[发明专利]预应力钢结构超前支护的施工方法

说明书

本发明公开了预应力钢结构超前支护的施工方法，包括由多个角管和多个方钢管围成的管状结构；每一角管与相邻的方钢管之间，以及每两个相邻的方钢管之间均通过连接锁扣进行连接；对应管状结构的横截面的每一条直边的多个方钢管，以及相应的两个角管内均设置预应力钢束；每一角管与相邻的方钢管之间，以及每两个相邻的方钢管之间均沿长度方向设有若干抗剪插板。施工时，先分批顶进所有角管和方钢管；然后设置波纹管和预应力钢束，并分两次张拉预应力钢束，并设置抗剪插板；完成后挖除土体施工内部结构，最后填充水泥砂浆。本发明弥补了当前行业内软土地区暗挖法施工技术手段的不足，丰富地下工程的建设手段，推动行业技术进步。

技术领域

本发明涉及地下施工技术领域，特别涉及预应力钢结构超前支护的施工方法。

背景技术

随着社会经济发展和城市人口密度不断增加,地面资源及可开发的空间越来越少,其利用率已逐渐趋于饱和,并产生了大量的诸如交通拥挤、环境恶化等一系列城市化进程中的环境问题。因此,城市向地下空间发展是国际化大都市发展的必然趋势,也是城市向可持续、生态型方向发展的必然之路。其中，市政公用地下基础设施，诸如地铁车站或区间、城市地下道路隧道、地下综合管廊、地下社会停车库、地下勾连地道或商业街等，由于一般位于交通主干道下方，若采用基坑开挖方式建设，无疑对道路交通、地下管线、周边建筑、商业环境造成很大的负面影响，因此，在中心城区复杂环境下采用暗挖法修建地下结构成为发展趋势。

对于软土地区，由于地下水位高，土体强度低，开挖面自立性差，适用的暗挖施工方法主要有盾构法、顶管法、冻结暗挖法、管幕法等，然而，盾构法和顶管法施工的结构断面尺寸受施工装备的限制；冻结暗挖法安全风险高，仅适合小断面、短距离的地下结构，如双线盾构区间之间的旁通道、地下空间的局部连通口等，管幕法虽然可以根据工程实际情况选择断面，但所有管幕仅作为临时支护结构的组成部分，不能在使用阶段使用，废弃工程量大，工程投资高昂；在工程应用中均存在一定的局限性。

因此，如何研发一种挖掘断面自由选择、技术上安全可靠、施工期间挡土结构可永久使用的暗挖施工方法，是目前软土地区地下工程领域亟待解决的棘手问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供预应力钢结构超前支护的施工方法，实现的目的是弥补当前行业内软土地区暗挖法施工技术手段的不足，丰富地下工程的建设手段，推动行业技术进步，具有更良好经济和社会效益。

为实现上述目的，本发明公开了预应力钢结构超前支护，包括多个角管和多个方钢管。

其中，多个所述角管和多个所述方钢管通过侧面的腹板两两相连围成横截面成矩形的管状结构；

每一所述角管均设置于所述管状结构的横截面的转角位置；每一所述角管与相邻的所述方钢管之间均通过所述腹板两侧边缘位置的连接锁扣进行连接；

多个所述方钢管分别对应所述管状结构的横截面的各条直边设置；每两个相邻的所述方钢管之间均通过两侧所述腹板边缘位置的所述连接锁扣进行连接；

对应所述管状结构的横截面的每一条直边的多个所述方钢管，以及相应的两个所述角管内均设置预应力钢束；

每一所述预应力钢束的两端均分别锚固于相应的两个所述角管内；

每一所述角管与相邻的所述方钢管之间，以及每两个相邻的所述方钢管之间均沿长度方向设有若干抗剪插板。

优选的，每一所述连接锁扣包括互相匹配的锁扣雄头和锁扣雌头；

每一所述锁扣雌头均为横截面成“凹”字形的条状结构；每一所述锁扣雌头均设置于相应的所述角管或者相应所述方钢管与相邻的另一所述方钢管连接的所述腹板两侧的边缘位置，并沿所述管状结构的长度方向延伸；所述“凹”字形的开口方向朝向所述管状结构的外侧或者内侧；