CN111691428B - 一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系 - Google Patents

Abstract

本发明属于地铁建造技术领域，公开了一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，包括水平支撑装置和基坑围护板，且水平支撑装置固定于基坑围护板上，实现基坑的水平支撑，所述水平支撑装置为边数可变的多边形的闭环结构，且水平支撑装置包括固定梁、支撑梁和连接梁；其中，所述固定梁和支撑梁均设有两个，且固定梁与支撑梁相互垂直，所述连接梁共设有四个，且四个连接梁的一端均与固定梁连接，另一端均与支撑梁连接；综上可知，在本发明中，未固定的水平支撑装置能有效穿过已固定的水平支撑装置，进而使整体水平支撑装置在可同一吊装位置下进行上层及下层的准确安装，提高安装准确度、降低安装难度、提高安装效率。

Description

一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系

技术领域

本发明属于地铁建造技术领域，具体涉及一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系。

背景技术

目前，对于地铁基坑采用的主要支护体系主要为钢筋混凝土和钢管对撑，具体结合图1 所示，钢筋混凝土构浇筑形成左右两侧的基坑围护板，钢管则水平连接于左右两侧的基坑围 护板之间，以形成水平支撑。另外，现有地铁车站基坑大多采用分层式开挖的方法进行，为 保证基坑开挖施工过程中的稳定，支护体系同样需分层搭建，从而则形成图1中所示的多层 钢管。

综上，根据基坑的开挖方法可知，多层钢管由上至下安装，因此在安装下层钢管时，需 吊装钢管以穿过上层相邻钢管的间隙；但是，在该安装方式下，下层钢管并不能准确的吊装 于相应的安装位置处，进而则存在定位精度不足、安装难度大、安装效率低的缺点。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，以解决 上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护 体系，包括水平支撑装置和基坑围护板，且水平支撑装置固定于基坑围护板上，实现基坑的 水平支撑，所述水平支撑装置沿着基坑的长度和高度方向平行等距分布，所述水平支撑装置 为边数可变的多边形的闭环结构，且水平支撑装置包括固定梁、支撑梁和连接梁；其中，所 述固定梁和支撑梁均设有两个，且固定梁与支撑梁相互垂直，所述连接梁共设有四个，且四 个连接梁的一端均与固定梁连接，另一端均与支撑梁连接；

所述水平支撑装置安装支撑时，所述水平支撑装置为八边形结构，所述连接梁的两端分 别固定于固定梁和支撑梁的一端，所述固定梁与基坑围护板固定；

所述水平支撑装置吊装时，所述水平支撑装置为四边形结构，所述连接梁的两端分别滑 动于固定梁和支撑梁的中间部位，所述四边形结构可从八边形结构的中间部位穿过。

优选的，所述固定梁和支撑梁的一侧分别开设有第一滑槽和第二滑槽，所述连接梁的两 端均设有滑块，且两个滑块分别滑动于第一滑槽和第二滑槽内。

优选的，所述支撑梁的另一侧开设有第三滑槽，且第三滑槽内对称设有两个辅助支撑杆， 所述辅助支撑杆在第三滑槽内水平滑动，且水平支撑装置安装支撑时，辅助支撑杆的一端与 基坑围护板固定。

优选的，所述辅助支撑杆和滑块的外壁上设有防滑垫，且防滑垫由阻尼材料制成。

优选的，所述辅助支撑杆包括相互连接的千斤顶和固定杆，且防滑垫设于固定杆上。

优选的，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽内均设有T型导轨；所述滑块和辅助支撑 杆上均开设有T型导槽，且导槽与导轨相互配合。

优选的，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽的两端均设有限位凸起，且限位凸起与固 定梁或支撑梁一体成型。

优选的，所述固定梁和支撑梁上均设有吊环，以用于实现水平支撑装置的吊装。

优选的，所述第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽内沿竖直方向均开设有安装孔，且安装孔 内贯穿有可上下移动的限位板，所述水平支撑装置安装支撑时，多个限位板对应固定于两个 滑块和两个辅助支撑杆之间。

优选的，所述限位板的上下两侧均设有限位部，使限位板形成工字型结构，所述安装孔 内开设有凹槽，且凹槽与其中一个限位部配合。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)在本发明中，设置了由固定梁、支撑梁和连接梁组合而成的水平支撑装置，其中连 接梁用于连接相互垂直的固定梁和支撑梁，且连接梁两端均可进行滑动，以此有效缩小整体 水平支撑装置在未固定时的体积，从而保证未固定的水平支撑装置能有效穿过已固定的水平 支撑装置，进而使整体水平支撑装置在可同一吊装位置下进行上层及下层的准确安装，提高 安装准确度、降低安装难度、提高安装效率。

(2)针对上述支撑梁，还设有可伸缩固定的辅助支撑杆，由此进一步提高整体水平支撑 装置的支撑稳定性，进而提高整体支护体系的支护能力，保证施工安全。

(3)针对上述支撑梁，还设有可升降的限位板，以此对辅助支撑杆和连接梁的端部形成 进一步限定，从而提高整体水平支撑装置的结构强度。

综上可知，在本发明中，整体支护体系具有结构简单、稳定、强度高、便于安装的优点。

附图说明

图1为现有支护体系的结构示意图

图2为本发明所提供的支护体系的结构示意图；

图3为图2中的A处放大图；

图4为本发明中辅助支撑杆的一种结构示意图；

图5为本发明中单个固定梁、连接梁与支撑梁的连接示意图；

图6为本发明中支撑梁与限位板的配合示意图；

图7为图6中的B处放大图；

图8为开挖施工过程中安装本发明所提的支护体系时的侧视图；

图9为开挖施工过程中安装本发明所提的支护体系时的俯视图；

图中：1-固定梁、11-第一滑槽、12-吊环、2-支撑梁、21-第二滑槽、211-限位凸起、22-导轨、23-第三滑槽、24-辅助支撑杆、241-导槽、242-防滑垫、243-千斤顶、244-固定杆、25-安装孔、26-限位板、27-限位部、3-连接梁、31-滑块、4-基坑围护板。

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。

在本发明中，提供了一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其具体结构请参阅 图2-图9所示，包括水平支撑装置和基坑围护板4，且水平支撑装置固定于基坑围护板4上， 实现基坑的水平支撑，水平支撑装置沿着基坑的长度和高度方向平行等距分布，水平支撑装 置为边数可变的多边形的闭环结构，且水平支撑装置包括固定梁1、支撑梁2和连接梁3；其 中，固定梁1和支撑梁2均设有两个，且固定梁1与支撑梁2相互垂直，连接梁3共设有四 个，且四个连接梁3的一端均与固定梁1连接，另一端均与支撑梁2连接；

基于上述结构并结合图2可知，水平支撑装置安装支撑时，整体结构完全展开，此时整 体水平支撑装置为八边形结构，连接梁3的两端分别固定于固定梁1和支撑梁2的一端，固 定梁1与基坑围护板4固定；

基于上述结构并结合图8-图9可知，水平支撑装置吊装时，整体结构完全收缩，此时整 体水平支撑装置为四边形结构，连接梁3的两端分别滑动于固定梁1和支撑梁2的中间部位， 四边形结构可从八边形结构的中间部位穿过。综上，使得本发明中的水平支撑装可在同一吊 装位置进行由上至下的多次准确安装，以在进行地铁车站基坑的开挖过程中提高整体支护体 系的安装准确性，同时降低安装难度。

参见图2、图8和图9所示，优选的，固定梁1和支撑梁2上均设有吊环12，以用于实现水平支撑装置的吊装；具体，在本发明的图中，仅示出了固定梁1上设有吊环12的情景。

参见图2-图3所示，优选的，固定梁1和支撑梁2的一侧分别开设有第一滑槽11和第二滑槽21，连接梁3的两端均设有滑块31，且两个滑块31分别滑动于第一滑槽11和第二滑槽21内。由此保证了连接梁3两端的有效滑动，从而使整体水平支撑装置能进行有效的收缩及展开。

参见图2所示，优选的，支撑梁2的另一侧开设有第三滑槽23，且第三滑槽23内对称设有两个辅助支撑杆24，辅助支撑杆24在第三滑槽23内水平滑动，且水平支撑装置安装支撑时，辅助支撑杆24的一端与基坑围护板4固定。基于此，在固定梁1固定的状态下形成进一步的辅助固定，以此保证整体水平支撑装置在安装后能形成良好的支撑效果。

参见图6所示，优选的，第一滑槽11、第二滑槽21和第三滑槽23内沿竖直方向均开设 有安装孔25，且安装孔25内贯穿有可上下移动的限位板26，水平支撑装置安装支撑时，多 个限位板26对应固定于两个滑块31和两个辅助支撑杆24之间。基于此，在完成水平支撑装 置的安装支撑后，能有效对滑块31和辅助支撑杆24的端部形成支撑，从而大大提高了滑块 31和辅助支撑杆24固定处的受力能力，以保证整体支撑梁2具有良好的支撑效果。另外，在本发明中，图中仅示出将安装孔25开设于滑槽下方的示例，但在实际应用中，也可开设于安装孔25上方。

参见图7所示，优选的，限位板26的上下两侧均设有限位部27，使限位板26形成工字 型结构，安装孔25内开设有凹槽，且凹槽与其中一个限位部27配合。以图中所示为例，安装孔25位于滑槽下方，对应的限位板26上侧的限位部27与凹槽配合，以此限定限位板26 的最低位置，而此时限位板26不对滑块31或辅助支撑杆24产生任何限定，即滑块31和辅 助支撑杆24可在对应滑槽内进行滑动；当完成水平支撑装置的安装支撑后，上推限位板26 形成限定，此时使得限位板26下侧的限位部27与固定梁1或支撑梁2接触，达到提高限位 板26固定面积和固定强度的效果。

综上，基于上述所公开的结构，整体支护体系及基坑开挖的施工方法为，不考虑两侧土 方干涉及压力，具体包括步骤如下(在本实施例的方法叙述中，以一层标高中仅安装一层水 平支撑装置为例，但在实际应用中一层标高可安装多层水平支撑装置，具体安装原理与下述 原理相同)：

步骤一，完成基坑围护板4的施工，进行第一层土方开挖。

步骤二，开挖至第一层土方标高后，向基坑内吊装并安装第一层水平支撑装置，具体以 收缩状态进行整体水平支撑装置的吊装，在吊装至安装高度时，展开整体水平支撑装置，以 与基坑围护板4固定，形成水平支撑。

在本步骤中，关于水平支撑装置的展开原理为，在吊装固定梁1上的吊环12时：

(1)首先以相互远离的方向拉动两个支撑梁2，以此带动连接梁3沿固定梁1进行移动， 直至两个支撑梁2之间展开至距离最远的状态(即连接梁3的一端位于固定梁1的端部)；

(2)然后固定连接梁3于固定梁1；

(3)再然后以相互远离的方向拉动两组辅助支撑杆24，以使得辅助支撑杆24与基坑围 护板4形成固定，此时两个支撑梁2形成相互平行的支撑固定，而固定梁1及连接梁3则位 于两个支撑梁2之间；

(4)接着拆除吊环12上的吊装结构；

(5)再接着以相互远离的方向拉动两个固定梁1，使得两个固定梁1靠近左右两侧的基 坑围护板4，并完成固定；

(6)最后上推限位板26，使得限位板26插入两个辅助支撑杆24或者两个滑块31之间， 并在此状态下完成限位板26的固定(即完成整体水平支撑装置的安装)。

其中，关于限位板26的固定包括限位板26与固定梁1或支撑梁2的固定，还包括限位 板26与辅助支撑杆24或滑块31的固定。

步骤三，进行第2至N层土方的开挖，并在开挖过程中执行第二至N层水平支撑装置的 安装。在此步骤中，由于水平支撑装置的整体体积可进行收缩变化，因此使得吊装时的水平 支撑装置可顺利从已安装的水平支撑装置内穿过，从而保证每层的水平支撑装置均以步骤二 中相同的原理进行安装，大大降低整体支护体系的施工难度。

参见图2所示，优选的，辅助支撑杆24和滑块31的外壁上设有防滑垫242，且防滑垫242由阻尼材料制成。基于此，能有效避免辅助支撑杆24和滑块31的随意滑动，进而保证 在吊装过程中不会出现结构自动展开的现象，保证吊装安装的有效性及安全性。

参见图4所示，优选的，辅助支撑杆24包括相互连接的千斤顶243和固定杆244，且防 滑垫242设于固定杆244上。基于此，在实现辅助支撑杆24的固定后，利用千斤顶243的顶出，使得固定杆244进一步挤压基坑围护板4，从而有效提高整体水平支撑装置的水平支撑效果。

参见图3所示，优选的，第一滑槽11、第二滑槽21和第三滑槽23内均设有T型导轨22；滑块31和辅助支撑杆24上均开设有T型导槽241，且导槽241与导轨22相互配合。基 于此，提高滑块31与对应滑槽、及辅助支撑杆24与对应滑槽配合的稳定性，进而提高整体 水平支撑装置中结构连接的稳定性。

参见图3所示，优选的，第一滑槽11、第二滑槽21和第三滑槽23的两端均设有限位凸 起211，且限位凸起211与固定梁1或支撑梁2一体成型。基于此，能有效限定滑块31和辅助支撑杆24的滑动位置，以免出现过度滑出的问题；另外，在进行滑块31和辅助支撑杆24的固定时，还能有效提高滑块31和辅助支撑杆24与相应固定部位的接触面积，从而提高固定时的结构强度。

综上，在本发明中所提出的固定方式可为螺栓固定、焊接固定或其他固定方式中的任意 一种，仅需满足整体装置中结构连接的强度即可。

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)

1.一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，包括水平支撑装置和基坑围护板(4)，且水平支撑装置固定于基坑围护板(4)上，实现基坑的水平支撑，所述水平支撑装置沿着基坑的长度和高度方向平行等距分布，其特征在于：所述水平支撑装置为边数可变的多边形的闭环结构，且水平支撑装置包括固定梁(1)、支撑梁(2)和连接梁(3)；其中，所述固定梁(1)和支撑梁(2)均设有两个，且固定梁(1)与支撑梁(2)相互垂直，所述连接梁(3)共设有四个，且四个连接梁(3)的一端均与固定梁(1)连接，另一端均与支撑梁(2)连接；

所述水平支撑装置安装支撑时，所述水平支撑装置为八边形结构，所述连接梁(3)的两端分别固定于固定梁(1)和支撑梁(2)的一端，所述固定梁(1)与基坑围护板(4)固定；

所述水平支撑装置吊装时，所述水平支撑装置为四边形结构，所述连接梁(3)的两端分别滑动于固定梁(1)和支撑梁(2)的中间部位，所述四边形结构可从八边形结构的中间部位穿过；

所述固定梁(1)和支撑梁(2)的一侧分别开设有第一滑槽(11)和第二滑槽(21)，所述连接梁(3)的两端均设有滑块(31)，且两个滑块(31)分别滑动于第一滑槽(11)和第二滑槽(21)内；

所述支撑梁(2)的另一侧开设有第三滑槽(23)，且第三滑槽(23)内对称设有两个辅助支撑杆(24)，所述辅助支撑杆(24)在第三滑槽(23)内水平滑动，且水平支撑装置安装支撑时，辅助支撑杆(24)的一端与基坑围护板(4)固定。

2.根据权利要求1所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述辅助支撑杆(24)和滑块(31)的外壁上设有防滑垫(242)，且防滑垫(242)由阻尼材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述辅助支撑杆(24)包括相互连接的千斤顶(243)和固定杆(244)，且防滑垫(242)设于固定杆(244)上。

4.根据权利要求1所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述第一滑槽(11)、第二滑槽(21)和第三滑槽(23)内均设有T型导轨(22)；所述滑块(31)和辅助支撑杆(24)上均开设有T型导槽(241)，且导槽(241)与导轨(22)相互配合。

5.根据权利要求1所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述第一滑槽(11)、第二滑槽(21)和第三滑槽(23)的两端均设有限位凸起(211)，且限位凸起(211)与固定梁(1)或支撑梁(2)一体成型。

6.根据权利要求1所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述固定梁(1)和支撑梁(2)上均设有吊环(12)，以用于实现水平支撑装置的吊装。

7.根据权利要求3-5中任意一项所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述第一滑槽(11)、第二滑槽(21)和第三滑槽(23)内沿竖直方向均开设有安装孔(25)，且安装孔(25)内贯穿有可上下移动的限位板(26)，所述水平支撑装置安装支撑时，多个限位板(26)对应固定于两个滑块(31)和两个辅助支撑杆(24)之间。

8.根据权利要求7所述的一种地铁车站基坑开挖施工用组合式支护体系，其特征在于：所述限位板(26)的上下两侧均设有限位部(27)，使限位板(26)形成工字型结构，所述安装孔(25)内开设有凹槽，且凹槽与其中一个限位部(27)配合。

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