CN110984163A - 一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，将待开挖的土体从上往下分割成三层土体，待开挖土体按水平面分割成四角环形内部区域和四角环形外部区域，然后顺次从上往下顺次开挖四角环形外部区域和四角环形内部区域，且边开挖边支撑。发明克服了常规的开挖方式受现场条件限制导致部分钢支撑不能满足先撑后挖的基本原则，同时充分利用了及时的钢支撑结构，钢支撑随挖随支撑，保证坑中坑土方开挖的安全性。

Description

一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法

技术领域

本发明涉及地铁换乘节点施工领域，具体是一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法。

背景技术

在地铁换乘节点建设过程中，都不可避免的涉及到坑中坑的土方开挖，因为现场的工程地质、水文地质的复杂性，以及周边环境的复杂性，导致安全事故形成的几率非常大。常规的坑中坑的开挖包括分层，分台阶，梯田式开挖等方式，但往往由于施工现场条件的限制，部分钢管支撑不能满足先撑后挖的基本原则，并且按照常规的土方开挖方式，施工工期也会较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，缩短了工期，节约了成本，提高了坑中坑开挖的安全性。

本发明的技术方案为：

一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，具体包括有以下步骤：

（1）、将待开挖的土体从上往下分割成第一层土体、第二层土体和第三层土体，待开挖土体的水平切面为正方形，根据待开挖土体的水平面将土体分割成四角环形内部区域和四角环形外部区域，从而将待开挖土体分割成六个区域，所述的第一层土体的四角环形外部区域为第一区域，第一层土体的四角环形内部区域为第二区域，第二层土体的四角环形外部区域为第三区域，第二层土体的四角环形内部区域为第四区域，第三层土体的四角环形外部区域为第五区域，第三层土体的四角环形内部区域为第六区域；

（2）、采用垂直向下开挖的方法开挖第一区域，第一区域开挖的土方堆置在第二区域，在开挖完成第一区域的时候，在第一区域的四个拐角处架设第一道钢支撑的四组外支撑，然后采用垂直向下开挖的方法开挖第二区域，第二区域开挖的土方全部运输至坑外，第一层土体开挖完成后，在第二区域架设第一道钢支撑的内支撑；

（3）、采用垂直向下开挖的方法开挖第三区域，第三区域开挖的土方堆置在第四区域，在开挖完成第三区域的时候，在第三区域的四个拐角处架设第二道钢支撑的四组外支撑，然后采用垂直向下开挖的方法开挖第四区域，第四区域开挖的土方全部运输至坑外，第二层土体开挖完成后，在第四区域架设第二道钢支撑的内支撑；

（4）、采用垂直向下开挖的方法开挖第五区域和第六区域，第五区域和第六区域开挖的土方全部运输至坑外即可。

所述的六个区域的开挖均采用两台大型挖掘机和一台抓斗机同时施工。

所述的第一道钢支撑和第二道钢支撑均包括有四个第一钢支撑管、四个第二钢支撑管、四个第三钢支撑管、四个第四钢支撑管、四个直角三角形钢板、纵向支撑管和横向扁担梁；所述的四个第一钢支撑管、四个第二钢支撑管、四个第三钢支撑管、四个第四钢支撑管和四个直角三角形钢板组成四组外支撑，每组外支撑均包括有一个第一钢支撑管、一个第二钢支撑管、一个第三钢支撑管、一个第四钢支撑管和一个直角三角形钢板，四个直角三角形钢板分别支撑固定于第一区域或第三区域的四个拐角处，且每个直角三角形钢板的两竖直边均紧贴第一区域或第三区域外圈相互垂直的两边，第一钢支撑管、第二钢支撑管、第三钢支撑管、第四钢支撑管均平行于直角三角形钢板的斜边，第一钢支撑管、第二钢支撑管、第三钢支撑管、第四钢支撑管的两端均固定于第一区域或第三区域外圈相互垂直的两边上且第四钢支撑管邻近于对应的直角三角形钢板、第一钢支撑管邻近于对应一层土体的第二区域或第四区域、第二钢支撑管和第三钢支撑管位于第一钢支撑管和第四钢支撑管之间，所述的四组外支撑在第一区域或第三区域开挖时，进行随挖随支撑；所述的纵向支撑管和横向扁担梁组成内支撑，所述的纵向支撑管的两端固定于第一区域或第三区域外圈相对两边的中部位置，横向扁担梁的两端固定于第一区域或第三区域外圈另外相对两边的中部位置，且所述的横向扁担梁位于纵向支撑管的水平下方，所述的内支撑在第二区域或第四区域开挖时，进行随挖随支撑。

所述的四角环形内部区域的边缘按照1：1放坡。

所述的第一层土体开挖至第一道钢支撑下0.5m处安装好支架和钢围檩。

所述的第二层土体开挖至第二道钢支撑下0.5m处安装好支架和钢围檩。

所述的横向扁担梁下连接有格构柱。

所述的第一道钢支撑和第二道钢支撑的纵向支撑管均为两个，且两个纵向支撑管沿待开挖土体水平纵向轴线对称；所述的一道钢支撑和第二道钢支撑的横向扁担梁均位于待开挖土体水平横向轴线的位置。

本发明的优点：

本发明克服了常规的开挖方式受现场条件限制导致部分钢支撑不能满足先撑后挖的基本原则，同时充分利用了及时的钢支撑结构，钢支撑随挖随支撑，保证坑中坑土方开挖的安全性。

附图说明

图1是本发明坑中坑土方开挖的竖向分层图。

图2是本发明坑中坑土方开挖的水平面区域分区图。

图3是本发明第一道钢支撑或第二道钢支撑的平面分布图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，具体包括有以下步骤：

（1）、见图1和图2，将待开挖的土体从上往下分割成第一层土体1、第二层土体2和第三层土体3，待开挖土体的水平切面为正方形，根据待开挖土体的水平面将土体分割成四角环形内部区域4和四角环形外部区域5，从而将待开挖土体分割成六个区域，第一层土体1的四角环形外部区域5为第一区域，第一层土体1的四角环形内部区域4为第二区域，第二层土体2的四角环形外部区域5为第三区域，第二层土体2的四角环形内部区域4为第四区域，第三层土体3的四角环形外部区域5为第五区域，第三层土体3的四角环形内部区域4为第六区域；第一层土体1的高度为4m，第二层土体的高度为4m，第三层土体的高度为1.6m，四角环形内部区域4的长宽均为15m，四角环形外部区域5留有5m宽的通道供挖掘机通过，分区的大小可以满足大型挖掘机进行施工；

（2）、采用垂直向下开挖的方法并利用两台大型挖掘机同时开挖第一区域，第一区域开挖的土方堆置在第二区域，在开挖完成第一区域的时候，在第一区域的四个拐角处架设第一道钢支撑的四组外支撑，然后采用垂直向下开挖的方法并利用两台大型挖掘机同时开挖第二区域，第二区域开挖的土方利用抓斗机全部运输至坑外，第一层土体开挖完成后，在第二区域架设第一道钢支撑的内支撑；

（3）、采用垂直向下开挖的方法并利用两台大型挖掘机同时开挖第三区域，第三区域开挖的土方堆置在第四区域，在开挖完成第三区域的时候，在第三区域的四个拐角处架设第二道钢支撑的四组外支撑，然后采用垂直向下开挖的方法并利用两台大型挖掘机同时开挖第四区域，第四区域开挖的土方用抓斗机全部运输至坑外，第二层土体开挖完成后，在第四区域架设第二道钢支撑的内支撑；

（4）、采用垂直向下开挖的方法开挖第五区域和第六区域，第五区域和第六区域开挖的土方全部运输至坑外，挖掘机将由吊机将其吊离出来。

见图3，第一道钢支撑和第二道钢支撑均包括有四个第一钢支撑管6、四个第二钢支撑管7、四个第三钢支撑管8、四个第四钢支撑管9、四个直角三角形钢板10、两个纵向支撑管11和横向扁担梁12；四个第一钢支撑管6、四个第二钢支撑管7、四个第三钢支撑管8、四个第四钢支撑管9和四个直角三角形钢板10组成四组外支撑，每组外支撑均包括有一个第一钢支撑管6、一个第二钢支撑管7、一个第三钢支撑管8、一个第四钢支撑管9和一个直角三角形钢板10，四个直角三角形钢板10分别支撑固定于第一区域或第三区域的四个拐角处，且每个直角三角形钢板10的两竖直边均紧贴第一区域或第三区域外圈相互垂直的两边，第一钢支撑管6、第二钢支撑管7、第三钢支撑管8、第四钢支撑管9均平行于直角三角形钢板10的斜边，第一钢支撑管6、第二钢支撑管7、第三钢支撑管8、第四钢支撑管9的两端均固定于第一区域或第三区域外圈相互垂直的两边上且第四钢支撑管9邻近于对应的直角三角形钢板10、第一钢支撑管6邻近于对应一层土体的第二区域或第四区域、第二钢支撑管7和第三钢支撑管8位于第一钢支撑管6和第四钢支撑管9之间，四组外支撑在第一区域或第三区域开挖时，进行随挖随支撑；两个纵向支撑管11和横向扁担梁12组成内支撑，纵向支撑管11的两端固定于第一区域或第三区域外圈相对两边的中部位置，且两个纵向支撑管11沿待开挖土体水平纵向轴线对称，横向扁担梁12的两端固定于第一区域或第三区域外圈另外相对两边的中部位置且位于待开挖土体水平横向轴线的位置，横向扁担梁12位于两个纵向支撑管11的水平下方，内支撑在第二区域或第四区域开挖时，进行随挖随支撑。其中，第一钢支撑管6与第二钢支撑管7相距2.4m，第二钢支撑管7与第三钢支撑管8相距2.4m，第三钢支撑管8与第四钢支撑管9相距2.4m，第四钢支撑管9与直角三角形钢板10的斜边相距1.8m，直角三角形钢板10的厚度为20mm，边长为1.5m，两个纵向支撑管11相距2.6m。

其中，四角环形内部区域的边缘按照1：1放坡，第一层土体开挖至第一道钢支撑下0.5m处安装好支架和钢围檩，第二层土体开挖至第二道钢支撑下0.5m处安装好支架和钢围檩，横向扁担梁12下连接有格构柱进行支撑。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：

（1）、将待开挖的土体从上往下分割成第一层土体、第二层土体和第三层土体，待开挖土体的水平切面为正方形，根据待开挖土体的水平面将土体分割成四角环形内部区域和四角环形外部区域，从而将待开挖土体分割成六个区域，所述的第一层土体的四角环形外部区域为第一区域，第一层土体的四角环形内部区域为第二区域，第二层土体的四角环形外部区域为第三区域，第二层土体的四角环形内部区域为第四区域，第三层土体的四角环形外部区域为第五区域，第三层土体的四角环形内部区域为第六区域；

（2）、采用垂直向下开挖的方法开挖第一区域，第一区域开挖的土方堆置在第二区域，在开挖完成第一区域的时候，在第一区域的四个拐角处架设第一道钢支撑的四组外支撑，然后采用垂直向下开挖的方法开挖第二区域，第二区域开挖的土方全部运输至坑外，第一层土体开挖完成后，在第二区域架设第一道钢支撑的内支撑；

（3）、采用垂直向下开挖的方法开挖第三区域，第三区域开挖的土方堆置在第四区域，在开挖完成第三区域的时候，在第三区域的四个拐角处架设第二道钢支撑的四组外支撑，然后采用垂直向下开挖的方法开挖第四区域，第四区域开挖的土方全部运输至坑外，第二层土体开挖完成后，在第四区域架设第二道钢支撑的内支撑；

（4）、采用垂直向下开挖的方法开挖第五区域和第六区域，第五区域和第六区域开挖的土方全部运输至坑外即可。

2.根据权利要求1所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的六个区域的开挖均采用两台大型挖掘机和一台抓斗机同时施工。

3.根据权利要求1所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的第一道钢支撑和第二道钢支撑均包括有四个第一钢支撑管、四个第二钢支撑管、四个第三钢支撑管、四个第四钢支撑管、四个直角三角形钢板、纵向支撑管和横向扁担梁；所述的四个第一钢支撑管、四个第二钢支撑管、四个第三钢支撑管、四个第四钢支撑管和四个直角三角形钢板组成四组外支撑，每组外支撑均包括有一个第一钢支撑管、一个第二钢支撑管、一个第三钢支撑管、一个第四钢支撑管和一个直角三角形钢板，四个直角三角形钢板分别支撑固定于第一区域或第三区域的四个拐角处，且每个直角三角形钢板的两竖直边均紧贴第一区域或第三区域外圈相互垂直的两边，第一钢支撑管、第二钢支撑管、第三钢支撑管、第四钢支撑管均平行于直角三角形钢板的斜边，第一钢支撑管、第二钢支撑管、第三钢支撑管、第四钢支撑管的两端均固定于第一区域或第三区域外圈相互垂直的两边上且第四钢支撑管邻近于对应的直角三角形钢板、第一钢支撑管邻近于对应一层土体的第二区域或第四区域、第二钢支撑管和第三钢支撑管位于第一钢支撑管和第四钢支撑管之间，所述的四组外支撑在第一区域或第三区域开挖时，进行随挖随支撑；所述的纵向支撑管和横向扁担梁组成内支撑，所述的纵向支撑管的两端固定于第一区域或第三区域外圈相对两边的中部位置，横向扁担梁的两端固定于第一区域或第三区域外圈另外相对两边的中部位置，且所述的横向扁担梁位于纵向支撑管的水平下方，所述的内支撑在第二区域或第四区域开挖时，进行随挖随支撑。

4.根据权利要求1所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的四角环形内部区域的边缘按照1：1放坡。

5.根据权利要求1所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的第一层土体开挖至第一道钢支撑下0.5m处安装好支架和钢围檩。

6.根据权利要求1所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的第二层土体开挖至第二道钢支撑下0.5m处安装好支架和钢围檩。

7.根据权利要求3所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的横向扁担梁下连接有格构柱。

8.根据权利要求3所述的一种地铁换乘节点坑中坑四角环形土方开挖方法，其特征在于：所述的第一道钢支撑和第二道钢支撑的纵向支撑管均为两个，且两个纵向支撑管沿待开挖土体水平纵向轴线对称；所述的一道钢支撑和第二道钢支撑的横向扁担梁均位于待开挖土体水平横向轴线的位置。

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