[发明专利]一种基于钢管混凝土连接的管幕支护结构

说明书

技术领域

本发明属于地下工程建设技术领域，特别是涉及一种基于钢管混凝土连接的管幕支护结构。

背景技术

为了保证在地下施工过程中不影响交通、不对地表及其结构物的安全构成威胁，必须确保在地下施工中地表不会发生沉降，但随着城市建设的发展，不仅出现了开挖顶部覆盖层较薄现象，甚至出现了超浅埋回填土层，但覆盖层越薄越有可能带来地表沉降，由此带来的安全风险和给地下结构暗挖工程带来的难度也越来越大，而管幕法正是一种能有效解决上述问题的方法。

管幕法是一种地下结构暗挖技术，该方法是指在地下土层结构中，以单根钢管顶进为基础，利用顶管技术在地下结构施作部位密排顶进多个密排大直径钢管，采用管间切割支护，在钢管之间横向布置螺栓或钢筋，再在钢管内及钢管之间灌注混凝土，形成管幕结构后，在管幕结构下，开挖内部核心土方的施工方法。该方法非常适合于解决复杂条件下的地下结构建造及对环境要求较高的地下结构施工、超浅埋大跨度地下结构和近接地下结构施工。

现有的管幕结构在施工过程中必须将顶进的钢管内及钢管间的岩土清理干净，否则无法保证钢管之间横向连接的钢筋混凝土承载能力和刚度。但在实际施工过程中，由于钢管横向间距很小，并且钢管之间的岩土需要人工从钢管内部进行清除，这种岩土清理的作业方法十分困难，并有可能造成由于钢管之间的岩土清理不彻底而影响灌注混凝土的强度等级，从而降低了整个管幕结构承载能力和刚度，给工程造成安全隐患。因此，需要一种更好的管幕支护结构来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于钢管混凝土连接的管幕支护结构，该管幕支护结构承载力高、刚度大，且在施工过程中，无需清除第一钢管之间的岩土，方便易行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于钢管混凝土连接的管幕支护结构，包括：位于地面以下设于两侧的侧向支撑部及连接于所述侧向支撑部之间的横向支撑部，所述横向支撑部用于支撑地面，所述侧向支撑部用于支撑侧向围岩，所述侧向支撑部与所述横向支撑部包括多个第一钢管，相邻所述第一钢管之间通过第二钢管连接，所述第二钢管的轴线与所述第一钢管的轴线相垂直，所述第二钢管位于所述第一钢管内的端部设有固定件，所述第一钢管和所述第二钢管内填充混凝土，所述混凝土包围所述固定件。

所述第一钢管的外壁沿所述第一钢管轴线方向设有用于导向的锁扣，相邻所述第一钢管之间通过所述锁扣定位连接。

所述侧向支撑部竖直设置，所述横向支撑部水平设置或朝向地面方向拱起设置。

所述第二钢管设有排气孔，所述排气孔位于所述第一钢管的外部。

所述横向支撑部的第二钢管的排气孔靠近地面设置。

所述固定件包括螺栓和螺母，所述螺栓在所述第二钢管的端部沿同一截面圆周均匀分布，所述螺母固定于所述螺栓上，且位于所述第二钢管的外侧。

所述螺栓沿所述第二钢管轴线方向并列设有多个。

所述固定件包括插设于所述第二钢管内的第三钢管和设于所述第三钢管一端的挡板，所述第三钢管与所述第二钢管过盈配合，所述挡板垂直于所述第三钢管的轴线，所述挡板的外形尺寸大于所述第二钢管的外径，所述挡板设有通孔，混凝土由所述通孔进入所述第三钢管及所述第二钢管内。

所述第二钢管与所述第三钢管之间通过螺栓和螺母固定连接。

所述横向支撑部的相邻两个所述第一钢管之间通过加劲板连接，所述加劲板位于所述第二钢管远离地面的一侧。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种利用第二钢管取代现有管幕结构中的钢筋或螺栓将相邻两个第一钢管横向连接起来，并在第一钢管与第二钢管内灌注混凝土，形成一个基于钢管混凝土连接的新型管幕支护结构，从而增强了管幕支护结构的刚度和承载能力，可作为永久支撑应用于工程结构中，并且该结构在施工过程中，无需清除第一钢管之间的岩土，方便易行，可广泛适用于地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布、且对地面沉陷要求严格的城市地区，以及地下水难以处理等工程的施工作业。

附图说明

图1是本发明基于钢管混凝土连接的管幕支护结构的横向支撑部水平设置时的结构示意图；

图2是本发明基于钢管混凝土连接的管幕支护结构的横向支撑部朝向地面方向拱起设置时的结构示意图；

图3是图1的I部局部放大视图的第一种连接方式；

图4是图1的I部局部放大视图的第二种连接方式；

图5是图1的I部局部放大视图的第三种连接方式；