋼筋須貫通，可采用以下兩種措施實現(xiàn):一是豎井施工時，在中隔壁3相應位置預留加強環(huán)梁主筋9，后做的貼壁環(huán)梁主筋9與其焊接；二是豎井中隔壁3與貼壁環(huán)梁5相交部位后噴射混凝土，加強環(huán)梁主筋9后插，相交部位混凝土與貼壁環(huán)梁5混凝土一同噴射。
[0029](5)側(cè)向隧道初期支護6與豎井側(cè)壁2的連接(節(jié)點③):豎井格柵加工時須在與風道格柵相交處設置節(jié)點板11，風道格柵安裝時通過連接螺栓及焊接與之相連。
【權(quán)利要求】
1.一種倒掛井壁豎井側(cè)墻開馬頭門的加強支護結(jié)構(gòu)，包括在馬頭門部位上下沿豎井水平向設置的雙層格柵，和沿馬頭門部位、側(cè)向隧道拱部、底部或全斷面設置的貼壁豎向加強環(huán)梁，雙層格柵和貼壁環(huán)梁共同形成空間框架結(jié)構(gòu)體系，用于承擔初期支護破除后的受力轉(zhuǎn)換。
【文檔編號】E21D9/14GK203559904SQ201320404148
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9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 申請人:北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司, 中鐵十四局集團有限公司