[实用新型]用于垂直顶升开挖法的钢架支撑结构

说明书

本实用新型涉及建筑构件领域，公开了一种用于垂直顶升开挖法的钢架支撑结构，其包括拱形支架和若干层矩形支架，拱形支架安装于最上层矩形支架上；矩形支架由两根横梁和两根纵梁连接而成，拱形支架包括若干组平行弧形梁，弧形梁的两端分别固定在最顶层矩形支架的两根横梁上；上下两层矩形支架之间通过支撑钢管连接。应用本实用新型作为斜井进正洞的挖掘的支撑结构，节省了大量钢支撑门架及其他临时支撑的使用，减少了浪费，且该钢架支撑结构拆装方便，可以重复利用。

技术领域

本实用新型涉及建筑构件领域，具体而言，涉及一种用于垂直顶升开挖法的钢架支撑结构。

背景技术

斜井进正洞常见的施工方法有以下几种：

1、直线爬坡导洞形式(如“大包法”)，这类方法存在的问题是：①斜井进正洞衔接部位的主洞、次洞需要较大的扩挖量；②隧道扩挖部分集中在拱顶，浇筑混凝土回填施作时不方便；③隧洞扩挖部分需回填大体量的混凝土，对支护结构产生多余负荷；

2、曲线爬坡导洞形式(如“弧形导坑法”)，这类方法存在的缺点是：①曲线爬升路线加大测绘方面的难度；②在导洞进正洞衔接部位施工工作面狭小，大型工具不能适用；③曲线爬坡对围岩保护要求高，需要多步台阶上升开挖，施工工序转换时间长，围岩不能被及时喷混凝土封闭，围岩风化严重；

3、小导洞转向挑顶施工方法,这类方法存在的缺点是：①导洞进正洞后有较长转向段，此段消耗大量临时支撑(因为紧接的后续开挖过程中需要拆除)；②导洞转向位置需合理布置好转向临时支撑，对临时支撑的架设及加固技术要求高；③导洞转正洞部位产生三岔口三维悬空受力区域而产生大跨度开挖面，安全性较差；

4、类CRD扩挖进正洞方法，此类方法存在的缺点是：①横撑影响开挖作业，出碴难度大；②施工步序多而复杂，工期长；③技术要求较高。

上述方法均存在诸多问题，其中一个共同的问题是进正洞挖掘机后续扩挖都要使用大量钢支撑门架或拱架及其他临时支撑，造成了大量钢材的耗费，且难以有效重复利用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对现有斜井进正洞施工方法的上述不足,提供一种用于垂直顶升开挖法的钢架支撑结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种用于垂直顶升开挖法的钢架支撑结构，包括拱形支架和若干层矩形支架，拱形支架安装于最上层矩形支架上；

矩形支架由两根横梁和两根纵梁连接而成，拱形支架包括若干组平行弧形梁，弧形梁的两端分别固定在最顶层矩形支架的两根横梁上；

上下两层矩形支架之间通过支撑钢管连接。

优选地，弧形梁顶部还设置有横向钢梁，横向钢梁横跨所有弧形梁；

优选地，拱形支架还包括水平梁，水平梁的两端分别固定在最顶层矩形支架的两根横梁上，弧形梁固定在水平梁上；

优选地，弧形梁和水平梁之间还设置有斜撑；

优选地，横梁与纵梁之间、水平梁与横梁之间、弧形梁与水平梁之间、横向钢梁与弧形梁之间均通过螺栓连接。

优选地，横梁和纵梁均采用工字钢。

本实用新型适用于斜井进正洞的垂直顶升开挖法，一边挖掘一边搭建本实用新型的钢架支撑结构，斜井进正洞的垂直顶升开挖法具体步骤如下：

第一步：开挖斜井：挖至距离正洞边墙Ⅰ一定距离时，开挖矩形导洞，直至正洞边墙Ⅱ，矩形导洞的高度低于斜井拱顶的高度；

第二步：在正洞范围内的矩形导洞中搭建长方体支架：长方体支架包括位于矩形导洞顶部的矩形支架Ⅰ和位于矩形导洞底部的矩形支架Ⅱ，两个矩形支架的尺寸均小于矩形导洞的水平面尺寸，两个矩形支架之间通过千斤顶Ⅰ支撑，形成长方体支架；