CN104594920A - 防止隧道上浮的方法及装置 - Google Patents

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    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/14—Lining predominantly with metal
    • E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches

Abstract

本发明涉土木建筑施工技术。一种防止隧道上浮的装置，包括位于隧道上方的顶壁和位于隧道宽度方向两侧的两个侧壁，所述顶壁和侧壁都为混凝土结构，所述顶壁和侧壁连接在一起，所述侧壁的下端设有助力脚，所述助力脚沿隧道宽度方向最大处的尺寸大于所述侧壁的厚度，所述助力脚包括混凝土结构的内芯和包裹并粘接在所述内芯外部的钢筋网，所述钢筋网包括竖钢筋和横钢筋，竖钢筋和横钢筋交叉形成节点和网孔。钢筋网是通过爆炸的方式展开的。本发明提供了一种能够在隧道上方进行基坑土方卸载时防止隧道隆起的防止隧道上浮的方法及装置，解决了在隧道上方进行基坑土方卸载时会产生隧道隆起现象的问题。

Description

防止隧道上浮的方法及装置
技术领域
本发明涉土木建筑施工技术，尤其涉及一种防止隧道上浮的方法及装置。
背景技术
在基坑的施工过程中，如果基坑的下方存在隧道，由于土方的卸载、容易产生隧道隆起现象。在中国专利号为2012201016874、授权公告日为2012年10月24日、名称为“隧道支护结构及隧道”的专利文件中公开了一种隧道及防护结构。
现有的隧道防护结构不能够控制基坑（尤其是超大超深基坑）土方卸载对已施工隧道竖向变形的影响，减小隧道的隆起。
发明内容
本发明提供了一种能够在隧道上方进行基坑土方卸载时防止隧道隆起的防止隧道上浮的方法及装置，解决了在隧道上方进行基坑土方卸载时会产生隧道隆起现象的问题。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种防止隧道上浮的方法，包括以下步骤：
第一步、在隧道宽度方向的两侧形成若干沿隧道长度方向分布的贯通至地面的竖孔；制作出钢筋网，所述钢筋网包括竖钢筋和横钢筋，竖钢筋和横钢筋交叉形成节点和网孔，所述竖钢筋位于相邻的横钢筋之间的部分设有第一曲线结构段，所述横钢筋位于所述竖钢筋之间的部分设有第二曲线结构段；
第二步、在所述钢筋网内安装爆炸装置；
第三步、将安装有爆炸装置的钢筋网放到所述竖孔的底端；
第四步、引爆位于钢筋网中的爆炸装置，爆炸装置爆炸时所产生的冲击力在竖孔的底端形成孔径大于竖孔孔径的大径段、爆炸装置爆炸时所产生的冲击力还使得所述第一曲线结构段和第二曲线结构段被拉伸而使得所述钢筋网伸展到所述大径段内；
第五步、将混凝土浇注到所述大径段内而形成内芯，所述内芯同所述钢筋网粘接在一起而形成阻力脚；
第六步、在隧道宽度方向的两侧形成混凝土结构的侧壁，侧壁的下端同阻力脚的内芯以一体结构的形式连接在一起；
第七步、在隧道上方形成混凝土结构的顶壁，顶壁的两端同两个侧壁以一体结构的形式连接在一起。
能够在隧道外形成防隆起装置，所形成的防隆起装置具有阻力脚、阻力脚的宽度大于侧壁的厚度，当产生隆起趋势时，能够产生较大的阻力、从而有效防止土坑卸载时隧道产生隆起现象。形成阻力脚时方便。
作为优选，第二步中的爆炸装置中设有若干子弹头结构的金属头，所述金属头的尖端同所述网孔对齐；第四步中爆炸装置爆炸时所产生的冲击力使得所述金属头经所述网孔穿出而形成位于所述大径段壁上的弹孔，第五步中浇铸混凝土时，混凝土也流入到所述弹孔中而形成同金属头粘接在一起的助力爪。能够形成阻力爪，使得所形成的装置能更为有效地防止隧道上浮。
作为优选，所述金属头的周面上设有沿金属头轴向延伸的刀片，所述刀片的刃口位于所述刀片沿金属头径向的外端。施工过程中，金属头的穿透距离更远，能够以较小的爆炸力达到所需要的穿透距离、也即长度足够的助力爪。
作为优选，所述刀片远离助力爪的一端同所述金属头之间为平滑过渡。施工过程中，金属头的穿透距离更远，能够以较小的爆炸力达到所需要的穿透距离。
作为优选，所述刀片同所述金属头之间的抗拉强度为80兆帕到120兆帕之间。当穿透过程中金属头遇到坚硬的岩石而导致刀片的助力超过预期时，刀片会成为阻碍金属头前行的阻碍，此时刀片脱落，使得金属头的前行距离能够达到预期，使得阻力脚的长度符合要求。
作为优选，使所述竖孔的下端低于隧道的底面，进而使得所述助力脚的下端低于所述隧道的底面。能够更为有效地防止隧道上浮。
作为优选，所述助力脚的上端低于所述隧道的底面的距离为20厘米以上。防隆起效果好，爆破时对隧道的影响小。
作为优选，竖钢筋和横钢筋在所述节点处焊接在一起。在爆炸施工过程中钢筋网能够更为可靠地张开。
一种防止隧道上浮的装置，包括位于隧道上方的顶壁和位于隧道宽度方向两侧的两个侧壁，所述顶壁和侧壁都为混凝土结构，所述顶壁和侧壁连接在一起，所述侧壁的下端设有助力脚，所述助力脚沿隧道宽度方向最大处的尺寸大于所述侧壁的厚度，所述助力脚包括混凝土结构的内芯和包裹并粘接在所述内芯外部的钢筋网，所述钢筋网包括竖钢筋和横钢筋，竖钢筋和横钢筋交叉形成节点和网孔。
作为优选，所述助力脚设有助力爪，所述阻力爪的一端同所述内芯以一体结构的方式连接在一起、所述阻力爪的另一端粘接有子弹头结构的金属头，所述助力爪同所述内芯的连接处位于钢筋网的网孔中。
本发明具有下述优点：能够在隧道上方进行基坑土方卸载时防止隧道隆起；施工时的方便性好。
附图说明
图1为本发明所形成的竖孔的示意图。
图2为本发明所形成的钢筋网的示意图。
图3为安装有爆炸装置时的钢筋网的示意图。
图4为安装有爆炸装置时的钢筋网被安装在竖孔中时的示意图。
图5为爆炸装置被引爆后所形成的竖孔的示意图。
图6为本发明所形成的防止隧道上浮的装置的示意图。
图中：顶壁1、隧道2、隧道的底面21、地面3、侧壁4、助力脚5、助力脚的下端51、内芯52、钢筋网53、竖钢筋531、横钢筋532、第二曲线结构段533、节点534、网孔535、第一曲线结构段536、阻力爪54、金属头56、刀片57、刀片的刃口571、刀片远离阻力爪的一端572、竖孔6、竖孔的下端61、大径段62、弹孔63、爆炸装置7、助力脚沿隧道宽度方向最大处的尺寸L1、侧壁的厚度L2、助力脚的上端低于隧道的底面的距离L3。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
一种防止隧道上浮的方法，
第一步、参见图1，在隧道2宽度方向的两侧形成若干竖孔6。位于隧道2同一侧的竖孔6是沿隧道2长度方向分布的。竖孔6贯通至地面3。竖孔的下端61低于隧道的底面21。
参见图2，制作出钢筋网53。钢筋网53为筒形结构。钢筋网53包括竖钢筋531和横钢筋532。竖钢筋531和横钢筋532交叉形成节点534和网孔535。竖钢筋531和横钢筋532在节点534处焊接在一起而使得竖钢筋531和横钢筋532固接在一起。竖钢筋531位于相邻的横钢筋532之间的部分设有第一曲线结构段536。横钢筋532位于竖钢筋之间的部分设有第二曲线结构段533。
第二步、参见图3，在钢筋网53内安装爆炸装置7。爆炸装置7中设有若干金属头56。金属头56为子弹头结构。金属头56的尖端同网孔535对齐。金属头56的周面上设有刀片57。刀片57有至少两片。刀片57沿金属头56的周向分布。刀片57沿金属头56轴向延伸的。刀片的刃口571位于刀片57沿子弹头径向的外端。刀片远离阻力爪的一端572同金属头56之间为平滑过渡。刀片57同金属头56之间的抗拉强度为80兆帕到120兆帕之间。
第三步、参见图4，在每一个竖孔6的底端安装至少一个有爆炸装置7的钢筋网53。
第四步、参见图4，引爆位于钢筋网53中的爆炸装置7。
参见图5，爆炸装置爆炸时所产生的冲击力在竖孔6的底端形成孔径大于竖孔孔径的大径段62。爆炸装置爆炸时所产生的冲击力还使得第一曲线结构段536和第二曲线结构段533被拉伸而使得钢筋网53伸展到大径段62内。爆炸装置爆炸时所产生的冲击力使得金属头56经网孔535穿出而形成位于大径段壁上的弹孔63。
第五步、参见图6，将混凝土浇注到大径段62内而形成内芯52，内芯52同钢筋网53粘接在一起而形成阻力脚5。助力脚沿隧道宽度方向最大处的尺寸L1大于侧壁的厚度L2。助力脚的下端51低于隧道的底面21。助力脚的上端低于隧道的底面的距离L3为20厘米以上。混凝土也流入到弹孔63中而形成同金属头56粘接在一起的助力爪54。
第六步、参见图6，在隧道2宽度方向的两侧形成混凝土结构的侧壁4。侧壁4的下端同阻力脚5的内芯52以一体结构的形式连接在一起。
第七步、参见图6，在隧道2上方形成混凝土结构的顶壁1。顶壁1的两端同两个侧壁4以一体结构的形式连接在一起。
至此即形成如图6所示的防止隧道上浮的装置。

Claims (10)

1.一种防止隧道上浮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、在隧道宽度方向的两侧形成若干沿隧道长度方向分布的贯通至地面的竖孔；制作出钢筋网，所述钢筋网包括竖钢筋和横钢筋，竖钢筋和横钢筋交叉形成节点和网孔，所述竖钢筋位于相邻的横钢筋之间的部分设有第一曲线结构段，所述横钢筋位于所述竖钢筋之间的部分设有第二曲线结构段；
第二步、在所述钢筋网内安装爆炸装置；
第三步、将安装有爆炸装置的钢筋网放到所述竖孔的底端；
第四步、引爆位于钢筋网中的爆炸装置，爆炸装置爆炸时所产生的冲击力在竖孔的底端形成孔径大于竖孔孔径的大径段、爆炸装置爆炸时所产生的冲击力还使得所述第一曲线结构段和第二曲线结构段被拉伸而使得所述钢筋网伸展到所述大径段内；
第五步、将混凝土浇注到所述大径段内而形成内芯，所述内芯同所述钢筋网粘接在一起而形成阻力脚；
第六步、在隧道宽度方向的两侧形成混凝土结构的侧壁，侧壁的下端同阻力脚的内芯以一体结构的形式连接在一起；
第七步、在隧道上方形成混凝土结构的顶壁，顶壁的两端同两个侧壁以一体结构的形式连接在一起。
2.根据权利要求1所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，第二步中的爆炸装置中设有若干子弹头结构的金属头，所述金属头的尖端同所述网孔对齐；第四步中爆炸装置爆炸时所产生的冲击力使得所述金属头经所述网孔穿出而形成位于所述大径段壁上的弹孔，第五步中浇铸混凝土时，混凝土也流入到所述弹孔中而形成同金属头粘接在一起的助力爪。
3.根据权利要求2所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，所述金属头的周面上设有沿金属头轴向延伸的刀片，所述刀片的刃口位于所述刀片沿金属头径向的外端。
4.根据权利要求3所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，所述刀片远离助力爪的一端同所述金属头之间为平滑过渡。
5.根据权利要求3或4所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，所述刀片同所述金属头之间的抗拉强度为80兆帕到120兆帕之间。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，使所述竖孔的下端低于隧道的底面，进而使得所述助力脚的下端低于所述隧道的底面。
7.根据权利要求6所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，所述助力脚的上端低于所述隧道的底面的距离为20厘米以上。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的防止隧道上浮的方法，其特征在于，竖钢筋和横钢筋在所述节点处焊接在一起。
9.一种通过权利要求1所述的防止隧道上浮的方法所形成的防止隧道上浮的装置，其特征在于，包括位于隧道上方的顶壁和位于隧道宽度方向两侧的两个侧壁，所述顶壁和侧壁都为混凝土结构，所述顶壁和侧壁连接在一起，所述侧壁的下端设有助力脚，所述助力脚沿隧道宽度方向最大处的尺寸大于所述侧壁的厚度，所述助力脚包括混凝土结构的内芯和包裹并粘接在所述内芯外部的钢筋网，所述钢筋网包括竖钢筋和横钢筋，竖钢筋和横钢筋交叉形成节点和网孔。
10.根据权利要求9所述的防止隧道上浮的装置，其特征在于，所述助力脚设有助力爪，所述阻力爪的一端同所述内芯以一体结构的方式连接在一起、所述阻力爪的另一端粘接有子弹头结构的金属头，所述助力爪同所述内芯的连接处位于钢筋网的网孔中。
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