[發(fā)明專利]一種基于鋼管混凝土連接的管幕支護結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN106089243B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王連廣;趙文;李雪;侯雯峪;張霓;楊佳;關(guān)永平;賈鵬蛟
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 崔蘭蒔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于鋼管混凝土連接的管幕支護結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

為了保證在地下施工過程中不影響交通、不對地表及其結(jié)構(gòu)物的安全構(gòu)成威脅，必須確保在地下施工中地表不會發(fā)生沉降，但隨著城市建設(shè)的發(fā)展，不僅出現(xiàn)了開挖頂部覆蓋層較薄現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)了超淺埋回填土層，但覆蓋層越薄越有可能帶來地表沉降，由此帶來的安全風險和給地下結(jié)構(gòu)暗挖工程帶來的難度也越來越大，而管幕法正是一種能有效解決上述問題的方法。

管幕法是一種地下結(jié)構(gòu)暗挖技術(shù)，該方法是指在地下土層結(jié)構(gòu)中，以單根鋼管頂進為基礎(chǔ)，利用頂管技術(shù)在地下結(jié)構(gòu)施作部位密排頂進多個密排大直徑鋼管，采用管間切割支護，在鋼管之間橫向布置螺栓或鋼筋，再在鋼管內(nèi)及鋼管之間灌注混凝土，形成管幕結(jié)構(gòu)后，在管幕結(jié)構(gòu)下，開挖內(nèi)部核心土方的施工方法。該方法非常適合于解決復雜條件下的地下結(jié)構(gòu)建造及對環(huán)境要求較高的地下結(jié)構(gòu)施工、超淺埋大跨度地下結(jié)構(gòu)和近接地下結(jié)構(gòu)施工。

現(xiàn)有的管幕結(jié)構(gòu)在施工過程中必須將頂進的鋼管內(nèi)及鋼管間的巖土清理干凈，否則無法保證鋼管之間橫向連接的鋼筋混凝土承載能力和剛度。但在實際施工過程中，由于鋼管橫向間距很小，并且鋼管之間的巖土需要人工從鋼管內(nèi)部進行清除，這種巖土清理的作業(yè)方法十分困難，并有可能造成由于鋼管之間的巖土清理不徹底而影響灌注混凝土的強度等級，從而降低了整個管幕結(jié)構(gòu)承載能力和剛度，給工程造成安全隱患。因此，需要一種更好的管幕支護結(jié)構(gòu)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于鋼管混凝土連接的管幕支護結(jié)構(gòu)，該管幕支護結(jié)構(gòu)承載力高、剛度大，且在施工過程中，無需清除第一鋼管之間的巖土，方便易行。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于鋼管混凝土連接的管幕支護結(jié)構(gòu)，包括：位于地面以下設(shè)于兩側(cè)的側(cè)向支撐部及連接于所述側(cè)向支撐部之間的橫向支撐部，所述橫向支撐部用于支撐地面，所述側(cè)向支撐部用于支撐側(cè)向圍巖，所述側(cè)向支撐部與所述橫向支撐部包括多個第一鋼管，相鄰所述第一鋼管之間通過第二鋼管連接，所述第二鋼管的軸線與所述第一鋼管的軸線相垂直，所述第二鋼管位于所述第一鋼管內(nèi)的端部設(shè)有固定件，所述第一鋼管和所述第二鋼管內(nèi)填充混凝土，所述混凝土包圍所述固定件。

所述第一鋼管的外壁沿所述第一鋼管軸線方向設(shè)有用于導向的鎖扣，相鄰所述第一鋼管之間通過所述鎖扣定位連接。

所述側(cè)向支撐部豎直設(shè)置，所述橫向支撐部水平設(shè)置或朝向地面方向拱起設(shè)置。

所述第二鋼管設(shè)有排氣孔，所述排氣孔位于所述第一鋼管的外部。

所述橫向支撐部的第二鋼管的排氣孔靠近地面設(shè)置。

所述固定件包括螺栓和螺母，所述螺栓在所述第二鋼管的端部沿同一截面圓周均勻分布，所述螺母固定于所述螺栓上，且位于所述第二鋼管的外側(cè)。

所述螺栓沿所述第二鋼管軸線方向并列設(shè)有多個。

所述固定件包括插設(shè)于所述第二鋼管內(nèi)的第三鋼管和設(shè)于所述第三鋼管一端的擋板，所述第三鋼管與所述第二鋼管過盈配合，所述擋板垂直于所述第三鋼管的軸線，所述擋板的外形尺寸大于所述第二鋼管的外徑，所述擋板設(shè)有通孔，混凝土由所述通孔進入所述第三鋼管及所述第二鋼管內(nèi)。

所述第二鋼管與所述第三鋼管之間通過螺栓和螺母固定連接。

所述橫向支撐部的相鄰兩個所述第一鋼管之間通過加勁板連接，所述加勁板位于所述第二鋼管遠離地面的一側(cè)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提出了一種利用第二鋼管取代現(xiàn)有管幕結(jié)構(gòu)中的鋼筋或螺栓將相鄰兩個第一鋼管橫向連接起來，并在第一鋼管與第二鋼管內(nèi)灌注混凝土，形成一個基于鋼管混凝土連接的新型管幕支護結(jié)構(gòu)，從而增強了管幕支護結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力，可作為永久支撐應用于工程結(jié)構(gòu)中，并且該結(jié)構(gòu)在施工過程中，無需清除第一鋼管之間的巖土，方便易行，可廣泛適用于地面建筑物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布、且對地面沉陷要求嚴格的城市地區(qū)，以及地下水難以處理等工程的施工作業(yè)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于鋼管混凝土連接的管幕支護結(jié)構(gòu)的橫向支撐部水平設(shè)置時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明基于鋼管混凝土連接的管幕支護結(jié)構(gòu)的橫向支撐部朝向地面方向拱起設(shè)置時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1的I部局部放大視圖的第一種連接方式；

圖4是圖1的I部局部放大視圖的第二種連接方式；

圖5是圖1的I部局部放大視圖的第三種連接方式；