CN111188631A - 马头门双初支进洞结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种马头门双初支进洞结构，包括：设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护，马头门双初支进洞结构包括：设于横通道内壁面的一次初支结构；于横通道内打设于待施工的正线隧道的拱顶处的多个管棚；对应待施工的正线隧道设置的马头门环梁，马头门环梁与一次初支结构相贴设，且马头门环梁的内部形成一环形空间；以及设于横通道内除待施工的正线隧道位置处的二次初支结构，二次初支结构贴设于一次初支结构的内侧面并与马头门环梁固定连接，二次初支结构将管棚的端部锚固。本申请将二次初支结构固定连接于马头门环梁，增强了二次初支结构与马头门环梁之间的连接强度；管棚锚固于二次初支结构中，增强了管棚对洞口的支撑作用力。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特指一种马头门双初支进洞结构及其施工方法。
背景技术
暗挖隧道马头门的施工是个重大的风险工程，而受多方条件影响或制约，马头门在隧道开挖中数量较多，尤其是在软弱围岩地中，安全风险进一步加大。暗挖隧道马头门进洞工程，需要先开挖横通道，然后施工一次初支结构以及二次初支结构，再进洞施工正线隧道。二次初支结构通常采用钢筋作为马头门环梁和二次衬砌结构的材料，此种二次初支结构的施工需要支设模板，大量绑扎钢筋再浇筑混凝土，施工周期较长，安全风险高。正线隧道与横通道的连接处的受力状态非常复杂，现有的正线隧道的钢筋通常与一次初支结构的钢筋焊接固定，此连接处容易受力过大而形变，暗挖隧道结构的整体稳固性不够强。
因此，亟待需要提供一种整体稳固性强、施工便捷的马头门双初支进洞结构及其施工方法以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种马头门双初支进洞结构，以解决现有的马头门双初支进洞结构的整体稳固性不够强、施工复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种马头门双初支进洞结构，设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护，所述马头门双初支进洞结构包括：
设于所述横通道内壁面的一次初支结构；
于所述横通道内打设于待施工的正线隧道的拱顶处的多个管棚，所述管棚的端部有部分留设于所述横通道内并形成锚固端；
对应待施工的正线隧道设置的马头门环梁，所述马头门环梁与所述一次初支结构相贴设，且所述马头门环梁的内部形成一环形空间，所述环形空间的尺寸与待施工的正线隧道的截面相适配；以及
设于所述横通道内除待施工的正线隧道位置处的二次初支结构，所述二次初支结构贴设于所述一次初支结构的内侧面并与所述马头门环梁固定连接，所述二次初支结构将所述管棚的锚固端锚固。
本发明通过将二次初支结构固定连接于马头门环梁，增强了二次初支结构与马头门环梁之间的连接强度，保障了结构的整体性和稳固性；并通过将管棚锚固于二次初支结构中，增强了管棚对洞口的支撑作用力；二次初支结构通过采用钢拱架而取代大量的钢筋结构的安装，无需搭设支架，安装施工便捷。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，所述马头门环梁包括第二格栅钢架以及埋固所述第二格栅钢架的第二混凝土层；
所述二次初支结构包括若干个钢拱架以及埋固所述钢拱架的第一混凝土层；
所述钢拱架靠近所述马头门环梁的端部锚固于所述第二混凝土层中。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，所述钢拱架靠近所述马头门环梁的端部伸入到所述第二格栅钢架内并与所述第二格栅钢架固定连接。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，所述第二格栅钢架的宽度大于所述钢拱架的宽度。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，还包括从所述环形空间处沿待施工的正线隧道的设计线路挖掘土体形成的正线隧道，所述正线隧道的内壁面由内向外依次设置有第三钢筋网、第三格栅钢架以及埋固所述第三钢筋网和所述第三格栅钢架的第三混凝土层；
所述第三钢筋网和第三格栅钢架靠近所述横通道的端部锚固于所述第二混凝土层中。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，所述第三钢筋网和第三格栅钢架靠近所述横通道的端部伸入所述第二格栅钢架内并与所述第二格栅钢架固定连接。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，位于所述正线隧道拱顶的所述第三钢筋网设于所述管棚之下。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，所述一次初支结构由内向外依次包括有第四钢筋网、第四格栅钢架以及埋固所述第四钢筋网和所述第四格栅钢架的第四混凝土层。
本发明马头门双初支进洞结构的进一步改进在于，所述管棚设于所述正线隧道拱顶120°的范围内。
本发明还提供了一种马头门双初支进洞结构的施工方法，所述的马头门双初支进洞结构设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护，所述施工方法包括如下步骤：
于所述横通道的内壁面施工一次初支结构；
于所述横通道内向待施工的正线隧道的拱顶处打设多个管棚，所述管棚的端部有部分留设于所述横通道内并形成锚固端；
于一次初支结构的内侧面上对应待施工的正线隧道位置处施工马头门环梁，所述马头门环梁的内部形成一环形空间，所述环形空间的尺寸与待施工的正线隧道的截面相适配；以及
于所述横通道内除待施工的正线隧道位置处的所述一次初支结构的内侧面施工二次初支结构，将所述二次初支结构与所述马头门环梁固定连接，通过所述二次初支结构将所述管棚的锚固端锚固。
附图说明
图1为本发明马头门双初支进洞结构的断面图。
图2为本发明马头门双初支进洞结构的纵断图。
图3为本发明马头门双初支进洞结构的一次初支结构的断面图。
图4为本发明马头门双初支进洞结构的一次初支结构的纵断图。
图5为本发明马头门双初支进洞结构的一次初支结构及管棚的断面图。
图6为本发明马头门双初支进洞结构的一次初支结构及管棚的纵断图。
图7为本发明马头门双初支进洞结构的一次初支结构、二次初支结构、马头门环梁及管棚的断面图。
图8为本发明马头门双初支进洞结构的一次初支结构、二次初支结构、马头门环梁及管棚的纵断图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了一种马头门双初支进洞结构，设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护。本发明包括一次初支结构、二次初支结构、马头门环梁以及管棚，通过将二次初支结构固定连接于马头门环梁，增强了二次初支结构与马头门环梁之间的连接强度，保障了结构的整体性和稳固性；并通过将管棚锚固于二次初支结构中，增强了管棚对洞口的支撑作用力；二次初支结构通过采用钢拱架而取代大量的钢筋结构的安装，无需搭设支架，安装施工便捷。
下面结合附图对本发明马头门双初支进洞结构进行说明。
参阅图1，显示了本发明马头门双初支进洞结构的断面图。在本实施例中，一种马头门双初支进洞结构，设于横通道5内以对待施工的正线隧道6进行支护，马头门双初支进洞结构包括：设于横通道5内壁面的一次初支结构1、于横通道5内打设于待施工的正线隧道6的拱顶处的多个管棚4、对应待施工的正线隧道6设置的马头门环梁3以及设于横通道5内除待施工的正线隧道6位置处的二次初支结构2。马头门环梁3与一次初支结构1相贴设，且马头门环梁3的内部形成一环形空间，环形空间的尺寸与待施工的正线隧道6的截面相适配。二次初支结构2贴设于一次初支结构1的内侧面并与马头门环梁3固定连接，管棚4的端部有部分留设于横通道5内并形成锚固端，二次初支结构2将管棚4的锚固端锚固，增强了管棚4对洞口的支撑作用力，使得整体结构更加牢固。具体的，管棚4锚固于二次初支结构2中的长度方向为300mm。
参见图7和图8，在一种具体实施方式中，马头门环梁3包括第二格栅钢架以及埋固第二格栅钢架的第二混凝土层31，二次初支结构2包括若干个钢拱架以及埋固钢拱架的第一混凝土层21，二次初支结构2通过采用钢拱架而取代大量的钢筋结构的安装，无需搭设支架，安装施工便捷。钢拱架靠近马头门环梁3的端部锚固于第二混凝土层31中，钢拱架靠近马头门环梁3的端部伸入到第二格栅钢架内并与第二格栅钢架固定连接。通过将钢拱架的端部与第二格栅钢架焊接固定并锚固于第二混凝土层31中，增强了二次初支结构2与马头门环梁3之间的连接强度，保障了结构的整体性和稳固性。具体的，二次初支结构2的厚度为300mm。较佳地，第二格栅钢架的宽度大于钢拱架的宽度，以便于钢拱架伸入到第二格栅钢架内并与第二格栅钢架固定连接。具体的，马头门环梁3的尺寸为350mm*350mm。
参见1和图2，本发明马头门双初支进洞结构还包括从环形空间处沿待施工的正线隧道6的设计线路挖掘土体形成的正线隧道6，正线隧道6的内壁面由内向外依次设置有第三钢筋网61、第三格栅钢架以及埋固第三钢筋网61和第三格栅钢架的第三混凝土层62，第三钢筋网61和第三格栅钢架靠近横通道5的端部锚固于第二混凝土层31中，第三钢筋网61和第三格栅钢架靠近横通道5的端部伸入第二格栅钢架内并与第二格栅钢架固定连接。通过将第三钢筋网61和第三格栅钢架的端部与第二格栅钢架焊接固定并锚固于第二混凝土层31中，增加了正线隧道6与横通道5于洞口处的连接强度，增强了正线隧道6与横通道5结构的整体性和稳固性。具体的，第三格栅钢架的间距为0.5m，第三混凝土层62的厚度为300mm。
更进一步的，位于正线隧道6拱顶的第三钢筋网61设于管棚4之下。
参见图3和图4，一次初支结构1由内向外依次包括有第四钢筋网11、第四格栅钢架以及埋固第四钢筋网11和第四格栅钢架的第四混凝土层12。具体的，第四格栅钢架的间距为0.5m，第四混凝土层12的厚度为300mm。
参见图5和图6，较佳地，管棚4设于正线隧道6拱顶120°的范围内。具体的，管棚4为超前大管棚4，管棚4为108个，管棚4之间的间距为300mm，长度为15m。
具体的，钢拱架之间的间距为500mm。
以下对本发明的马头门双初支进洞结构的施工流程进行说明。
参见图3和图4，采用暗挖法施工竖井或者横通道5，并完成一次初支结构1的施工。
参见图5和图6，于正线隧道设计位置的顶端打设正线隧道6拱顶的超前大管棚4，并预留300mm。
参见图7和图8，安装马头门环梁3的第二格栅钢架，再安装二次初支结构2的钢拱架，钢拱架的端部锚入第二格栅钢架中，采用喷射混凝土的方法由下至上进行喷射。
参见图1和图2，破除马头门处的一次初支结构1，采用台阶法开挖正线隧道6。
本发明还提供了一种利用上述的马头门双初支进洞结构的施工方法，马头门双初支进洞结构设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护，施工方法包括如下步骤：
参见图3和图4，采用暗挖法施工竖井或者横通道5，于横通道5的内壁面施工一次初支结构1。
进一步的，施工一次初支结构1包括如下步骤：于横通道5的内壁面贴设第四钢筋网11，再于第四钢筋网11上设置第四格栅钢架，向第四钢筋网11和第四格栅钢架喷射混凝土并形成第四混凝土层12。具体的，第四格栅钢架的间距为0.5m，第四混凝土层12的厚度为300mm。
参见图5和图6，于横通道5内向待施工的正线隧道6的拱顶处打设多个管棚4，管棚4的端部有部分留设于横通道5内并形成锚固端。
具体的，管棚4设于正线隧道6拱顶120°的范围内。管棚4为超前大管棚4，管棚4为108个，管棚4之间的间距为300mm，长度为15m。
参见图7和图8，于一次初支结构1的内侧面上对应待施工的正线隧道6位置处施工马头门环梁3，马头门环梁3的内部形成一环形空间，环形空间的尺寸与待施工的正线隧道6的截面相适配。
进一步的，施工马头门环梁3包括如下步骤：于一次初支结构1的内侧面上贴设第二格栅钢架。具体的，马头门环梁3的尺寸为350mm*350mm。
参见图7和图8，于横通道5内除待施工的正线隧道6位置处的一次初支结构1的内侧面施工二次初支结构2，将二次初支结构2与马头门环梁3固定连接，通过二次初支结构2将管棚4的锚固端锚固。
进一步的，施工二次初支结构2包括如下步骤：于一次初支结构1的内侧面贴设钢拱架，将钢拱架靠近马头门环梁的端部伸入到第二格栅钢架内并与第二格栅钢架焊接固定，向钢拱架喷射混凝土并形成第一混凝土层21。
参见图1和图2，破除马头门处的一次初支结构1，采用台阶法施工正线隧道6。
进一步的，施工正线隧道6包括如下步骤：从环形空间处沿待施工的正线隧道的设计路线挖掘土体形成的正线隧道，于正线隧道的内壁面贴设第三钢筋网61，于第三钢筋网上贴设第三格栅钢架，将第三钢筋网61和第三格栅钢架靠近横通道的端部伸入第二格栅钢架内并与第二格栅钢架焊接固定，向第二格栅钢架喷射混凝土并形成第二混凝土层3，向第三钢筋网和第三格栅钢架喷射混凝土并形成第三混凝土层62。
通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明通过将二次初支结构的钢拱架锚固于马头门环梁中，增强了二次初支结构与马头门环梁之间的连接强度，保障了结构的整体性和稳固性；通过将正线隧道的第三钢筋网和第三格栅钢架的端部锚固于第二混凝土层中，增加了正线隧道与横通道于洞口处的连接强度，增强了正线隧道与横通道结构的整体性和稳固性；并通过将管棚锚固于二次初支结构中，增强了管棚对洞口的支撑作用力；二次初支结构通过采用钢拱架而取代大量的钢筋结构的安装，无需搭设支架，安装施工便捷。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种马头门双初支进洞结构，设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护，其特征在于，所述马头门双初支进洞结构包括：
设于所述横通道内壁面的一次初支结构；
于所述横通道内打设于待施工的正线隧道的拱顶处的多个管棚，所述管棚的端部有部分留设于所述横通道内并形成锚固端；
对应待施工的正线隧道设置的马头门环梁，所述马头门环梁与所述一次初支结构相贴设，且所述马头门环梁的内部形成一环形空间，所述环形空间的尺寸与待施工的正线隧道的截面相适配；以及
设于所述横通道内除待施工的正线隧道位置处的二次初支结构，所述二次初支结构贴设于所述一次初支结构的内侧面并与所述马头门环梁固定连接，所述二次初支结构将所述管棚的锚固端锚固。
2.根据权利要求1所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，所述马头门环梁包括第二格栅钢架以及埋固所述第二格栅钢架的第二混凝土层；
所述二次初支结构包括若干个钢拱架以及埋固所述钢拱架的第一混凝土层；
所述钢拱架靠近所述马头门环梁的端部锚固于所述第二混凝土层中。
3.根据权利要求2所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，所述钢拱架靠近所述马头门环梁的端部伸入到所述第二格栅钢架内并与所述第二格栅钢架固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，所述第二格栅钢架的宽度大于所述钢拱架的宽度。
5.根据权利要2所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，还包括从所述环形空间处沿待施工的正线隧道的设计路线挖掘土体形成的正线隧道，所述正线隧道的内壁面由内向外依次设置有第三钢筋网、第三格栅钢架以及埋固所述第三钢筋网和所述第三格栅钢架的第三混凝土层；
所述第三钢筋网和第三格栅钢架靠近所述横通道的端部锚固于所述第二混凝土层中。
6.根据权利要求5所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，所述第三钢筋网和第三格栅钢架靠近所述横通道的端部伸入所述第二格栅钢架内并与所述第二格栅钢架固定连接。
7.根据权利要求5所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，位于所述正线隧道拱顶的所述第三钢筋网设于所述管棚之下。
8.根据权利要求1所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，所述一次初支结构由内向外依次包括有第四钢筋网、第四格栅钢架以及埋固所述第四钢筋网和所述第四格栅钢架的第四混凝土层。
9.根据权利要求1所述的马头门双初支进洞结构，其特征在于，所述管棚设于所述正线隧道拱顶120°的范围内。
10.一种马头门双初支进洞结构的施工方法，所述的马头门双初支进洞结构设于横通道内以对待施工的正线隧道进行支护，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：
于所述横通道的内壁面施工一次初支结构；
于所述横通道内向待施工的正线隧道的拱顶处打设多个管棚，所述管棚的端部有部分留设于所述横通道内并形成锚固端；
于一次初支结构的内侧面上对应待施工的正线隧道位置处施工马头门环梁，所述马头门环梁的内部形成一环形空间，所述环形空间的尺寸与待施工的正线隧道的截面相适配；以及
于所述横通道内除待施工的正线隧道位置处的所述一次初支结构的内侧面施工二次初支结构，将所述二次初支结构与所述马头门环梁固定连接，通过所述二次初支结构将所述管棚的锚固端锚固。
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- 2020-02-18 CN CN202010099187.0A patent/CN111188631B/zh active Active
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