CN215520875U - 一种地铁深层地基多点定量加固结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及隧道工程领域，尤其是涉及一种地铁深层地基多点定量加固结构。一种地铁深层地基多点定量加固结构，包括土体，所述土体设置有隧道施工区，所述隧道施工区在开始施工处设有起始端，所述起始端沿隧道开挖方向初步挖掘一定深度，所述起始端挖掘截面包含于所述隧道施工区截面，所述隧道施工区周边的所述土体内周向间隔设置有多根注浆钢花管，所述注浆钢花管沿隧道开挖方向设置，所述注浆钢花管侧壁设有多个喷射孔，所述注浆钢花管的一端延伸至所述起始端外侧，且螺纹连接有注浆口管道。本申请具有提高地铁地基初期支护作业中土层的结构强度的效果。

Description

一种地铁深层地基多点定量加固结构

技术领域

本申请涉及隧道工程领域，尤其涉及一种地铁深层地基多点定量加固结构。

背景技术

在地铁施工过程，需要进行地铁的地基建设，现有的地铁地基在隧道挖掘过程中采用挖掘与支护共同作业方式。

在整体施工进程中，隧道施工对洞口段和洞口进行施工作业，再通过传统挖掘方式或盾构机等其他方式进行挖掘作业，在挖掘的过程中协同进行隧道初期支护作业，对隧道进行初期支护是为了给隧道在进行衬砌施工时提供一个相对安全的施工环境，防止隧道内壁受外界影响而脱落造成坍塌，从而为隧道的内衬施工提供一个较为安全的施工环境，至隧道初步完成贯通后，再对隧道进行防水处理并进行二次衬砌施工。

但在初期支护作业时，对于相对松散的土层结构强度难以预测，在施工过程中容易发生碎石掉落、坍塌等危险。

实用新型内容

为了提高地铁地基初期支护作业中土层的结构强度，本申请提供一种地铁深层地基多点定量加固结构。

本申请提供的一种地铁深层地基多点定量加固结构采用如下的技术方案：

一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：包括土体，所述土体内设置有隧道施工区，所述隧道施工区在开始施工处设有起始端，所述起始端沿隧道开挖方向初步挖掘一定距离，所述起始端挖掘截面包含所述隧道施工区的截面，所述隧道施工区周边的所述土体内设置有多根注浆钢花管，多根所述注浆钢花管沿所述隧道施工区周向间隔设置，所述注浆钢花管沿隧道开挖方向设置，所述注浆钢花管侧壁设有多个喷射孔，所述注浆钢花管的一端延伸至所述起始端外，且螺纹连接有注浆口管道，沿所述起始端挖掘部分的内轮廓设置有支护层，沿所述支护层内轮廓设置有弧形的固定钢架，所述固定钢架两端紧抵于隧道地面，所述注浆口管道连接于所述固定钢架上，隧道地面上设置有固定板，所述固定板两端分别卡接于所述固定钢架的两端，所述固定钢架上可拆卸连接有若干横向支撑杆，所述固定钢架上可拆卸连接有若干伸缩支撑杆，若干所述伸缩支撑杆连接于所述固定板上。

通过采用上述技术方案，沿隧道施工区周向分布注浆钢花管，通过静压注射技术将水泥浆注入注浆钢花管内并沿注浆钢花管径向喷射，在注浆钢花管外壁与钻孔之间的间隙形成外水泥桩，并与四周土体相结合，形成树根状水泥网状脉体，加强了注浆钢花管周围土体的结构强度；起始端挖掘部分的内轮廓上喷射一层由混凝土组成的支护层，沿支护层内轮廓设置有相互紧贴的固定钢架，固定钢架与注浆口管道连接，使固定钢架与注浆钢花管及所形成的树根状水泥网状脉体连为整体，进一步提高整体结构的结构强度，在固定钢架上分别设置有固定板、横向支撑杆和纵向设置的伸缩支撑杆，进一步分担固定钢架所承受的载荷，使整体固定结构的结构强度提高。

可选的，所述注浆钢花管的喷射孔上设置有网状结构。

通过采用上述技术方案，注浆钢花管上喷射孔上的网状结构用于减少土体中石块堵住喷射孔的现象发生，保证水泥浆注入四周土体内形成的树根状水泥网状脉体的质量。

可选的，所述注浆口管道包括注浆管体和封闭盖，所述注浆管体的一端和所述注浆钢花管的一端螺纹连接，所述封闭盖与注浆管体的另一端螺纹连接，所述注浆口管道侧壁外还设置有若干固定片，若干所述固定片通过螺栓连接于所述固定钢架上。

通过采用上述技术方案，注浆口管道用于实现水泥浆的注射，通过封闭盖对水泥浆注射完毕后进行密封，防止水泥浆的泄露，注浆口管道上设置的固定片用于实现注浆钢花管与固定钢架之间的连接，使结构成为整体。

可选的，所述固定钢架包括若干钢体层，所述钢体层包括若干弧形的工字钢，所述工字钢之间相互焊接，所述工字钢腹板上开设有多个通孔，所述注浆口管道穿过通孔。

通过采用上述技术方案，由弧形的工字钢构成支撑结构，将来自隧道顶部的载荷通过工字钢导向支撑地面，起到支撑、传递载荷的作用，工字钢腹板上的通孔连接于注浆口管道，实现整体式的连接。

可选的，所述固定板两端皆设置有卡接块和卡接槽，所述卡接槽卡接于所述工字钢的翼板，所述卡接块紧贴卡接槽，所述卡接块设置于所述工字钢两翼板之间并紧贴于翼板，所述固定板由两块相同的矩形钢板组成，两块所述矩形钢板对称设置，两块所述矩形钢板通过螺栓并排连接。

通过采用上述技术方案，固定板卡接于工字钢背向隧道侧壁的翼板，卡接块与工字钢两翼板相抵，使固定板与工字钢相连接形成了闭合的固定结构，提高固定钢架整体的抗弯曲能力。

可选的，所述的固定钢架上设置有多根锚杆，所述固定钢架径向开设有若干通孔，所述锚杆与穿过通孔所述锚杆上设置有螺纹，所述锚杆通过螺帽螺纹连接紧抵于所述固定钢架上，所述锚杆一端延伸固定于所述固定钢架轮廓外的土体内。

通过采用上述技术方案，锚杆通过螺纹连接于螺纹通孔上并通过螺栓固定于钢体层上，且锚杆一端延伸固定于所述固定钢架轮廓外的土体内，使锚杆、钢体层和四周土体连接为整体，提高固定结构整体强度。

可选的，所述伸缩支撑杆包括升降杆和固定杆，所述升降杆内部开设有螺纹孔，所述固定杆内部也开设有与所述螺纹孔连通的通孔，所述螺纹孔与通孔同轴设置，所述伸缩支撑杆内还设有可伸缩的伸缩杆，所述伸缩杆沿所述螺纹孔轴向方向设置，且所述伸缩杆两端分别固定于所述升降杆和所述固定杆上，所述螺纹孔内螺纹连接有丝杆，所述固定杆内部还设置有驱动电机，所述驱动电机的转轴与所述丝杆同轴固定连接，所述钢体层内开设有若干用于容纳所述升降杆的支撑盲孔。

通过采用上述技术方案，伸缩支撑杆可通过内部设置的丝杆电机的转轴转动带动丝杆旋转，间接带动升降杆上下移动，升降杆上升至与支撑盲孔紧抵，起到分担钢体层载荷的作用。

可选的，所述伸缩支撑杆还设置有支撑底座，所述支撑底座底部和所述固定板上分别设置有滑块和滑槽，且所述滑槽和所述滑块滑动连接，所述固定钢架上的支撑盲孔沿所述滑槽轨迹分布。

通过采用上述技术方案，支撑底座于伸缩支撑杆的底部，并与固定板之间滑动连接，便于改变伸缩支撑杆的位置，实现支撑盲孔的找齐，并使加固结构整体连接为一体，提高了加固结构整体的结构强度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对土体进行钻孔、置管、注浆等手段，在待开挖的土体区域建立类似钢筋混凝土结构的固定结构，提高四周土层的结构强度，实现在施工前对预建隧道轮廓的结构强度加强，并通过一体式的连接结构提高了加固结构的整体强度；

2.设置的横向支撑杆、伸缩支撑杆和固定板均可实现回收拆卸，在初期支护完后可进行回收再利用。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例的侧面结构示意图；

图3是本申请实施例的注浆钢花管结构示意图；

图4是本申请实施例的注浆钢花管和注浆口管道连接示意图；

图5是本申请实施例的固定板与工字钢的装配示意图；

图6是本申请实施例的伸缩支撑杆的结构示意图。

附图标记说明：

1、土体；2、起始端；3隧道施工区；4、注浆钢花管；41、网状结构；5、注浆口管道；51、注浆管体；52封闭盖；53、固定片；6、支护层；7、固定钢架；71、钢体层；711、工字钢；8、固定板；81、卡接块；82、卡接槽；83、矩形钢板；84、滑槽；9横向支撑杆；10、伸缩支撑杆；101、升降杆；102、固定杆；103、螺纹孔；104、丝杆；105、驱动电机；106、支撑底座；107、滑块；108、伸缩杆；11、锚杆。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种地铁深层地基多点定量加固结构。参照图1、图2、图4和图5，一种地铁深层地基多点定量加固结构，包括土体1，土体1设置有拱形截面的隧道施工区3，隧道施工区3在开始施工处设有起始端2，起始端2沿隧道开挖方向初步挖掘一定深度的拱形区域，起始端2挖掘截面包含了隧道施工区3的拱形截面，隧道施工区3周向等距间隔设置有三十四根注浆钢花管4，注浆钢花管4沿隧道开挖方向设置并置于土体1内，注浆钢花管4侧壁设有多个喷射孔，注浆钢花管4的一端延伸至起始端2外侧，且螺纹连接有注浆口管道5，通过静压注射从注浆口管道5注入水泥浆，水泥浆沿注浆钢花管4上的喷浆孔喷射，在注浆钢花管4外壁与四周土体1的间隙相结合，形成树根状水泥网状脉体，增强四周土体1的结构强度。沿起始端2挖掘区域的内轮廓设置有支护层6，沿支护层6内轮廓设置有弧形的固定钢架7，固定钢架7两端紧抵于隧道地面，注浆口管道5连接于固定钢架7上，隧道地面上设置有呈矩形的固定板8，固定板8两侧分别卡接于固定钢架7的两端，固定钢架7上可拆卸连接有两根横向支撑杆9，固定钢架7上可拆卸连接有四根伸缩支撑杆10，伸缩支撑杆10连接于固定板8上，整体加固结构形成自闭半圆形固定结构，提高了地铁隧道整体加固结构的结构强度。

参照图3和图4，注浆钢花管4的喷射孔上设置有网状结构41，网状结构41用于阻挡土体中大块碎石对喷射孔造成阻塞，提高水泥浆注射质量。注浆口管道5包括注浆管体51和封闭盖52，注浆口管道5和注浆钢花管4一端螺纹连接，封闭盖52与注浆管体51螺纹连接，注浆口管道5侧壁外还设置有四片固定片53，固定片53通过螺栓连接于固定钢架7上，使注浆钢花管4与固定钢架7连接一起形成整体结构，提升整体的稳定性与结构强度。

参照图1和图5，固定钢架7包括一层钢体层71，钢体层71包括两条弧形的工字钢711，两条工字钢711相互焊接形成拱形的钢体层71，钢体层71两端抵接于地面。固定板8包括两块对称设置的矩形钢板83，矩形钢板83通过螺栓并排连接，固定板8靠近固定钢架7的两侧皆设置有弧形的卡接块81和矩形的卡接槽82，卡接块81和卡接槽82设置于两块矩形钢板83上，两块矩形钢板83相互紧贴使卡接槽82卡接于工字钢711远离隧道侧壁的翼板，卡接块81紧贴卡接槽82设置于工字钢711两块翼板之间，且卡接块81紧贴于两块翼板，两块矩形钢板83连接后实现卡接功能，使得固定板8与固定钢架7连接为整体，形成自闭半圆形结构，提高了整体的承载能力。固定钢架7上间隔等距设置有三十四根锚杆11，锚杆11螺栓连接于固定钢架7，固定钢架7径向开设有与锚杆11相对应的通孔，锚杆11穿过通孔，锚杆11上设有螺纹，锚杆11通过螺帽螺纹连接于锚杆11上并紧抵于固定钢架7上，锚杆11一端延伸固定于固定钢架7轮廓外的土体1内，四周土体1和锚杆11相连接，锚杆11又与其余固定结构相连接，一体式的整体结构提高了整体结构的结构强度。

参照图5和图6，伸缩支撑杆10包括升降杆101和固定杆102，升降杆101与固定管102同轴竖直设置，升降杆101内部开设有螺纹孔103，螺纹孔103内设置有丝杆104并与螺纹孔103螺纹连接，固定杆102内开设有与螺纹孔103同轴的通孔，伸缩支撑杆10内还设有可伸缩的伸缩杆108，伸缩杆108沿螺纹孔103轴向方向设置，升降杆101和固定杆102通过丝杆104连接的面上分别还设置有两个连通的盲孔，伸缩杆108包括可伸缩的细杆和容纳细杆的粗杆，细杆和粗杆之间滑动连接，伸缩杆108的细杆一端固定于升降杆101上的盲孔底端，粗杆一端固定于固定杆101上的盲孔底端，固定杆102内部还设置有驱动电机105，驱动电机105的转轴与丝杆104同轴固定连接，钢体层71内开设有容纳升降杆101的支撑盲孔，通过驱动电机105转轴旋转带动丝杠104旋转，间接实现升降杆102的升降，固定钢架7上开设有支撑盲孔，当升降杆102与支撑盲孔相抵时，起到对固定钢架7支撑作用，可分担固定钢架所受载荷。伸缩支撑杆10底部还设置有支撑底座106，支撑底座106底部和固定板8上分别设置有滑块107和滑槽84，且滑槽84和滑块107滑动连接，固定钢架7上的支撑盲孔沿滑槽84轨迹分布，实现伸缩支撑杆10可沿滑块107方向移动并对支撑盲孔进行的找齐。

本申请实施例一种地铁深层地基多点定量加固结构的实施原理为：通过非开挖技术在所述隧道施工区3的四周土体1进行钻孔，并在孔内安装注浆钢花管4，在注浆钢花管4于起始端2处连接注浆口管道5，通过静压注射沿注浆口管道5内注入水泥浆，注射完毕后在注浆口管道5口盖上封闭盖52，对起始端2的内轮廓进行混凝土喷射形成支护层6，再沿支护层6的内轮廓进行固定钢架7的安装，在拱形固定钢架7安装完毕后，将两块矩形钢板83卡入固定钢架7接触地面的工字钢711上并螺栓连接，竖立伸缩支撑杆10于固定板8的滑槽84内，在固定钢架7上固定连接横向支撑杆9，对准固定钢架7上的支撑盲孔，通过驱动电机105间接使升降杆102上升穿过横向支撑杆9并紧抵于支撑盲孔内，实现整体固定结构的安装。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：包括土体（1），所述土体（1）内设置有隧道施工区（3），所述隧道施工区（3）在开始施工处设有起始端（2），所述起始端（2）沿隧道开挖方向初步挖掘一定距离，所述起始端（2）挖掘截面包含所述隧道施工区（3）的截面，所述隧道施工区（3）周边的所述土体（1）内设置有多根注浆钢花管（4），多根所述注浆钢花管（4）沿所述隧道施工区（3）周向间隔设置，所述注浆钢花管（4）沿隧道开挖方向设置，所述注浆钢花管（4）侧壁设有多个喷射孔，所述注浆钢花管（4）的一端延伸至所述起始端（2）外，且螺纹连接有注浆口管道（5），沿所述起始端（2）挖掘部分的内轮廓设置有支护层（6），沿所述支护层（6）内轮廓设置有弧形的固定钢架（7），所述固定钢架（7）两端紧抵于隧道地面，所述注浆口管道（5）连接于所述固定钢架（7）上，隧道地面上设置有固定板（8），所述固定板（8）两端分别卡接于所述固定钢架（7）的两端，所述固定钢架（7）上可拆卸连接有若干横向支撑杆（9），所述固定钢架（7）上可拆卸连接有若干伸缩支撑杆（10），若干所述伸缩支撑杆（10）连接于所述固定板（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述注浆钢花管（4）的喷射孔上设置有网状结构（41）。

3.根据权利要求1所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述注浆口管道（5）包括注浆管体（51）和封闭盖（52），所述注浆管体（51）的一端和所述注浆钢花管（4）的一端螺纹连接，所述封闭盖（52）与注浆管体（51）的另一端螺纹连接，所述注浆口管道（5）侧壁外还设置有若干固定片（53），若干所述固定片（53）通过螺栓连接于所述固定钢架（7）上。

4.根据权利要求3所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述固定钢架（7）包括若干钢体层（71），所述钢体层（71）包括若干弧形的工字钢（711），所述工字钢（711）之间相互焊接，所述工字钢（711）腹板上开设有多个通孔，所述注浆口管道（5）穿过通孔。

5.根据权利要求4所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述固定板（8）两端皆设置有卡接块（81）和卡接槽（82），所述卡接槽（82）卡接于所述工字钢（711）的翼板，所述卡接块（81）紧贴卡接槽（82），所述卡接块（81）设置于所述工字钢（711）两翼板之间并紧贴于翼板，所述固定板（8）由两块相同的矩形钢板（83）组成，两块所述矩形钢板（83）对称设置，两块所述矩形钢板（83）通过螺栓并排连接，。

6.根据权利要求4所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述的固定钢架（7）上设置有多根锚杆（11），所述固定钢架（7）径向开设有若干通孔，所述锚杆（11）与穿过通孔所述锚杆上设置有螺纹，所述锚杆通过螺帽螺纹连接紧抵于所述固定钢架（7）上，所述锚杆（11）一端延伸固定于所述固定钢架（7）轮廓外的土体（1）内。

7.根据权利要求5所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述伸缩支撑杆（10）包括升降杆（101）和固定杆（102），所述升降杆（101）内部开设有螺纹孔（103），所述固定杆（102）内部也开设有与所述螺纹孔（103）连通的通孔，所述螺纹孔（103）与通孔同轴设置，所述伸缩支撑杆（10）内还设有可伸缩的伸缩杆（108），所述伸缩杆（108）沿所述螺纹孔（103）轴向方向设置，且所述伸缩杆（101）两端分别固定于所述升降杆和所述固定杆（102）上，所述螺纹孔（103）内螺纹连接有丝杆（104），所述固定杆（102）内部还设置有驱动电机（105），所述驱动电机（105）的转轴与所述丝杆（104）同轴固定连接，所述钢体层（71）内开设有若干用于容纳所述升降杆（101）的支撑盲孔。

8.根据权利要求7所述的一种地铁深层地基多点定量加固结构，其特征在于：所述伸缩支撑杆（10）还设置有支撑底座（106），所述支撑底座（106）底部和所述固定板（8）上分别设置有滑块（107）和滑槽（84），且所述滑槽（84）和所述滑块（107）滑动连接，所述固定钢架（7）上的支撑盲孔沿所述滑槽（84）轨迹分布。

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