[发明专利]一种面接触管幕结构的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种面接触管幕结构的施工方法。

背景技术

目前，地面可开发的空间越来越少,发展地下空间是国际化大都市的必然趋势，大型地下空间如地铁、车站等的建设一般采用暗挖方式。管幕施工法是一种新型的地下工程暗挖技术,是一种在小口径钢管密排支护的基础上构筑大跨度断面地下暗挖工程的施工方法，特别适用于城市建筑密集、地面交通繁忙路段、下穿既有重要构筑物建筑物、超浅埋及超大断面隧道工程中，有着明显的优越性。

然而目前管幕结构均采用普通的圆形钢管，在圆形钢管上安装能够相互咬合的公母锁扣，钢管与钢管之间通过锁扣相互扣接，在待开挖的隧道或其他地下空间周围形成连续的有一定刚度的保护结构，在此结构保护下进行隧道开挖。

一方面，由于圆形的形状限制，钢管与钢管之间为线连接，不能有效密贴拼接，拼接强度低；另一方面，连接锁扣的尺寸往往较钢管小很多，且圆形钢管的管幕结构受力薄弱点是连接钢管的锁扣，造成受力不均，严重影响整体强度，在钢管顶进施工时，在上一根钢管的锁扣滑动会产生较大角度的偏转，管幕施工精度也较难保证。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种面接触管幕结构的施工方法，解决目前圆管类管幕结构受力不均、施工精度控制难的问题；同时配套介绍施工方法，有效解决非圆管内部的排土清土难题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面接触管幕结构，用于隧道施工中，作为隧道的超前支护结构，由沿隧道轴线方向水平铺设在土体内的一排钢管组成，所述钢管之间互相连接，其特征在于：所述钢管与相邻钢管之间为面接触；所述钢管至少包含两个接触平面，分别与相邻钢管的接触平面无缝隙贴合；互相接触的两个接触平面的尺寸互相适应；在所述钢管的外壁面上、沿一个接触平面的两个长边沿分别焊接有一条滑道，相邻两根钢管通过滑道固定连接。

所述滑道为与钢管材质相同的金属条板，在宽度方向其一半焊接在钢管上，另一半作为自由端连接嵌入的相邻钢管。

所述管幕结构可以为门形管幕结构，组成门形管幕结构的钢管为矩形钢管。

所述管幕结构可以为半圆形或拱形管幕结构，组成半圆形或拱形管幕结构的钢管为左右两侧面为平面、上下底面为弧面的扇环形钢管，或左右两侧面为平面、上下底面也为平面的梯形钢管。

所述管幕结构还可以为底部为矩形、顶部为拱形的马蹄形管幕结构，组成马蹄形管幕结构的钢管包括组成底部矩形两立边的矩形钢管、组成顶部拱形的扇环形钢管或梯形钢管，以及连接底部矩形和顶部拱形、实现其平稳无缝过渡的异形钢管。

本发明还提供上述的面接触管幕结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、施工准备：依据设计管幕结构的形状，确定各类钢管的尺寸及需求数量，准备钢管、管幕钻机以及制作滑道的金属条板；

步骤二、在钢管上焊接滑道：在接触平面的两个长边沿分别焊接有一条滑道；

步骤三、测量放线：依据设计管幕结构的形状和尺寸进行测量放线；

步骤四、管幕钻机就位：将可伸缩扩挖钻头装在管幕钻机上，管幕钻机按施工点位定位好；

步骤五、将加工好滑道的钢管内装入螺旋钻杆；

步骤六、将带有螺旋钻杆的钢管与管幕钻机连接好；

步骤七、将管幕钻机缓慢顶进直至可伸缩扩挖钻头顶住土体，可伸缩扩挖钻头处于收缩状态；

步骤八、开启管幕钻机旋转功能，使螺旋钻杆开始旋转；

步骤九、管幕钻机缓慢顶进，使可伸缩扩挖钻头在顶力的作用下打开切削臂，形成扩挖状态；

步骤十、根据施工情况调整顶进速度，直至单管顶进结束；

步骤十一、将该孔位内下一根加工好滑道且装入螺旋钻杆的钢管的后端与管幕钻机连接好，前端与上根钢管连接好，重复步骤七至步骤十进行该孔位后续钢管的施工，直至该孔位所有钢管顶进结束；

步骤十二、重复四至步骤十一，进行下一孔施工，并依次施工，直至整个管幕结构施工完成；

步骤十三、整体质检：对整个管幕结构进行整体质检，至此，面接触管幕结构施工完成。

所述步骤四中，可伸缩扩挖钻头由钻头主体、伸缩轴、切削臂和切削头组成，所述伸缩轴轴向安装在钻头主体和切削头之间，所述切削臂与伸缩轴平行设置，两端分别固定在伸缩轴两头的钻头主体和切削头上。

其中，所述切削臂至少包括两组，绕伸缩轴对称设置，两个分段之间通过轴销连接。