CN105133664A - 一种组合框架式隔离保护体系及其施工方法 - Google Patents

一种组合框架式隔离保护体系及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合框架式隔离保护体系及其施工方法,体系包括预制桩,沿预计开挖隧道横向间隔成排、纵向间隔成列设置;在每根预制桩的外表面上竖直设有压入块安装槽,在压入块安装槽内活动设有压入块;每相邻两根预制桩的下半段之间设有用于连接并拉紧预制桩的拉紧机构。本发明的有益效果是:通过两排多列预制桩横撑和拉紧机构形成隔离保护体系来代替传统的箱涵,结构简单,施工效率高,各部分受力状态合理,而且对周边建筑物的扰动较小;通过拉紧机构中的钢丝绳连接两根预制桩,并对两根预制桩之间的钢丝绳所在位置处进行注浆,间隔形成土横梁对隔离保护体系起到一个支撑作用;通过压入块的设置,实现了压压入块和压桩分步进行。

Description

一种组合框架式隔离保护体系及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及隧道开挖隔离保护,特别涉及一种组合框架式隔离保护体系及其施工方法。
背景技术
[0002] 复杂的周边环境是隧道开挖、修建期间不可避免的外围制约因素,比如隧道附近有桥墩、建筑群等。因此,隧道开挖必须要减小对周边重要建筑土层的扰动,避免产生大的变形。
[0003] 现有的技术主要是通过将隧道外周构筑箱涵,使其减小外围扰动。而箱涵多采用连续墙、咬合粧等需较大动土作业的方法,这虽然使隧道开挖的影响减小,但箱涵的较大动土却成为影响周边土层扰动的附加因素。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种能替代现有箱涵的、减小对周边重要建筑土层扰动的组合框架式隔离保护体系及其施工方法。
[0005] 为了达成上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0006] 一种组合框架式隔离保护体系,包括:
[0007] 预制粧,沿预计开挖隧道横向间隔成排、纵向间隔成列设置;
[0008] 第一横撑,横向置于同排预制粧的上半段且与预制粧刚性连接;
[0009] 第二横撑,纵向置于同列预制粧的上半段且与预制粧刚性连接;
[0010] 在每根预制粧的外表面上竖直设有压入块安装槽,在压入块安装槽内活动设有压入块;
[0011] 每相邻两根预制粧的下半段之间设有用于连接并拉紧预制粧的拉紧机构;通过两排多列预制粧作为整体框架的竖直部分,第一横撑和第二横撑作为整体框架上部分的横梁,再将拉紧机构作为整体框架下部分的横梁,这样就构成了一个组合的组合框架式隔离保护体系。
[0012] 进一步地,在所述压入块内设有L型的钢丝绳通道和L型的注浆通道,注浆通道内活动设有用于向两根所述预制粧之间注浆的注浆管,通过将注浆通道和钢丝绳通道设在压入块内,再将压入块嵌入到预制粧内,可以将压粧和压压入块分开进行,减小了压粧时候的阻力,保证了两粧的平行度。
[0013] 进一步地,拉紧机构包括钢丝绳,钢丝绳从一根预制粧内第一压入块的顶部穿过第一压入块内的钢丝绳通道、另一根预制粧内第二压入块内钢丝绳通道到第二压入块的顶部,钢丝绳在两根预制粧之间是水平的,钢丝绳连接并拉紧了两根预制粧。
[0014] 进一步地,在每个所述压入块的钢丝绳通道的弯折处设置定滑轮,所述的钢丝绳穿过定滑轮外表面的压入块安装槽,通过定滑轮的设置,在钢丝绳拉紧的时候,不至破坏压入块的内部结构。
[0015] 进一步地,钢丝绳在所述压入块的顶部连接螺杆,螺杆通过螺母固定在压入块的顶部。
[0016] 进一步地,在所述预制粧的粧底设有粧尖,粧尖的下端呈锥形,通过设置粧尖便于对预制粧进行压粧。
[0017] 进一步地,在相邻两根所述的预制粧之间的钢丝绳上包裹有水泥,通过注浆通道向两根预制粧之间的钢丝绳注浆,浆液扩散至土层,包裹钢丝绳,凝固后起到土横梁的作用,抵制了预制粧间的土体变形。
[0018] 进一步地,压入块一端窄于另一端,窄的一端设置在所述预制粧的外表面处,压入块的形状与预制粧上压入块安装槽的形状相匹配,这样方便了压入块卡在预制粧上。
[0019] 隔离保护体系的施工方法,具体步骤如下:
[0020] I)制作预制粧和压入块;
[0021] 2)将钢丝绳从一个压入块的顶端穿过该压入块的钢丝绳通道、另一个压入块的钢丝绳通道到另一个压入块的顶端;
[0022] 3)在步骤2)进行的同时,对预制粧进行压粧;
[0023] 4)压粧到位后,将步骤2)中的两个压入块分别压入到纵向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内,或是横向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内;
[0024] 5)通过紧固装置将钢丝绳的顶端固定;
[0025] 6)重复步骤2)-步骤5),形成两排多列的预制粧框架;
[0026] 7)开挖预制粧顶端的少许土层,用第一横撑连接同一排上的两根预制粧,用第二横撑连接同一列上的两根预制粧;
[0027] 8)利用注浆管通过注浆通道向两根预制粧之间的钢丝绳注浆;
[0028] 9)重复步骤2)到步骤8),直到完成组合框架式隔离保护体系。
[0029] 另一种施工方案:隔离保护体系的施工方法,具体步骤如下:
[0030] I)制作预制粧和压入块;
[0031] 2)将钢丝绳从一个压入块的顶端穿过该压入块的钢丝绳通道、另一个压入块的钢丝绳通道到另一个压入块的顶端;
[0032] 3)将步骤2)中的两个压入块分别压入到纵向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内,或是横向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内;
[0033] 4)通过紧固装置将钢丝绳的顶端固定;
[0034] 5)对预制粧进行压粧;
[0035] 6)重复步骤2)-步骤5),形成两排多列的预制粧框架;
[0036] 7)开挖预制粧顶端的少许土层,用第一横撑连接同一排上的两根预制粧,用第二横撑连接同一列上的两根预制粧;
[0037] 8)利用注浆管通过注浆通道向两根预制粧之间的钢丝绳注浆;
[0038] 9)重复步骤2)到步骤8),直到完成组合框架式隔离保护体系。
[0039] 本发明的工作原理是:在预计要开挖的隧道的两侧各设置一排预制粧,每一排的预制粧之间通过第一横撑连接,每一列的预制粧之间通过第二横撑进行连接,第一横撑和第二横撑相当于组合框架式隔离保护体系的上横梁;通过拉紧机构中钢丝绳拉紧相邻两根预制粧的下段部分,并通过注浆对两根预制粧之间的钢丝绳进行注浆,这样两根预制粧的下段部分之间形成土横梁,相当于组合框架式隔离保护体系的下横梁,这样就构成了一个框架式的隔离保护体系,拉紧机构设于压入块内,通过压入块将拉紧机构压入预制粧内,可以将压压入块与压粧分开进行。
[0040] 本发明的有益效果是:
[0041] I)通过两排多列预制粧横撑和拉紧机构形成隔离保护体系来代替传统的箱涵,结构简单,施工效率高,各部分受力状态合理,而且对周边建筑物的扰动较小。
[0042] 2)通过拉紧机构中的钢丝绳连接两根预制粧,并对两根预制粧之间的钢丝绳所在位置处进行注浆,间隔形成土横梁对隔离保护体系起到一个支撑作用。
[0043] 3)通过预制粧上段部分之间设置的第一横撑和第二横撑,相当于隔离保护体系的上横梁,有效防止了隔离保护体系的变形。
[0044] 4)在预制粧上设有压入块,将拉紧机构设于压入块内,在压入块内设置定滑轮,实现了压粧和压压入块分步进行,减少了压粧时的阻力,降低了对两粧平行度的影响;此外,因为压入块的设置,实现了每排和每列预制粧的下半段部分都有土横梁作为支撑。
附图说明
[0045] 图1是本发明中组合框架式隔离保护体系的结构图;
[0046] 图2为本发明中预制粧示意图;
[0047] 图3为图2俯视图;
[0048] 图4为本发明中压入块的示意图;
[0049] 图5为图4俯视图;
[0050] 图6为图4中A-A剖视图;
[0051] 图7为图1中B处内部放大图。
[0052] 图中,1、预制粧,2、钢丝绳,3、第一横撑,4、压入块,5、定滑轮,6、注浆通道,7、喷浆口,8、钢丝绳通道,9、压入块安装槽,1、横撑安装槽,11、第二横撑。
具体实施方式
[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0054] 图1为本发明中组合框架隔离保护体系的结构示意图,一种组合框架式隔离保护体系,包括:预制粧1,在预制粧I的粧底设有粧尖,粧尖的下端呈锥形,通过设置粧尖便于对预制粧I进行压粧;预制粧I沿预计开挖隧道横向间隔成排、纵向间隔成列设置;第一横撑3,横向置于同排预制粧I的上半段且与预制粧I刚性连接;第二横撑11,纵向置于同列预制粧I的上半段且与预制粧I刚性连接;在每根预制粧I的外表面上竖直设有压入块安装槽9,在压入块安装槽9内活动设有压入块4 ;每相邻两根预制粧I的下半段之间设有用于连接并拉紧预制粧I的拉紧机构;通过两排多列预制粧I作为整体框架的竖直部分,第一横撑3和第二横撑11作为整体框架上部分的横梁,再将拉紧机构作为整体框架下部分的横梁,这样就构成了一个组合的组合框架式隔离保护体系,而且整个框架尺寸大于隧道的直径,从框架内部对隧道进行施工。
[0055] 图2为本发明中预制粧示意图;图3为图2俯视图,从图2中可以看出预制粧I采用的是方粧,也可以是圆粧,在每根预制粧I上设有两个压入块4安装槽或者是三个用于卡住压入块4的压入块安装槽9,在预制粧I上设有两个横撑安装槽10 (方形槽)或是三个横撑安装槽10,两个压入块安装槽9/两个横撑安装槽10间隔90°布置在预制粧I上,或三个压入块安装槽9/三个横撑安装槽10间隔90°设置在预制粧I上;因为要安装第一横撑3和第二横撑11的缘故,压入块4的相应部分有相应的缺失。
[0056] 图4是压入块的示意图,图5是图4的俯视图,图6是图4中A-A截面的剖视图,从中可以看出,在所述压入块4内设有L型的钢丝绳通道8和L型的注浆通道6,当需要注浆时候,将注浆管插入到注浆通道6内,注浆液从L型的注浆通道6的水平段即喷浆口 7流出,水平段部分,注浆通道6设在钢丝绳通道8的上方,实现了对相邻两根预制粧I之间钢丝绳2的喷浆;通过将注浆通道6和钢丝绳通道8设在压入块4内,再将压入块4嵌入到预制粧I内,可以将压粧和压压入块4分开进行,减小了压粧时候的阻力,保证了两粧的平行度。
[0057] 在相邻两根所述的预制粧I之间的钢丝绳2上包裹有水泥,通过注浆通道6向两根预制粧I之间的钢丝绳2注浆,浆液扩散至土层,包裹钢丝绳2,凝固后起到土横梁的作用,抵制了预制粧I间的土体变形。
[0058] 另外,压入块4 一端窄于另一端,窄的一端设置在所述预制粧I的外表面处,压入块4的形状与预制粧I上压入块安装槽9的形状相匹配,这样方便了压入块4卡在预制粧I上。
[0059] 拉紧机构包括钢丝绳2,钢丝绳2从一根预制粧I内第一压入块的顶部穿过第一压入块内的钢丝绳通道8到另一根预制粧I内第二压入块的外部,再通过钢丝绳通道8到第二压入块的顶部,钢丝绳2在两根预制粧I之间是水平的,钢丝绳2连接并拉紧了两根预制粧1,钢丝绳2在所述压入块4的顶部连接螺杆,螺杆通过螺母固定在压入块的顶部,通过螺杆螺母将钢丝绳2的两自由端固定在压入块4的粧顶,并在螺杆的顶端上插入防脱销,防止螺杆螺母的滑脱,在螺母上设有一用于注浆管插入的螺母通孔。
[0060] 图7是图中B处的放大图,图中表明在每个所述压入块4的钢丝绳通道8的弯折处设置定滑轮5,所述的钢丝绳2穿过定滑轮5外表面的压入块安装槽9,通过定滑轮5的设置,在钢丝绳2拉紧的时候,不至破坏压入块4的内部结构。
[0061] 组合框架式隔离保护体系的施工方法,具体步骤如下:
[0062] I)制作预制粧1、粧尖和压入块4 ;
[0063] 2)将粧尖固定在预制粧I的底端;
[0064] 3)将钢丝绳2从一个压入块4的顶端穿过该压入块4的钢丝绳通道8、另一个压入块4的钢丝绳通道8到另一个压入块4的顶端;
[0065] 4)在钢丝绳2的两自由端均连接一根螺杆,螺杆与螺母连接,在螺杆的顶端水平设置防脱销;
[0066] 5)在步骤3)进行的同时,将多根预制粧I以两排多列的方式设置在预计开挖隧道的两侧,通过静压粧的方式对预制粧I进行压粧;
[0067] 6)将步骤3)中的两个压入块4分别压入到纵向的相邻两根预制粧I的压入块安装槽9内,或是横向的相邻两根预制粧I的压入块安装槽9内;
[0068] 7)将钢丝绳2拉紧,将螺母与螺杆拧紧固定;
[0069] 8)重复步骤3)-步骤7),形成两排多列的预制粧框架;
[0070] 9)开挖预制粧I顶端的少许土层,用第一横撑3连接同一排上的两根预制粧1,用第二横撑11连接同一列上的两根预制粧I ;
[0071] 10)将注浆管放入到注浆通道6内,向相邻两根预制粧I之间的钢丝绳2注浆,注楽完成后,取出注楽管;
[0072] 11)重复步骤2)到步骤10),直至完成组合组合框架式隔离保护体系。
[0073] 或者,组合框架式隔离保护体系的施工方法,具体步骤如下:
[0074] I)制作预制粧1、粧尖和压入块4 ;
[0075] 2)将粧尖固定在预制粧I的底端;
[0076] 3)将钢丝绳2从一个压入块4的顶端穿过该压入块4的钢丝绳通道8、另一个压入块4的钢丝绳通道8到另一个压入块4的顶端;
[0077] 4)在钢丝绳2的两自由端均连接一根螺杆,螺杆与螺母连接,在螺杆的顶端水平设置防脱销;
[0078] 5)将步骤3)中的两个压入块4分别压入到纵向的相邻两根预制粧I的压入块安装槽9内,或是横向的相邻两根预制粧的压入块安装槽9内;
[0079] 6)通过多根预制粧I以两排多列的方式设置在预计开挖隧道的两侧,通过静压粧的方式对预制粧I进行压粧;
[0080] 7)将钢丝绳2拉紧,将螺母与螺杆拧紧固定;
[0081] 8)重复步骤3)-步骤7),形成两排多列的预制粧框架;
[0082] 9)开挖预制粧顶端的少许土层,用第一横撑3连接同一排上的两根预制粧1,用第二横撑11连接同一列上的两根预制粧I ;
[0083] 10)将注浆管放入到注浆通道6内,向相邻两根预制粧I之间的钢丝绳2注浆,注楽完成后,取出注楽管;
[0084] 11)重复步骤2)到步骤11),直至完成组合框架式隔离保护体系。
[0085] 以上两种施工方法的区别是:第一种是先压粧,后将带有拉紧机构的压入块4压入到预制粧I内,实现二者分步进行,这样在压粧时,压入阻力小,不会对两根预制粧I的平行度产生影响;第二种是先将压入块4压入到预制粧I内,然后进行压预制粧I,具体可以根据现场采用不同的施工方法。
[0086] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合框架式隔离保护体系,其特征在于,包括: 预制粧,沿预计开挖隧道横向间隔成排、纵向间隔成列设置; 第一横撑,横向置于同排预制粧的上半段且与预制粧刚性连接; 第二横撑,纵向置于同列预制粧的上半段且与预制粧刚性连接; 在每根预制粧的外表面上竖直设有压入块安装槽,在压入块安装槽内活动设有压入块; 每相邻两根预制粧的下半段之间设有用于连接并拉紧预制粧的拉紧机构。
2.如权利要求1所述的隔离保护体系,其特征在于,在所述压入块内设有L型的钢丝绳通道和L型的注浆通道,注浆通道内活动设有用于向两根所述预制粧之间注浆的注浆管。
3.如权利要求2所述的隔离保护体系,其特征在于,所述拉紧机构包括钢丝绳,钢丝绳从一根预制粧内第一压入块的顶部穿过第一压入块内的钢丝绳通道、另一根预制粧内第二压入块内钢丝绳通道到第二压入块的顶部。
4.如权利要求3所述的隔离保护体系,其特征在于,在每个所述压入块的钢丝绳通道的弯折处设置定滑轮,所述的钢丝绳穿过定滑轮外表面的压入块安装槽。
5.如权利要求3所述的隔离保护体系,其特征在于,所述钢丝绳在所述压入块的顶部连接螺杆,螺杆通过螺母固定在压入块的顶部。
6.如权利要求1所述的隔离保护体系,其特征在于,在所述预制粧的粧底设有粧尖,粧尖的下端呈锥形。
7.如权利要求3所述的隔离保护体系,其特征在于,在相邻两根所述的预制粧之间的钢丝绳上包裹有水泥。
8.如权利要求1所述的隔离保护体系,其特征在于,所述压入块一端窄于另一端,窄的一端设置在所述预制粧的外表面处。
9.如权利要求1-8任意一项所述的隔离保护体系的施工方法,其特征在于,具体步骤如下: 1)制作预制粧和压入块; 2)将钢丝绳从一个压入块的顶端穿过该压入块的钢丝绳通道、另一个压入块的钢丝绳通道到另一个压入块的顶端; 3)在步骤2)进行的同时,对预制粧进行压粧; 4)压粧到位后,将步骤2)中的两个压入块分别压入到纵向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内,或是横向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内; 5)通过紧固装置将钢丝绳的顶端固定; 6)重复步骤2)-步骤5),形成两排多列的预制粧框架; 7)开挖预制粧顶端的少许土层,用第一横撑连接同一排上的两根预制粧,用第二横撑连接同一列上的两根预制粧; 8)利用注浆管通过注浆通道向两根预制粧之间的钢丝绳注浆; 9)重复步骤2)到步骤8),直到完成组合框架式隔离保护体系。
10.如权利要求1-8中任意一项所述的隔离保护体系的施工方法,其特征在于,具体步骤如下: I)制作预制粧和压入块; 2)将钢丝绳从一个压入块的顶端穿过该压入块的钢丝绳通道、另一个压入块的钢丝绳通道到另一个压入块的顶端; 3)将步骤2)中的两个压入块分别压入到纵向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内,或是横向的相邻两根预制粧的压入块安装槽内; 4)通过紧固装置将钢丝绳的顶端固定; 5)对预制粧进行压粧; 6)重复步骤2)-步骤5),形成两排多列的预制粧框架; 7)开挖预制粧顶端的少许土层,用第一横撑连接同一排上的两根预制粧,用第二横撑连接同一列上的两根预制粧; 8)利用注浆管通过注浆通道向两根预制粧之间的钢丝绳注浆; 9)重复步骤2)到步骤8),直到完成组合框架式隔离保护体系。
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