CN112282809B - 一种建筑物多层地下结构支护施工方法及支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑物多层地下结构支护施工方法及支护装置，按照如下方法进行，挖掘工作井、安装工作井支护装置、挖掘水平挖掘井、安装水平挖掘井装置，继续向下挖掘工作井、安装对应的工作井支护装置、挖掘水平挖掘井、安装水平挖掘井装置，依次类推从上到下进行工作井和水平挖掘井的挖掘及支护装置的安装，施工方便，能够从上到下进行支护，在挖掘的过程中进行支护装置的安装，进一步提高了低下施工的安全性，减少了低下施工的安全隐患和地面下陷的风险。

Description

一种建筑物多层地下结构支护施工方法及支护装置

技术领域

本发明涉及地下施工技术领域，具体的是涉及一种建筑物多层地下结构支护施工方法及支护装置。

背景技术

目前随着城市人口的不断增加，平面空间已不能满足人们的需求，需要在垂直空间中不断的去探索和开发，合理有效地开发利用地下空间资源有助于特大城市的可持续发展。为了充分利用城市道路、铁路、机场、景观绿地等既有公共设施下方的地下空间，且要求有效控制地表变形并尽可能减小施工对其的影响，一般采用盾构、顶管、管幕等非开挖技术进行施工。但是，目前在进行开挖完成后对开挖的空间进行支护，给开挖工作带来极大的安全隐患，同时容易发生沉陷的现象。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够在开挖时对开挖的空间进行支护，提高施工安全性能的一种建筑物多层地下结构支护施工方法及支护装置。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种建筑物多层地下结构支护施工方法，按照如下步骤施工：

S1、垂直向下掘进工作井，下挖的深度达到设定的上层位置时，向工作井中下放工作井支护装置，该工作井支护装置下放到设定的位置后，工作井支护装置向外扩赛通过锚固装置与工作井的内壁进行固定连接；

S2、向设定的第一层位置进行水平掘进，挖掘上层的水平挖掘井，该挖掘的水平挖掘井达到设计的深度后，完成上层水平挖掘井娃挖掘；

S3、下放第一个水平井支护装置，将该下放的水平井支护装置推入到水平挖掘井内，当该水平井支护装置推入到指定位置后，通过锚固装置将水平井支护装置固定连接在水平挖掘井内，继续下放下一个水平支护装置，并将该下放的水平支护装置推入到水平挖掘井内与第一个固定在水平挖掘井内的水平井支护装置进行对接，然后通过锚固装置将该水平井支护装置与水平挖掘井进行固定连接，依次将上层的水平挖掘井需求的水平井支护装置对接到水平挖掘井内且与水平挖掘井固定连接；

S4、继续垂直向下挖掘工作井，下挖深度达到设定的中层位置时，向工作井内下放工作井支护装置，当下放的工作井支护装置位于S1中的工作井支护装置下方时，该工作井支护装置外扩与工作井通过锚固装置与工作井固定；

S5、按照步骤S2-S4的步骤完成水平井和水平挖掘井中所有工作井支护装置和水平支护装置的安装支护。

所述工作井支护装置和水平井支护装置分别通过锚固装置与工作井和水平挖掘井连接后，向锚固装置内高压注入混凝土使所述锚固装置与工作井和水平挖掘井固定为一体。

步骤S3中，在将水平井支护装置推入到水平挖掘井前，在所述水平支护装置的底部固定连接有千斤顶，将水平井支护装置推入到水平挖掘井后，该千斤顶推动水平井支护装置的顶部与水平挖掘井的顶部紧贴后，向水平井支护装置的底部和水平挖掘井的底部注入混凝土，将千斤顶浇筑在水平井支护装置和水平挖掘井之间。

在水平挖掘井底部两侧分别设有沿水平挖掘井掘进的延伸的钢管，在S3中，将水平井支护装置放入到该钢管上，推动水平井支护装置至设定的位置。

一种建筑物多层地下结构支护装置，包括从上到下工作井内的多个上下对接在一起的多个工作井支护装置和从外到内设在水平挖掘井内接相互对接的多个水平井支护装置；

所述工作井支护装置包括第一垂直支护板和第二垂直支护板，所述第一垂直支护板和第二垂直支护板水平设置，且该第一垂直支护板和第二垂直支护板的两侧分别通过伸缩组件固定连接，位于水平挖掘井一侧的第一垂直支护板或第二垂直支护板上开设有与水平挖掘井井口贯通的开口；

将工作井支护装置下方到指定位置后，伸缩组件推动第一垂直支护板和第二垂直支护板分别向相反的方向运动，使所述第一垂直支护板和第二垂直支护板与工作井内壁紧贴后，通过锚固装置穿过第一垂直支护板和第二垂直支护板上设有的锚定孔锚固在工作井上；

所述水平井支护装置包括上梁组件和下梁组件，所述上梁组件和下梁组件的两侧分别通过垂直梁固定连接，所述下梁组件的底部固定连接有多个千斤顶，将该水平井支护装置推入到水平挖掘井后，所述千斤顶上顶水平井支护装置，上梁组件与水平挖掘井接触后，锚固装置穿过上梁组件和下梁组件上设有的垂直锚孔锚固在水平挖掘井上，将水平井支护装置与水平挖掘井连接起来，然后向下梁组件与水平挖掘井之间浇筑混凝土，将千斤顶浇筑在下梁组件与水平挖掘井之间。

所述锚固装置包括连接筒，环绕设在连接筒出口端的多个连接通孔，每一连接筒内通过剪切销钉固定连接有带有浇筑通孔的锚定筒，且该锚定筒一端设有倾斜面，另一端设有锥形端，所述锚定筒的倾斜面的端部位于连接筒内，锚定筒的锥形端位于接通孔内，所述连接筒内靠近连接筒入口处设有冲击锥体，当进行锚固时，所述冲击锥体向出口处运动，冲击锚定筒，并插入到工作井或水平挖掘井中，同时锚定筒与连接筒孔连接的剪切销钉剪断，锚固筒的锥形端插入到工作井或水平挖掘井的内壁上实现锚定，完成锚定后，向连接筒内注入混凝土，注入的混凝土通过锚固筒上的浇筑通孔向外扩散，完成锚固连接。

所述伸缩组件包括固定设在第一垂直支护板和第二垂直支护板两侧端且与第一垂直支护板和第二垂直支护板垂直的第一连接段和第二连接段，所述第一连接段上固定设有多个压缩筒，所述第二连接段上固定设有多个与压缩筒对应的连接杆，该连接杆的端部固定连接有插入到压缩筒内与压缩筒底部固定连接的压缩弹簧固定连接的伸缩杆；

所述第一连接段和第二连接段的中部分别通过液压缸固定连接。

所述第一垂直支护板和第二垂直支护板的两侧还设有连接板，所述连接板与工作井之间浇筑混凝土，且所述伸缩组件位于浇筑的混凝土内。

所述上梁组件和下梁组件都是由上支护板和下支护板组成，且该上支护板和下支护板之间通过多根方形钢固定连接。

本发明的有益效果是：施工方便，能够从上到下进行支护，在挖掘的过程中进行支护装置的安装，进一步提高了低下施工的安全性，减少了低下施工的安全隐患和地面下陷的风险。

附图说明

图1是本发明实施例中的支护装置安装结构示意图；

图2是本发明实施例中工作井支护装置的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例中工作井支护装置的侧视结构示意图；

图4是本发明实施例中水平井支护装置的侧视结构示意图；

图5是本发明实施例中水平井支护装置底部连接示意图；

图6是本发明实施例中锚固装置的结构示意图；

图7是本发明实施例中锚固装置的锚固工作状态结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

一种建筑物多层地下结构支护施工方法，按照如下步骤施工：

S1、垂直向下掘进工作井1，下挖的深度达到设定的上层位置时，向工作井1中下放工作井支护装置3，该工作井支护装置3下放到设定的位置后，工作井支护装置3向外扩赛通过锚固装置5与工作井1的内壁进行固定连接；所述工作井1用于对整个空间进行向下开挖，同时将下挖的土进行排出的通道，所述工作井支护装置3安装在工作井1内对工作井进行支护；该步骤中在进行挖掘的同时，当挖掘到一定深度时，下放工作井支护装置3，对挖掘的工作井进行支护，在下放过程中，所述工作井支护装置3处于缩短状态，当下放到指定位置后，该工作井支护装置3的两侧向外伸缩与工作井的内壁进行紧密贴合，然后通过锚定装置5将工作井支护装置3固定连接在工作井1内，在连接固定时，向锚固装置5内泵入混凝土，泵入的混凝土通过锚固装置5进入到工作井的内壁，将锚固装置5与工作井浇筑为一体，保证了所述工作支护装置5的稳定安装在；

S2、向设定的第一层位置进行水平掘进，挖掘上层的水平挖掘井2，该挖掘的水平挖掘井2达到设计的深度后，完成上层水平挖掘井2娃挖掘；在完成工作井的第一次挖掘厚度和工作井支护装置5的安装后，进行水平挖进井2的开挖，开挖的水平挖进井的空间为建筑物多层空间的最上层空间，通过对工作井进行支护后在进行开挖水平挖掘井，能够确保后续工作的安全性；

S3、完成水平挖掘井2后，下放第一个水平井支护装置4，将该下放的水平井支护装置4推入到水平挖掘井2内，在将水平支护装置4推入到水平挖掘井2内时，在所述水平挖掘井2内的两个底边上放置钢管407，将水平支护装置4放置在该钢管407上，方便将水平支护装置4进行推进；

当该水平井支护装置4推入到指定位置后，开启设在水平支护装置4底部设有的千斤顶406，该千斤顶406将水平支护装置4顶起，使该水平支护装置4的顶部与水平挖掘井2的顶部接触，然后向水平支护装置4与水平挖掘井2之间的缝隙内注入混凝土，将千斤顶406浇筑在水平井支护装置4和水平挖掘井2之间；

然后通过锚固装置5将水平井支护装置4固定连接在水平挖掘井2内，继续下放下一个水平支护装置4，并将该下放的水平支护装置4推入到水平挖掘井2内与第一个固定在水平挖掘井2内的水平井支护装置4进行对接后，通过千斤顶将其顶部与水平挖掘井2的接触后，浇筑混凝土，将千斤顶406浇筑在水平井支护装置4和水平挖掘井2之间，然后通过锚固装置5将该水平井支护装置4与水平挖掘井2进行固定连接，依次将上层的水平挖掘井2需求的水平井支护装置4对接到水平挖掘井2内且与水平挖掘井2固定连接；

S4、继续垂直向下挖掘工作井1，下挖深度达到设定的中层位置时，向工作井1内下放工作井支护装置3，当下放的工作井支护装置3位于S1中的工作井支护装置3下方时，该工作井支护装置3外扩与工作井1通过锚固装置与工作井1固定；

S5、按照步骤S2-S4的步骤完成水平井1和水平挖掘井2中所有工作井支护装置3和水平支护装置4的安装支护。

可以看出，在进行多层挖掘时，没向下挖掘一层深度的工作井，在工作井内安装工作井防护装置，为工作井的挖掘和水平挖掘井的挖掘提供了安全保证，避免出现安全隐患，从上到下安装工作井防护装置，在安装下层工作井防护装置时，由于该工作井防护装置可以进行伸缩，因此在通过上层安装完成的工作井防护装置时，该工作井防护装置处于缩短状态，当下放到指定的位置后，该工作井防护装置进行伸长，与工作井的内壁进行抵触，然后通过锚固装置将其锚固在工作井内，在锚固完成后，向锚固装置内注入混凝土，注入的混凝土将锚固装置与工作井浇筑为一体，提高了其安全性，在完成下层工作井防护装置的安装时，进行水平挖掘井的挖掘，为浇筑的混凝土提供了凝固的时间，进而保证整个工作井防护装置在防护时的安全性和稳定性；较少了工作时间，提高了工作效率。

实施例2

如图1一种建筑物多层地下结构支护装置，包括从上到下工作井1内的多个上下对接在一起的多个工作井支护装置3和从外到内设在水平挖掘井2内接相互对接的多个水平井支护装置4；

如图2所述工作井支护装置3包括第一垂直支护板301和第二垂直支护板302，所述第一垂直支护板301和第二垂直支护板302水平设置，且该第一垂直支护板301和第二垂直支护板302的两侧分别通过伸缩组件固定连接，位于水平挖掘井2一侧的第一垂直支护板301或第二垂直支护板302上开设有与水平挖掘井2井口贯通的开口303；所述第一垂直支护板301和第二垂直支护板302用于对工作井的两侧进行支护，第一垂直支护板和第二垂直支护板302通过伸缩组件进行固定连接，保证该工作井支护装置能够方便下放到工作井内，同时可以在上层工作井支护装置完成安装后，能够穿过上层支护装置进入到下层；

如图3所述伸缩组件包括固定设在第一垂直支护板301和第二垂直支护板302两侧端且与第一垂直支护板301和第二垂直支护板302垂直的第一连接段306和第二连接段307，所述第一连接段306上固定设有多个压缩筒310，所述第二连接段306上固定设有多个与压缩筒301对应的连接杆311，该连接杆311的端部固定连接有插入到压缩筒310内与压缩筒310底部固定连接的压缩弹簧309固定连接的伸缩杆312；

所述第一连接段306和第二连接段307的中部分别通过液压缸308固定连接。

具体在下放时，所述液压缸308进行回缩，带动第一垂直支护板301和第二垂直支护板相对运动，当下放到指定位置后，所述液压缸308伸长，推动第一垂直支护板和第二垂直支护板与工作井的两内壁接触，然后通过锚固装置进行固定，固定完成后，在在所述第一垂直支护板301和第二垂直支护板之间插入连接板305，且该连接板305位于伸缩组件的内侧，然后向连接板与工作井之间的缝隙中浇筑混凝土，将伸缩组件浇筑在连接板和工作井之间，使连接板、伸缩装置及工作井为一体(工作井支护装置与工作井为一体)，同时向锚固装置中加注混凝土使锚固装置与工作井为一体，有效的提高了整个工作井支护的安全性，并且可以进行从上到下的方式进行施工，同时边开挖开加护，提高了工作效率；

如图4所述水平井支护装置4包括上梁组件401和下梁组件402，所述上梁组件401和下梁组件402的两侧分别通过垂直梁403固定连接，所述下梁组件402的底部固定连接有多个千斤顶406，将该水平井支护装置4推入到水平挖掘井2后，所述千斤顶406上顶水平井支护装置4，上梁组件401与水平挖掘井2接触后，锚固装置5穿过上梁组件401和下梁组件402上设有的垂直锚孔404锚固在水平挖掘井2上，将水平井支护装置4与水平挖掘井2连接起来，然后向下梁组件402与水平挖掘井2之间浇筑混凝土，将千斤顶406浇筑在下梁组件402与水平挖掘井2之间。

如图5所述上梁组件401和下梁组件402都是由上支护板4021和下支护板4022组成，且该上支护板4021和下支护板4022之间通过多根方形钢4023固定连接。

所述的上梁组件401与水平挖掘井2的顶部进行固定连接，用于支撑水平挖掘井的顶部，具体将需求的水平井支护装置4推入到水平挖掘井中，然后通过启动千斤顶将水平支护装置4推动使其上升，当上梁组件401与水平挖掘井的顶部抵触时，千斤顶停止工作，向下梁组件和水平挖掘井之间浇筑混凝土，将千斤顶浇筑在下梁组件和水平挖掘井之间，使其为一体结构，提高了其安全性，然后通过锚固装置在井水平锚固装置与水平挖掘井固定连接起来，同时向锚固装置内注入混凝土，是为一整体结构，使其更安全，操作更加方便。

实施例3

在实施例1的基础上，为了使锚固装置能够将水平井支护装置和工作井支护装置牢固的固定在水平挖掘井和工作井内，如图6所述锚固装置包括连接筒501，环绕设在连接筒501出口端的多个连接通孔502，每一连接筒502内通过剪切销钉506固定连接有带有浇筑通孔508的锚定筒503，且该锚定筒503一端设有倾斜面505，另一端设有锥形端504，所述锚定筒503的倾斜面505的端部位于连接筒501内，锚定筒503的锥形端504位于接通孔502内，所述连接筒501内靠近连接筒501入口处设有冲击锥体507，如图7当进行锚固时，所述冲击锥体507向出口处运动，冲击锚定筒503，并插入到工作井1或水平挖掘井2中，同时锚定筒503与连接筒孔502连接的剪切销钉506剪断，锚固筒503的锥形端504插入到工作井1或水平挖掘井2的内壁上实现锚定，完成锚定后，向连接筒502内注入混凝土，注入的混凝土通过锚固筒503上的浇筑通孔508向外扩散，完成锚固连接。

具体在工作时，如图7所示的，在锚固装置锚固的地方钻锚固孔，将连接筒插入到锚固孔内，然后通过冲击气泵向连接筒的端部加压，在加压后，冲击锥体507向连接筒的端部高速运动，在运动的过程中，由于多个锚定筒的倾斜面形成的锥形槽，该冲击锥体507对推动锚定筒向连接筒外进行运动，此时所述的剪切销钉剪断，所述锚定筒的锥形端插入到锚固孔的两端，将连接筒与工作井或水平挖掘井固定连接起来，同时冲击锥体507冲击到连接筒的端部插入到井内，完成连接筒与井的连接，然后向连接筒内注入混凝土，注入的混凝土经过连接筒进入到锚固筒中，然后通过浇筑通道进入到井内，将整个锚固筒与井固定浇筑为一体，进而通过锚固装置将水平挖掘井支护装置、工作井支护装置分别支护固定在工作井和挖掘井内，提高了锚固的稳定性和锚固的效率。

以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种建筑物多层地下结构支护装置，其特征在于，包括从上到下工作井(1)内的多个上下对接在一起的多个工作井支护装置(3)和从外到内设在水平挖掘井(2)内接相互对接的多个水平井支护装置(4)；

所述工作井支护装置(3)包括第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)，所述第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)水平设置，且该第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)的两侧分别通过伸缩组件固定连接，位于水平挖掘井(2)一侧的第一垂直支护板(301)或第二垂直支护板(302)上开设有与水平挖掘井(2)井口贯通的开口(303)；

将工作井支护装置(3)下方到指定位置后，伸缩组件推动第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)分别向相反的方向运动，使所述第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)与工作井(1)内壁紧贴后，通过锚固装置(5)穿过第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)上设有的锚定孔(304)锚固在工作井(1)上；

所述水平井支护装置(4)包括上梁组件(401)和下梁组件(402)，所述上梁组件(401)和下梁组件(402)的两侧分别通过垂直梁(403)固定连接，所述下梁组件(402)的底部固定连接有多个千斤顶(406)，将该水平井支护装置(4)推入到水平挖掘井(2)后，所述千斤顶(406)上顶水平井支护装置(4)，上梁组件(401)与水平挖掘井(2)接触后，锚固装置(5)穿过上梁组件(401)和下梁组件(402)上设有的垂直锚孔(404)锚固在水平挖掘井(2)上，将水平井支护装置(4)与水平挖掘井(2)连接起来，然后向下梁组件(402)与水平挖掘井(2)之间浇筑混凝土，将千斤顶(406)浇筑在下梁组件(402)与水平挖掘井(2)之间。

2.根据权利要求1所述的建筑物多层地下结构支护装置，其特征在于，所述锚固装置包括连接筒(501)，环绕设在连接筒(501)出口端的多个连接通孔(502)，每一连接筒(502)内通过剪切销钉(506)固定连接有带有浇筑通孔(508)的锚定筒(503)，且该锚定筒(503)一端设有倾斜面(505)，另一端设有锥形端(504)，所述锚定筒(503)的倾斜面(505)的端部位于连接筒(501)内，锚定筒(503)的锥形端(504)位于接通孔(502)内，所述连接筒(501)内靠近连接筒(501)入口处设有冲击锥体(507)，当进行锚固时，所述冲击锥体(507)向出口处运动，冲击锚定筒(503)，并插入到工作井(1)或水平挖掘井(2)中，同时锚定筒(503)与连接筒孔(502)连接的剪切销钉(506)剪断，锚固筒(503)的锥形端(504)插入到工作井(1)或水平挖掘井(2)的内壁上实现锚定，完成锚定后，向连接筒(502)内注入混凝土，注入的混凝土通过锚固筒(503)上的浇筑通孔(508)向外扩散，完成锚固连接。

3.根据权利要求1所述的建筑物多层地下结构支护装置，其特征在于，所述伸缩组件包括固定设在第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)两侧端且与第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)垂直的第一连接段(306)和第二连接段(307)，所述第一连接段(306)上固定设有多个压缩筒(310)，所述第二连接段(306)上固定设有多个与压缩筒(301)对应的连接杆(311)，该连接杆(311)的端部固定连接有插入到压缩筒(310)内与压缩筒(310)底部固定连接的压缩弹簧(309)固定连接的伸缩杆(312)；

所述第一连接段(306)和第二连接段(307)的中部分别通过液压缸(308)固定连接。

4.根据权利要求3所述的建筑物多层地下结构支护装置，其特征在于，所述第一垂直支护板(301)和第二垂直支护板(302)的两侧还设有连接板(305)，所述连接板(305)与工作井(1)之间浇筑混凝土，且所述伸缩组件位于浇筑的混凝土内。

5.根据权利要求3所述的建筑物多层地下结构支护装置，其特征在于，所述上梁组件(401)和下梁组件(402)都是由上支护板(4021)和下支护板(4022)组成，且该上支护板(4021)和下支护板(4022)之间通过多根方形钢(4023)固定连接。

Images