[發明專利]一種地下工程的初期支護結構及其施工方法

有效

• 申請號: 201410168487.4
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103982189B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 陳學峰;譚富圣;劉國生;王楊;呂剛;劉建友;馬福東;高玉蘭
• 申請（專利權）人: 中鐵工程設計咨詢集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務所11321
• 代理人: 張璐,方曉明

1.一種地下工程的初期支護結構的施工方法，其特征在于，包括：

分別在待修建地下工程主體空間的橫斷面的上部兩側拐角處，沿所述待修建地下工程主體空間的縱向方向開挖預導洞；所述預導洞的頂部高于所述待修建地下工程主體空間的頂部；

在一個預導洞內，沿所述待修建地下工程主體空間的橫向方向，向另一個預導洞內打設橫穿所述待修建地下工程主體空間頂部的上方土體的若干根鋼管，組成橫向管棚；

對所述橫向管棚中的鋼管的兩端進行支撐固定后，形成所述地下工程的初期支護結構。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述橫向管棚中相鄰鋼管之間的距離根據鋼管上方土體的性質確定：

根據如下公式1計算出所述橫向管棚中的相鄰鋼管之間的距離的最大值l_max：

(公式1)

公式1中，φ為鋼管上方土體的內摩擦角；γ為鋼管上方土體的重度；D為鋼管的直徑；σ_c為鋼管上方土體的單軸抗壓強度；其中，c為鋼管上方土體的黏聚力；

選取滿足條件D≤l≤l_max的距離l作為確定出的所述橫向管棚中相鄰鋼管之間的距離。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述對所述橫向管棚中的鋼管的兩端進行支撐固定，具體包括：

施作位于每個預導洞內的、所述待修建地下工程主體結構的頂板；

從所述橫斷面處向所述待修建地下工程主體結構的頂板與所述預導洞的頂部之間的空間回填鋼筋混凝土，使得所述橫向管棚中的鋼管的兩端包裹于鋼筋混凝土中，以對所述橫向管棚中的鋼管的兩端進行支撐固定。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述預導洞的底部高于所述待修建地下工程主體空間的底部；以及

所述施作位于每個預導洞內的、所述待修建地下工程主體結構的頂板之前，所述方法還包括：

對于每個預導洞，在該預導洞的外側壁的底角處，沿所述縱向方向施作鋼筋混凝土梁并向所述待修建地下工程主體空間外側打設至少一個鎖腳錨桿；

在每個預導洞內架設門式型鋼支撐；以及

所述施作位于每個預導洞內的、所述待修建地下工程主體結構的頂板，具體為：

在架設的門式型鋼支撐的上方，施作位于每個預導洞內的、所述待修建地下工程主體結構的頂板，使架設的門式型鋼支撐支撐其上方的頂板。

5.一種地下工程的施工方法，其特征在于，包括：

采用如權利要求1-4任一所述的方法，施作待修建地下工程的初期支護結構；

從預導洞的側壁開始，沿所述待修建地下工程主體空間的橫向方向，開挖所述待修建地下工程主體空間內的土體，并在預設立柱位置處垂直于地面向所述待修建地下工程主體空間底部的下方開挖立柱孔后，施作已開挖部分的、所述待修建地下工程主體結構的頂板、底板、側墻，并在所述立柱孔中，施作所述待修建地下工程主體結構的頂板到底板間的鋼管柱，使得所述鋼管柱支撐所述待修建地下工程主體結構的頂板；

開挖所述待修建地下工程主體空間內的剩余土體后，施作所述待修建地下工程主體結構的剩余部分的頂板、底板、側墻，并完成所述地下工程的修建。

6.一種地下工程的初期支護結構，其特征在于，包括：

兩個預導洞，分別位于待修建地下工程主體空間的橫斷面的上部兩側拐角處，是沿所述待修建地下工程主體空間的縱向方向開挖出來的；所述預導洞的頂部高于所述待修建地下工程主體空間頂部；

橫向管棚，由橫穿所述待修建地下工程主體空間頂部的上方土體的若干根鋼管組成；對于其中的一根鋼管，該鋼管是從一個預導洞內，沿所述待修建地下工程主體空間的橫向方向，向另一個預導洞內打設的；

管棚支撐，位于所述橫向管棚的鋼管兩端。

7.如權利要求6所述的結構，其特征在于，所述橫向管棚中的相鄰鋼管之間的距離l滿足條件：D≤l≤l_max；

其中，D為鋼管的直徑；l_max為所述橫向管棚中的相鄰鋼管之間的距離的最大值，且l_max是根據如下公式1計算出來的：

(公式1)

公式1中，φ為鋼管上方土體的內摩擦角；γ為鋼管上方土體的重度；σ_c為鋼管上方土體的單軸抗壓強度；其中，c為鋼管上方土體的黏聚力。