[发明专利]一种钢管幕结构支护体系及其施工方法

说明书

本发明公开了一种钢管幕结构支护体系及其施工方法，涉及地下暗挖支护技术领域，用以解决现有技术中管幕结构相邻钢管的连接处受力薄弱，需要架设大量临时支撑以确保整体结构稳定性的问题。钢管幕结构包括第一钢管、第二钢管和第三钢管，多个第一钢管依次排列形成n型结构，任意相邻两个第一钢管之间通过第三钢管进行连接，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第二钢管，第一钢管、第二钢管和第三钢管中均灌入有混凝土。本发明中钢管幕结构支护体系及其施工方法提高了管幕支护体系的横向刚度和承载力，无需架设大量临时支撑，减少工程造价，缩短工期，简化施工工序，有效防止地表沉降，提高施工质量。

技术领域

本发明涉及地下暗挖支护技术领域，更具体的涉及一种钢管幕结构支护体系及其施工方法。

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，是一种在大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，有着明显的优势。

然而，传统的管幕结构相邻钢管间仅用锁口连接，致使整体管幕的横向刚度和承载力较弱，故开挖管幕内部土体时，需要架设大量临时支撑以确保整体结构的稳定性，造成施工进度较慢。加之横向断面多为拱形结构，空间利用率低。

发明内容

本发明提供一种钢管幕结构支护体系及其施工方法，用以解决现有技术中管幕结构相邻钢管的连接处受力薄弱，需要架设大量临时支撑以确保整体结构的稳定性的问题。

具体的，钢管幕结构支护体系，管幕结构包括第一钢管、第二钢管和第三钢管，且第二钢管的外径比第一钢管的外径大，第一钢管、第二钢管和第三钢管均为多个，多个第一钢管依次排列形成n型结构，任意相邻两个第一钢管之间通过第三钢管进行连接，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第二钢管，第一钢管、第二钢管和第三钢管中均灌入有混凝土；

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，并且一边顶进一边挖出第一钢管内部的土方；

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

S4、在第一钢管和第二钢管预先设计位置处开槽，清除第一钢管和第二钢管开槽处的土体，将相邻的第一钢管使用第三钢管连接，并将第二钢管和与第二钢管相邻的第一钢管使用第三钢管连接，在第三钢管上预留第一排气孔；

S5、在第三钢管的两端管壁上均匀安装多个高强螺栓；

S6、将第一钢管和第二钢管两端分别焊接封堵钢板，并在第一钢管和第二钢管一端的封堵钢板上预留混凝土灌注孔和二次注浆孔，另一端的封堵钢板上预留第二排气孔；

S7、向第一钢管、第二钢管和第三钢管中灌注混凝土；

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内侧管壁上焊接下翼缘板。

优选的，第三钢管的管轴与相邻两个连接的第一钢管的管轴相垂直，第三钢管和相邻两个第一钢管之间采用焊接方式连接，第一钢管上设有注浆孔。

优选的，第二钢管与相邻的第一钢管之间也通过第三钢管焊接固定。