[发明专利]一种用于地铁基坑的支撑体系及其施工方法

权利要求书

1.一种用于地铁基坑的支撑体系，包括水平支撑在基坑围护结构（5）之间的水平支撑平台，所述水平支撑平台（1）沿着基坑的长度和高度方向平行间隔均匀分布，其特征在于：还包括导轨（3）、升降动力单元（2）和传力机构（8）；

所述导轨（3）沿基坑围护结构（5）的长度方向平行间隔设置；

所述升降动力单元（2）连接在水平支撑平台（1）与导轨（3）之间；

所述传力机构（8）连接在水平支撑平台（1）与导轨（3）之间；

所述导轨单元（3.1）通过可调支座组件（4）与基坑围护结构（5）连接，通过单元支架（6）与升降动力单元（2）连接；

所述水平支撑平台（1）包括上平面桁架支撑、下平面桁架支撑以及竖直连接在两者之间的连杆。

2.根据权利要求1所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述导轨（3）是由导轨单元（3.1）沿基坑围护结构（5）的高度方向竖向拼接而成的。

3.根据权利要求2所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述导轨单元（3.1）为矩形柱筒，相邻的导轨单元（3.1）通过连接销（3.3）连接；

导轨单元（3.1）的一端设有穿过连接销（3.3）的导轨连接孔（3.4）、另一端对应设有连接连接销（3.3）的连接耳板（3.5）；

导轨单元（3.1）的筒身背面设有连接可调支座组件（4）的导轨支座连接孔，侧面沿其长度方向设有一组连接单元支架（6）的反力孔（3.2）。

4.根据权利要求1所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述可调支座组件（4）包括与导轨（3）连接的导轨支座（4.1）、与导轨支座（4.1）连接的基坑支座（4.4）以及连接基坑支座（4.4）与基坑围护结构（5）之间的锚板（4.6）；

所述导轨支座（4.1）是由背板、底板和两侧板组成的盒状结构，其中背板上均匀开有X向调节孔（4.2）、并通过紧固件与导轨（3）连接，底板上开有Y向调节孔（4.3）并通过紧固件与基坑支座（4.4）连接；

所述基坑支座（4.4）是由背板、底板和两侧板组成的盒状结构，其中底板通过紧固件与导轨支座的底板连接、上开有穿过紧固件的通孔，背板上均匀开有Z向调节孔（4.5）、并通过锚件（4.7）与锚板（4.6）连接。

5.根据权利要求4所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述锚件（4.7）的一端的螺纹头、依次穿过锚板（4.6）和Z向调节孔（4.5）并通过螺母固定，另一端为弯钩头、锚固在基坑围护结构（5）的钢筋骨架上。

6.根据权利要求1所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述单元支架（6）包括连接在水平支撑平台（1）端部的三角支架（6.1）、连接在三角支架（6.1）端部的上插销支座（6.2）以及平行设置在上插销支座（6.2）下方的下插销支座（6.4）；

所述上插销支座（6.2）和下插销支座（6.4）分别通过上插销（6.3）和下插销（6.5）与导轨（3）的反力孔（3.2）可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述升降动力单元（2）为液压油缸，包括缸筒和活塞杆，其中缸筒与上插销支座（6.2）固定连接，活塞杆的一端穿过上插销支座（6.2）与缸筒活动连接、另一端与下插销支座（6.4）固定连接。

8.根据权利要求1所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述上平面桁架支撑包括两根沿基坑宽度方向设置的对撑钢桁架（1.1）、连接在对撑钢桁架（1.1）两端之间的边桁架（1.2）和连接在对撑钢桁架（1.1）两端两侧面上的琵琶撑（1.3）；

所述下平面桁架支撑和上平面桁架支撑结构相同、且平行间隔设置。

9.根据权利要求1所述的用于地铁基坑的支撑体系，其特征在于：所述传力机构（8）包括连接在水平支撑平台（1）端部的千斤顶（8.2）、连接在千斤顶前端的转动关节（8.3）、铰接在转动关节（8.3）上的滚轮支架（8.4）和铰接在滚轮支架（8.4）上的滚轮（8.1）；

所述滚轮支架（8.4）为三角形板或者是弯折呈锐角的条状板，其顶角与转动关节（8.3）铰接、两底角对称铰接有一个滚轮（8.1）。

10.一种如权利要求1至9任意一项所述的用于地铁基坑的支撑体系的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，完成基坑围护结构（5）的施工，进行第一层土方开挖；

步骤二，开挖至支撑设计标高后，安装导轨单元以及对应的可调支座组件（4）；

步骤三，连接第一层水平支撑平台以及对应的升降动力单元（2）、单元支架（6）和传力机构（8）；

步骤四，整体吊装至第一层水平支撑设计标高位置，传力机构（8）的千斤顶顶推受力；

步骤五，顶推受力稳定后，基坑开挖深度继续增加，继续向下安装导轨单元以及对应的可调支座组件（4），其中导轨单元与导轨单元之间采用连接销连接；

步骤六，开挖到第二层支撑设计标高后，新增第二层水平支撑平台以及对应的升降动力单元（2）、单元支架（6）和传力机构（8）；

步骤七，整体吊装第二层水平支撑平台，使之紧邻第一层水平支撑平台；

步骤八，第二层水平支撑平台传力机构（8）的千斤顶顶推受力；

步骤九，受力稳定后，收缩第一层水平支撑平台传力机构（8）的千斤顶；

步骤十，在第一层水平支撑平台被上部新增的第二层水平支撑平台换撑后，利用升降动力单元进行第一层水平支撑平台（1）的分步间歇式分段下降；

步骤十一，第一层水平支撑平台下降至第二层支撑设计标高后，第一层水平支撑平台传力机构（8）的千斤顶顶推受力；

步骤十二，将第二层水平支撑平台负载小距离下降至第一层支撑设计标高，第二层水平支撑平台传力机构（8）的千斤顶顶推受力；

步骤十三，顶推受力稳定后，进行第三层土方开挖，开挖至第三层支撑设计底标高；

步骤十四，重复步骤二至步骤十二直至第一层水平支撑平台（1）到达最底层支撑设计标高后，开始最底层结构施工。