[发明专利]一种钢管幕结构支护体系及其施工方法

权利要求书

1.一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，所述管幕结构包括第一钢管(1)、第二钢管(2)和第三钢管(3)，且所述第二钢管(2)的外径比第一钢管(1)的外径大，所述第一钢管(1)、所述第二钢管(2)和所述第三钢管(3)均为多个，多个所述第一钢管(1)依次排列形成n型结构，任意相邻两个所述第一钢管(1)之间通过所述第三钢管(3)进行连接，所述第一钢管形成n型结构的两个支脚处均设有两个位于同一水平面的所述第二钢管(2)，所述第一钢管(1)、第二钢管(2)和第三钢管(3)中均灌入有混凝土；

该钢管幕结构支护体系的施工方法，包括以下步骤：

S1、施工准备：根据设计管幕结构的形状，确定各种钢管的尺寸及需求数量，开挖竖井，搭建施工平台；

S2、在设计位置依次顶入n型结构的第一钢管(1)，并且一边顶进一边挖出第一钢管(1)内部的土方；

S3、在n型结构的两个支脚处分别水平顶进两个第二钢管(2)，并对第一钢管(1)外侧的土体和第二钢管(2)下部土体进行注浆加固，对应形成第二土体加固层(6)和第一土体加固层(4)；

S4、在第一钢管(1)和第二钢管(2)预先设计位置处开槽，清除第一钢管(1)和第二钢管(2)开槽处的土体，将相邻的第一钢管(1)使用第三钢管(3)连接，并将第二钢管(2)和与第二钢管(2)相邻的第一钢管(1)使用第三钢管(3)连接，在第三钢管(3)上预留第一排气孔；

S5、在第三钢管(3)的两端管壁上均匀安装多个高强螺栓(31)；

S6、将第一钢管(1)和第二钢管(2)两端分别焊接封堵钢板(8)，并在第一钢管(1)和第二钢管(2)一端的封堵钢板(8)上预留混凝土灌注孔(81)和二次注浆孔(82)，另一端的封堵钢板(8)上预留第二排气孔(83)；

S7、向第一钢管(1)、第二钢管(2)和第三钢管(3)中灌注混凝土；

S8、待混凝土达到设计强度后，进行管幕结构下方土体的挖掘，一边开挖土体，一边在任意相邻的第一钢管(1)内侧管壁上焊接下翼缘板(5)。

2.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，所述第三钢管(3)的管轴与相邻两个连接的所述第一钢管(1)的管轴相垂直，所述第三钢管(3)和相邻两个所述第一钢管(1)之间采用焊接方式连接，所述第一钢管(1)上设有注浆孔(11)。

3.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，所述第二钢管(2)与相邻的所述第一钢管(1)之间也通过所述第三钢管(3)焊接固定。

4.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，还包括第一土体加固层(4)和第二土体加固层(6)，所述第一土体加固层(4)设置于所述第二钢管(2)的底部，所述第二土体加固层(6)设置于任意相邻两个所述第一钢管(1)外侧。

5.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，所述第一钢管(1)的外径为1.2-1.4m，所述第二钢管(2)的外径为1.8-2.2m，所述第三钢管(3)的外径为0.3-0.5m。

6.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，所述第三钢管(3)的端部沿外周设有4个高强螺栓(31)，所述高强螺栓(31)为8.8级高强度螺栓，且外径为M22，所述高强螺栓(31)均匀分布在所述第三钢管(3)的管壁上，所述第三钢管(3)上还设有第一排气孔。

7.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，所述第一钢管(1)和所述第二钢管(2)的两端分别设有封堵钢板(8)，设置于所述第一钢管(1)和所述第二钢管(2)一端的封堵钢板(8)上设有混凝土灌注孔(81)和二次注浆孔(82)，另一端的所述封堵钢板(8)上设有第二排气孔(83)。

8.根据权利要求1所述的一种钢管幕结构支护体系，其特征在于，任意相邻两个所述第一钢管(1)之间还设有下翼缘板(5)，所述下翼缘板(5)与所述第一钢管(1)焊接固定。