[发明专利]一种浅埋大跨度管幕支护体系及其施工方法

说明书

本发明涉及一种浅埋大跨度管幕支护体系及其施工方法。本发明浅埋大跨度管幕支护体系的倒“U”型支护框架结构钢管内间隔设置半圆型加强肋，以加强钢管的稳定性，钢管侧壁沿钢管纵向上间隔设置有开槽，在开槽位置焊接连接钢板，连接钢板将相邻钢管固定连接在一起。本发明管幕支护体系钢管内间隔焊接加强肋增加钢管刚度，通过钢管侧壁上的开槽处焊接连接钢板将相邻钢管过程连接在一起，大大提高了其横向刚度和承载力，并且钢管连接方式相对简单、施工方便，连接钢板以下的钢管被切割，对钢管顶进的精度要求不高，能够降低施工难度，同时在焊接钢板处架设门式钢架，能够修建矩形断面，提高了空间利用率；部分型钢支撑代替钢筋，节省材料。

技术领域

本发明涉及大直径钢管幕支护下修建地下工程结构的施工方法，隶属于隧道与地下工程建设的范畴，具体涉及一种浅埋大跨度管幕支护体系及其施工方法。

背景技术

管幕工法是属于浅埋暗挖施工的一种，施工时不会对地面环境造成破坏，不会影响交通以及城市环境，管幕工法可以显著减少地面沉降。作为穿越道路、铁路、结构物、机场等的非开挖技术，在日本、美国和中国台湾都取得了较好的效果。管幕工法经过国内学者多年的研究和在工程中的成功实施，其已发展成熟。管幕钢管依靠锁口相连，并在锁门处注入止水剂或者砂浆，形成密封的止水管幕。但由于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

本发明的目的是提供一种浅埋条件下，大、小断面都可以适用的大跨度管幕支护体系及其施工方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种浅埋大跨度管幕支护体系，顶部和两侧采用大直径钢管形成倒“U”型支护框架结构，钢管内间隔设置半圆型加强肋，以加强钢管的稳定性，半圆型加强肋和钢管焊接固定；钢管侧壁沿钢管纵向上间隔设置有开槽，在开槽位置焊接连接钢板，连接钢板将相邻钢管固定连接在一起。

所述的钢管内间隔设置半圆型加强肋，间隔的距离为1～2m。

所述的半圆型加强肋，其曲率和钢管的曲率保持一致，半圆型加强肋的高度为钢管直径的1/4～1/5。

所述的开槽位置为钢管横截面上从钢管中心顶部开始至钢管直径1/3～1/4处对应的钢管侧壁上。

所述的开槽的长度沿钢管纵向侧壁上0.2～0.3m，沿钢管纵向的钢管侧壁上每间隔2m进行开槽。

所述钢管之间连接钢板的长度为相邻钢管开槽处的间距，为0.4～0.8m；连接钢板的宽度为开槽的长度。

所述的钢管沿纵向的侧壁上间隔设置注浆孔，所述的注浆孔设置于钢管侧壁上对应圆心与水平方向倾斜45°的斜向上的位置，采用左右对称设置；所述的注浆孔的孔径为30～40mm，从注浆孔向钢管周边注浆，减少钢管顶进过程中与周边土体的摩阻力，加固管内土体。

所述的钢管的直径为1.3～2.0m，厚度为14～22mm。

上述浅埋大跨度管幕支护体系的施工方法，步骤如下：

(1)施工准备

根据设计管幕支护体系结构，确定管幕支护体系钢管的尺寸及数量，在设计施工位置处施做围护桩，开挖始发井，接着分别施做冠梁和斜撑，确保始发井的稳定性，待始发井开挖达到设计深度时，整理场地，设置反力墙，架设顶管设备；

(2)倒“U”型支护框架钢管顶入