暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件、支护体系及工法制造技术

一种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件、支护体系及工法，所述支护构件包括有一个弧形壳和一组沿弧形壳长轴方向间隔设置的竖向注浆管；所述弧形壳为长条状无底空心结构，并且注浆管与弧形壳之间相联通。本发明专利技术解决了传统暗挖法施工时近距离下穿风险工程中顶部小导管注浆空间小、注浆效果差、风险工程的沉降量不能得到有效控制，会引起风险工程变形破坏的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于暗挖地下结构施工过程中用于控制风险工程的沉降变形的支护构件、支护体系及工法。
技术介绍
随着经济的不断发展，地下空间的开发也日益增多，而随着地下空间的开发，暗挖法作为地下结构施工的主要工法之一，也被更多的应用到实际工程当中，暗挖法施工过程中不可避免的要下穿风险工程，如何保证风险工程的安全也成为当前施工中关注的重点和难点。目前对下穿风险工程的处理措施主要为对土体进行拱顶注浆加固。然而，注浆加固存在以下缺陷和不足：首先，不同地层条件的注浆效果不同，如粉细砂、粉质粘土等地层的注浆效果就很差；其次，注浆量不好控制，如果注浆量太大，会导致风险工程隆起破坏，如果注浆量太小，则容易导致底层加固不足，使风险工程的沉降量不能得到控制，从而对风险工程造成破坏；此外，当新建地下工程的近距离下穿风向工程时，可注浆的土体范围及注浆效果将会大受影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件、支护体系及工法，要解决传统风险工程中暗挖法施工时注浆效果差，可注浆的土体范围有限，导致风险工程的沉降量不能得到控制以及会引起风险工程变形破坏的技术问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是。一种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，所述支护构件包括有一个弧形壳和一组沿弧形壳长轴方向间隔设置的径向注浆管；所述弧形壳为长条状无底空心结构，并且注浆管与弧形壳之间相联通。优选的，所述弧形壳包括有一块弧形顶板和连接在顶板四边的侧板，弧形壳的纵截面呈门字形。优选的，所述弧形壳的弧度与暗挖地下结构仰拱弧度一致。优选的，所述注浆管的底端连接在弧形壳的顶板上。优选的，所述注浆管与弧形壳均为钢结构构件；所述顶板与侧板之间、顶板与注浆管之间均为焊接连接。一种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件的支护体系，包括暗挖地下结构初期支护的格栅钢架、土体及二次衬砌；格栅钢架和土体之间的仰拱位置处连接有支护构件，所述支护构件的弧形壳插入下方的土体，支护构件的注浆管向上依次穿过格栅钢架及二次衬砌。优选的，在这种支护体系中所述支护构件的注浆管的顶端外露于二次衬砌。一种运用所述的支护构件在暗挖地下结构中控制沉降量的方法，具体步骤如下：步骤一，开挖暗挖结构部位的土体；步骤二，将本专利技术所述支护构件放置于仰拱位置的土体上；步骤三，进行暗挖结构出初期支护的格栅钢架的施工；步骤四，进行二次衬砌施工；步骤五，通过所述注浆管向支护构件的弧形壳的内部空间注浆；步骤六，通过控制所述支护构件的弧形壳的内部空间注浆与土体之间的注浆量及注浆压力来控制该部位的地下工程位置抬升量，从而起到控制顶部风险工程变形量的目的。优选的，所述步骤四中，进行二次衬砌后，所述支护构件的注浆管的顶端外露于二次衬砌上表面。本专利技术相比于传统技术的有益效果。1、通过将本专利技术的支护构件放置在暗挖地下工程底部的仰拱下部，有效避免由于地下工程近距离下穿风险工程时存在的地下工程拱顶与风险工程之间空间狭小而无法加固或加固效果差的问题。2、本专利技术的支护构件预留有注浆孔，可在暗挖地下工程施工完毕后再对本支护构件注浆，通过向所述支护构件进行注浆，从而达到控制地层及风险工程沉降量的目的，可有效降低地层及下穿的风险工程变形量。3、本专利技术的支护构件可提前在工厂加工制作，且注浆效果好，速度快，在一定程度上能减少工期。4、本专利技术支护构件可应用于大部分地层条件，比常规小导管注浆应用范围广。附图说明图1是本专利技术中支护构件的正面示意图。图2是本专利技术中支护构件的平面示意图。图3是本专利技术中支护体系的正面示意图。附图标记：1-注浆管、2-弧形壳、21-顶板、22-侧板、3-格栅钢架、4-土体、5-二次衬砌。具体实施方式如图1和图2所示，这种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，所述支护构件包括有一个弧形壳2和一组沿弧形壳2长轴方向间隔设置的竖向注浆管1；所述弧形壳2为长条状无底空心结构，并且注浆管1与弧形壳2之间相联通。本实施例中，所述弧形壳2包括有一块弧形顶板21和连接在顶板21四边的侧板22，弧形壳2的纵截面呈门字形。本实施例中，所述弧形壳2的弧度与暗挖地下结构仰拱弧度一致。本实施例中，所述注浆管1的底端连接在弧形壳2的顶板21上。本实施例中，所述注浆管1与弧形壳2均为钢结构构件；所述顶板21与侧板22之间、顶板21与注浆管1之间均为焊接连接。如图3所示，这种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件的支护体系，包括暗挖地下结构自身的初期支护的格栅钢架3、仰拱下部的土体4和二次衬砌5；格栅钢架3和仰拱位置下部的土体4之间的连接有支护构件，所述支护构件的弧形壳2插入下方的土体4，支护构件的注浆管1向上穿过格栅钢架3。本实施例中，所述支护构件的注浆管1的顶端外露于二次衬砌5。这种运用支护构件在暗挖地下结构中控制沉降量的方法，具体步骤如下：步骤一，拱部超前注浆小导管施工，利用超前注浆小导管进行拱部土体4的加固；步骤二，上半断面环形开挖留核心土，并进行上半断面初期支护施工；步骤三，进行下半断面开挖，在仰拱下部位置处的土体4上架设本专利技术所述的支护构件（在穿越风险工程时每榀初期支护下均需架设）。步骤四，在支护构件上进行下半断面初期支护的格栅钢架3的施工。步骤五，进行隧道防水层及二次衬砌5施工。步骤六，通过注浆管1向弧形壳2的内部空间注浆；根据风险工程的沉降量，通过注浆孔对支护构件进行定量注浆。步骤七，通过控制本专利技术所述支护构件内部与土体4之间的注浆量及注浆压力来控制该部位的地下工程位置抬升量；间接降低地下工程穿越的风险工程的变形量，从而达到减小风险工程沉降量的目的。本实施例中，步骤三中，所述支护构件四周的侧板22插入土体4中，顶板21位于土体4的顶部、初期支护仰拱的下部，而注浆管1则穿过初期支护的仰拱外露于地下结构的内部。本实施例中，所述步骤五中，进行二次衬砌5后，注浆管1的顶端外露于二次衬砌5上表面。本实施例施工过程中，通过以下步骤实现所述控制暗挖地下结构下穿风险工程时控制沉降量的支护构件的加工与施工，保证快速施工和工程质量。第一，所述控制暗挖地下结构下穿风险工程时控制沉降量的支护构件弯曲弧度要与待建暗挖地下工程的仰拱的弧度一致，严格控制支护构件与仰拱的尺寸公差，确保仰拱与支护构件的密贴性。第二，所述控制暗挖地下结构下穿风险工程时控制沉降量的弧形壳2四周的侧板22及顶板21的钢板的焊缝要满足能够承受注浆压力的要求，不可虚焊。第三，所述控制暗挖地下结构下穿风险工程时控制沉降量的支护构件应在穿越既有风险工程部位每榀设置，且严格每榀的控制注浆压力及注浆量，确保结构各榀变形保持一致。本说明书实施例所述的内容仅仅是对专利技术构思的实现形式的列举，本专利技术的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本专利技术的保护范围也及于本领域技术人员根据本专利技术构思所能够想到的等同技术手段。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，其特征在于：所述支护构件包括有一个弧形壳（2）和一组沿弧形壳（2）长轴方向间隔设置的径向注浆管（1）；所述弧形壳（2）为长条状无底空心结构，并且注浆管（1）与弧形壳（2）之间相联通。

【技术特征摘要】
1.一种暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，其特征在于：所述支护构件包括有一个弧形壳（2）和一组沿弧形壳（2）长轴方向间隔设置的径向注浆管（1）；所述弧形壳（2）为长条状无底空心结构，并且注浆管（1）与弧形壳（2）之间相联通。2.根据权利要求1中所述的暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，其特征在于：所述弧形壳（2）包括有一块弧形顶板（21）和连接在顶板（21）四边的侧板（22），弧形壳（2）的纵截面呈门字形。3.根据权利要求1中所述的暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，其特征在于：所述弧形壳（2）的弧度与暗挖地下结构仰拱弧度一致。4.根据权利要求2中所述的暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，其特征在于：所述注浆管（1）的底端连接在弧形壳（2）的顶板（21）上。5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件，其特征在于：所述注浆管（1）与弧形壳（2）均为钢结构构件；所述顶板（21）与侧板（22）之间、顶板（21）与注浆管（1）之间均为焊接连接。6.根据权利要求5所述的暗挖地下结构中控制沉降量的支护构件的支护体系，包括暗挖地下结构初期支护的格栅钢架（...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建涛，油新华，
申请(专利权)人：中国建筑股份有限公司，北京中建柏利工程技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11