CN209780920U - 一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其结构包括格栅钢架、耗能装置、混凝土钢管、套管、纵向梁、灌浆孔、排气孔、预应力锚杆和防泥沙密封盖，本实用新型的一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，为解决现有传统的初期支护布置方法不能满足加固需求问题，有利于通过耗能装置对格栅钢架和混凝土钢管进行连接，形成组合支架，通过连接梁将格栅钢架与预应力锚杆固定连接，通过预应力锚杆在隧道内对格栅钢架进行固定，通过灌浆孔在混凝土钢管内进行灌浆，并通过排气孔进行排气，通过防泥沙密封盖进行密封，达到确保隧道结构在复杂应力状态下可以保持安全性和稳定性的优点。

Description

一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构。

背景技术

复合地层近距离下地铁出入场线暗挖隧道经常与盾构隧道同时施工，因为土层较差，围岩软弱破碎，地质条件极差，当盾构隧道与既有暗挖隧道在某段位置较近时，往往会对原结构产生较大的扰动，当暗挖隧道结构软弱段由于盾构隧道近距离施工而导致周边位移和拱顶下沉增大时，暗挖隧道的结构安全性和稳定性将受到较大的威胁，对于自身稳定性极差的隧道，通过使用格栅钢架配合锚网喷技术对其进行初期支护，随着时代发展，地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的初期支护方法也得到了技术改进，但是现有传统的初期支护布置方法不能满足加固需求，并且要对灌浆孔和排气孔进行螺旋密封时，施工时的泥沙容易对其进行造成腐蚀和阻塞，使旋盖形成损坏。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，以解决现有传统的初期支护布置方法不能满足加固需求，并且对灌浆孔和排气孔进行螺旋密封时，施工时的泥沙容易对其进行造成腐蚀和阻塞，使旋盖形成损坏的问题，达到确保隧道结构在复杂应力状态下可以保持安全性和稳定性，并且能够便捷的对灌浆孔和排气孔进行密封和防止泥沙流入旋盖内，使其形成损坏的优点。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，包括格栅钢架、耗能装置、混凝土钢管、套管、纵向梁、灌浆孔、排气孔、预应力锚杆、高强螺栓、格栅连接板、第一橡胶垫、第二橡胶垫和防泥沙密封盖，所述栅钢架内部通过耗能装置与混凝土钢管固定连接，所述混凝土钢管外侧四端与套管固定连接，所述格栅钢架内部设置有纵向梁并且与格栅钢架固定连接，所述混凝土钢管外侧底部和顶部分别设置有灌浆孔和排气孔，所述纵向梁外侧与预应力锚杆固定连接，所述格栅钢架内部通过高强螺栓与格栅连接板螺栓连接，所述格栅连接板内部设置有第一橡胶垫，所述套管内部设置有第二橡胶垫，所述灌浆孔和排气孔外侧均焊接有防泥沙密封盖，所述防泥沙密封盖由底盘、顶盖、旋纹和垫片组成，所述底盘上端面中部与顶盖内部螺纹连接，所述顶盖外侧设置有旋纹，所述垫片底部与底盘进行粘接。

进一步的，所述纵向梁上设置有预留孔洞，并且预留孔洞在纵向梁呈间隔均匀分布，使预应力锚杆通过纵向梁上的预留孔固定于隧道的围岩上。

进一步的，所述耗能装置内部设置有高强度钢片弹簧，并且高强度钢片弹簧的数量为两个以上，有效阻止了支架器件的损坏，对围岩形成立体式的整体支护，提高了初期支护构件整体稳定性。

进一步的，所述混凝土钢管内部为中空结构，方便在其内灌入混凝土。

进一步的，所述纵向梁上设置有工字钢并且与工字钢进行焊接，形成组合的支架形式。

进一步的，所述防泥沙密封盖的数量为灌浆孔和排气孔数量总和，对灌完混凝土后的混凝土钢管进行密封保护。

进一步的，所述顶盖的材质为铝制，质量较轻并且不易生锈。

进一步的，所述垫片的材质为橡胶，具有良好的弹性。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

1)、为解决现有传统的初期支护布置方法不能满足加固需求的问题，有利于通过通过套管连接混凝土钢管，通过高强螺和格栅连接板连接格栅钢架，耗能装置对格栅钢架和混凝土钢管进行连接，形成组合支架，通过连接梁将格栅钢架与预应力锚杆固定连接，通过预应力锚杆在隧道内对格栅钢架进行固定，通过灌浆孔在混凝土钢管内进行灌浆，并通过排气孔进行排气，通过防泥沙密封盖进行密封，达到确保隧道结构在复杂应力状态下可以保持安全性和稳定性的优点。

2)、为解决要对灌浆孔和排气孔进行螺旋密封时，施工时的泥沙容易对其进行造成腐蚀和阻塞，使旋盖形成损坏的问题，通过设置了防泥沙密封盖，有利于通过将底盘焊接固定在灌浆孔和排气孔上，通过旋纹对顶盖进行旋动，使顶盖在底盘上进行分开和螺纹连接，并通过橡胶垫在底盘上抵住顶盖底部，放置泥沙渗入顶盖内部，达到能够便捷的对灌浆孔和排气孔进行密封和防止泥沙流入旋盖内，使其形成损坏的优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构内部示意图；

图3为本实用新型的格栅钢架内部结构示意图；

图4为本实用新型的防泥沙密封盖结构示意图；

图中：格栅钢架-1、耗能装置-2、混凝土钢管-3、套管-4、纵向梁-5、灌浆孔-6、排气孔-7、预应力锚杆-8、高强螺栓-9、格栅连接板-10、第一橡胶垫-11、第二橡胶垫-12、防泥沙密封盖-13、底盘-1301、顶盖-1302、旋纹-1303、垫片-1304。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1、图2、图3与图4，本实用新型提供一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构：包括格栅钢架1、耗能装置2、混凝土钢管3、套管4、纵向梁5、灌浆孔6、排气孔7、预应力锚杆8、高强螺栓9、格栅连接板10、第一橡胶垫11、第二橡胶垫12和防泥沙密封盖13，栅钢架1内部通过耗能装置2与混凝土钢管3固定连接，共同组成组合支架，共同承受周边土体位移导致的轴向压力，混凝土钢管3外侧四端与套管4固定连接，格栅钢架1内部设置有纵向梁5并且与格栅钢架1固定连接，混凝土钢管3外侧底部和顶部分别设置有灌浆孔6和排气孔7，便于灌注混凝土，纵向梁5外侧与预应力锚杆8固定连接，格栅钢架1内部通过高强螺栓9与格栅连接板10螺栓连接，格栅连接板10内部设置有第一橡胶垫11，套管4内部设置有第二橡胶垫12，灌浆孔6和排气孔7外侧均焊接有防泥沙密封盖13，防泥沙密封盖13由底盘1301、顶盖1302、旋纹1303和垫片1304组成，底盘1301上端面中部与顶盖1302内部螺纹连接，顶盖1302外侧设置有旋纹1303，垫片1304底部与底盘1301进行粘接。

其中，所述纵向梁5上设置有预留孔洞，并且预留孔洞在纵向梁5呈间隔均匀分布，使预应力锚杆8通过纵向梁5上的预留孔固定于隧道的围岩上。

其中，所述耗能装置2内部设置有高强度钢片弹簧，并且高强度钢片弹簧的数量为两个以上，有效阻止了支架器件的损坏，对围岩形成立体式的整体支护，提高了初期支护构件整体稳定性。

其中，所述混凝土钢管3内部为中空结构，方便在其内灌入混凝土。

其中，所述纵向梁5上设置有工字钢并且与工字钢进行焊接，形成组合的支架形式。

其中，所述防泥沙密封盖13的数量为灌浆孔6和排气孔7数量总和，对灌完混凝土后的混凝土钢管3进行密封保护。

其中，所述顶盖1302的材质为铝制，质量较轻并且不易生锈。

其中，所述垫片1304的材质为橡胶，具有良好的弹性。

本专利所述的耗能装置2由是由多个高强度钢片弹簧组成，具有平衡土压力，吸收土层能量的特性，高强度钢片的屈服强度大于1000Mpa，选用硅锰弹簧钢片。

工作原理：首先应结合隧道开挖顺序，在隧道需要加固的区域采用C25混凝土铺设混凝土垫层，为架设格栅钢架1做准备，并提供工作面，支座的底座和垫板应准确地放置在定位线上，然后再架设格栅钢架1，混凝土钢管上2设有灌浆孔6，通过灌浆孔6向混凝土钢管3里边灌注混凝土，提高其整体抗压和抗弯能力，并通过排气孔7进行排气，在要灌浆时，便可以通过顺时针方向的方向在底盘1301上旋动顶盖1302，通过旋纹1303对顶盖1302，使旋盖1302在底盘1301上进行向上的移动并与底盘1301分离，然后便可以进行灌浆的操作，在灌浆操作的施工之前，顶盖1302螺旋固定在底盘1301上时，顶盖1302的底部紧紧的抵住垫片1304，使垫片1304产生形变和回弹力，与顶盖1302底部紧密贴紧，有效的防止施工时泥沙的渗入，防止形成损坏和出现在需要灌浆时无法打开的情况，灌浆完毕后，便可以通过逆时针方向的方向在底盘1301上旋动顶盖1302，通过旋纹1303对顶盖1302，使旋盖1302在底盘1301上进行向上的螺旋向下移动并抵住垫片1304达到密封的效果，通过格栅钢架1与混凝土钢管3的组合，支护刚度大大提高，在土体受到扰动，盾构隧道近距离并行或者盾构机下方穿越暗挖隧道的情况下，隧道变形容易控制，支护安全性能得到保证，通过在钢格栅架1与混凝土钢管3之间安装的耗能装置2，实现了对隧道土体内部的荷载冲击和土体扰动的吸收与缓存，同时平衡了土体内部应力和隧道加固段两侧土体压力，通过安设第一橡胶垫11对格栅钢架1和耗能装置2进行了保护，在每段格栅钢架1及混凝土钢管3内安设高强度、厚度的特质第二橡胶垫12，缓解了盾构机的冲击荷载，同时防止地震荷载对支护结构造成的破坏，利用纵向梁5固定格栅钢架1，形成整体支护体系，有效提升了结构整体强度，通过施加预应力锚杆8固于岩层，将支护体系与围岩紧密联合，与围岩一起形成整体支护系统，对盾构隧道近距离并行或者盾构机下方穿越暗挖隧道的开挖起到良好的防护作用，增强了对隧道加固能力。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其特征在于：包括格栅钢架(1)、耗能装置(2)、混凝土钢管(3)、套管(4)、纵向梁(5)、灌浆孔(6)、排气孔(7)、预应力锚杆(8)、高强螺栓(9)、格栅连接板(10)、第一橡胶垫(11)、第二橡胶垫(12)和防泥沙密封盖(13)，所述栅钢架(1)内部通过耗能装置(2)与混凝土钢管(3)固定连接，所述混凝土钢管(3)外侧四端与套管(4)固定连接，所述格栅钢架(1)内部设置有纵向梁(5)并且与格栅钢架(1)固定连接，所述混凝土钢管(3)外侧底部和顶部分别设置有灌浆孔(6)和排气孔(7)，所述纵向梁(5)外侧与预应力锚杆(8)固定连接，所述格栅钢架(1)内部通过高强螺栓(9)与格栅连接板(10)螺栓连接，所述格栅连接板(10)内部设置有第一橡胶垫(11)，所述套管(4)内部设置有第二橡胶垫(12)，所述灌浆孔(6)和排气孔(7)外侧均焊接有防泥沙密封盖(13)，所述防泥沙密封盖(13)由底盘(1301)、顶盖(1302)、旋纹(1303)和垫片(1304)组成，所述底盘(1301)上端面中部与顶盖(1302)内部螺纹连接，所述顶盖(1302)外侧设置有旋纹(1303)，所述垫片(1304)底部与底盘(1301)进行粘接。

2.根据权利要求1所述的一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其特征在于：所述纵向梁(5)上设置有预留孔洞，并且预留孔洞在纵向梁(5)呈间隔均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其特征在于：所述耗能装置(2)内部设置有高强度钢片弹簧，并且高强度钢片弹簧的数量为两个以上。

4.根据权利要求1所述的一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其特征在于：所述混凝土钢管(3)内部为中空结构。

5.根据权利要求1所述的一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其特征在于：所述纵向梁(5)上设置有工字钢并且与工字钢进行焊接。

6.根据权利要求1所述的一种在地铁隧道施工过程中出入场线暗挖隧道的支护结构，其特征在于：所述防泥沙密封盖(13)的数量为灌浆孔(6)和排气孔(7)数量总和。