[發(fā)明專利]一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構及施工方法

無效

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• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102691508A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 張明聚;張穎;吳春冬;劉義
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發(fā)明涉及一種管棚結構及其施工方法，特別涉及一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構及施工方法。

背景技術

常規(guī)的管棚工法是在隧道開挖之前沿開挖斷面輪廓以一定間隔鉆孔，插入鋼管，再從插入的鋼管內注漿，來增加鋼管外圍巖的抗剪切強度，從而維護和增大了軟弱圍巖的自承能力，維持圍巖穩(wěn)定，防止隧道開挖引起的坍塌。目前管棚也被推廣應用于城市地下工程的暗挖施工中，在薄覆蓋的軟弱松散土層和不良地質地層施工時，通過設置大直徑管棚超前支護，可以達到最大程度的控制地層沉降的目的。在城市淺埋暗挖工程中，為嚴格控制變形，所采用的管棚直徑有不斷增大的趨勢，以增加管棚的剛度。本發(fā)明提出，在淺埋暗挖大型地下結構施工中，采用大直徑的管棚形成棚架，承受上覆地層自重和路面車輛超載，并通過斷面設計、合理配筋及材料選擇使其具有足夠的抗彎剛度，滿足變形控制要求。在該種管棚棚架的保護下進行較大規(guī)模的土方開挖，滿足大型地下結構快速、安全施工的要求。

發(fā)明內容

基于上述問題，本發(fā)明提出了一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構及施工方法，其目的在于提供一種直徑大、強度高、剛度大、用于地下工程超前支護的管棚結構。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構，其特征在于：所述管棚結構是由經分段鋼管焊接形成的通長鋼管、混凝土以及經分段鋼筋籠焊接或連接形成的帶支架的通長鋼筋籠組合而成，所述的通長鋼筋籠置于通長鋼管內，支架焊接于通長鋼筋籠底部，并置于通長鋼筋籠與通長鋼管內壁之間，使通長鋼筋籠置于通長鋼管中部，在放入了通長鋼筋籠的通長鋼管內注入有混凝土，所述通長鋼管、通長鋼筋籠與混凝土通過組合粘結形成整體。

所述的一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構，所述通長鋼管每一分段長度為3m~6m，直徑為300mm~1500mm，壁厚為6mm~22mm，通長鋼管分段置入鉆孔內，各分段鋼管之間采用焊接連接。

所述的一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構，所述通長鋼筋籠分段置入所述通長鋼管內，各分段鋼筋籠之間采用焊接或者接駁器連接，在通長鋼筋籠下部焊有若干支架，通長鋼筋籠的縱向鋼筋的接頭錯開布置。

所述的一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構，通長鋼管的接頭與通長鋼筋籠的接頭錯開布置，二者的接頭不在同一截面內。

其中，所述管棚結構通長鋼管內分段置入鋼筋籠，鋼筋籠是由縱向鋼筋、螺旋箍筋綁扎制成，鋼筋籠分段長度3m~6m，總長度與所述管棚鋼管的長度相同；縱筋宜采用HRB400級和HRB335級鋼筋，也可采用HPB235級和RRB400級鋼筋，直徑為16mm~32mm。

其中，在放入了鋼筋籠的管棚鋼管內灌注混凝土，為便于混凝土灌注，可采用細石混凝土，一般是指粗骨料最大粒徑不大于15mm的混凝土，由水泥、水、砂和小于15mm的粗骨料組成，混凝土強度等級不低于C20。

上述的一種用于地下工程超前支護的大直徑管棚結構的施工方法為：

第一步：在擬建地下工程兩側構筑圍護結構，在圍護結構一側開挖長條形基坑，作為管棚工作室，在管棚工作室內安裝水平定向鉆機；

第二步：沿管棚結構的設計位置定向鉆進，同時通過頂進使構成通長鋼管的第一段短鋼管跟進孔內；

第三步：退鉆并接長鉆桿，同時安放并通過焊接連接下一段構成通長鋼管的中間標準段鋼管；繼續(xù)鉆進，同時通過頂進使接長的中間標準段鋼管跟進鉆孔內；

第四步：重復第三步，直至安裝完設計數量的中間標準段鋼管；安放并通過焊接連接構成通長鋼管的最后一段尾部短鋼管；繼續(xù)鉆進，同時通過頂進使接長的尾部短鋼管跟進鉆孔內，滿足管棚結構的設計長度；

第五步：把構成通長鋼筋籠的第一段短鋼筋籠送入通長鋼管內，留出一定長度以便與下一段中間標準段鋼筋籠連接；

第六步：安放下一段構成通長鋼筋籠的中間標準段鋼筋籠并與上一段連接好后向通長鋼管內推進，此段中間標準段鋼筋籠留一定長度以便與下一段中間標準段鋼筋籠連接；

第七步：重復第六步，直至安裝完設計數量的中間標準段鋼筋籠；安放并通過焊接連接構成通長鋼筋籠的最后一段尾部短鋼筋籠，并送入通長鋼管內，使通長鋼筋籠長度滿足設計要求；

第八步：向含有通長鋼筋籠的通長鋼管內泵送混凝土，使通長鋼管、通長鋼筋籠、混凝土形成整體，即形成了鋼管內含鋼筋混凝土的大直徑管棚結構。

有益效果