[发明专利]一种下穿既有建筑物的隧道支护结构及施工方法

说明书

一种下穿既有建筑物的隧道支护结构及施工方法，属于隧道工程支护领域，由承载抗滑桩、钢管混凝土横梁和伸缩装置构成；承载抗滑桩为钢筋混凝土桩；将渗浆钢管从工作井内依次相连组成外渗钢管并推送至接收井处，采用同样方法，将辅助钢管依次连接并插入外渗钢管内，利用圆形钢板封堵外渗钢管两端，通过注浆孔向钢管间隙内注浆，待强度满足后，拆除注浆端圆形钢板和辅助钢管并注入混凝土构成钢管混凝土横梁；伸缩装置带角钢一端与建筑物底端通过膨胀螺栓连接，另一端焊接在外渗钢管上，将承载抗滑桩顶部预留钢筋插入钢管混凝土横梁两端开设的小孔内并浇筑构成隧道支护结构。本发明原理简单、受力合理，能够缩小工作空间。

技术领域

本发明涉及下穿既有建筑物的隧道支护结构技术，属于隧道工程支护领域，适用于城市下隧道支护工程。

背景技术

城市建设的快速发展，极大地带动了城市地下隧道的建设，由于地下隧道在一些繁华大型城市已经相当密集，不可避免的会遇到下穿既有建筑物的情况。下穿既有建筑物施工时，对隧道的支护结构和施工方法有着严格要求，支护结构承载力不足及施工方法不当引起土体的过分扰动都将会影响既有建筑物的正常使用，甚至会导致严重的生产安全事故。目前，现有的下穿既有建筑物的隧道施工方法主要有盾构法、支护桩结构托换法等，盾构法可以不采用任何辅助工法就可以顺利的完成盾构穿越既有建筑物施工，但由于仅仅依靠自身的施工参数控制隧道变形，对于下穿超高层建筑物来说，施工风险仍然很大；支护桩结构托换法可以把建筑物荷载转移到隧道两侧土体中，减小隧道顶部荷载，但该施工方法需要的施工空间大，对既有建筑物和下部土体的扰动较大，施工过程中易发生建筑物倾斜等不良后果。因此，亟需寻求一种施工方便、支护稳定性大、施工占地空间小的隧道支护结构，使其适用于环境复杂、空间受限的城市隧道支护工程。

发明内容

本发明的目的是提供一种下穿既有建筑物的隧道支护结构及施工方法。

本发明是一种下穿既有建筑物的隧道支护结构及施工方法，下穿既有建筑物的隧道支护结构，包括承载抗滑桩1、钢管混凝土横梁2和伸缩装置3；承载抗滑桩1为钢筋混凝土灌注桩；钢管混凝土横梁2由渗浆钢管8、渗浆内套连接钢管9、圆形钢板10、辅助钢管11、辅助内套连接钢管12和螺栓17组成；渗浆内套连接钢管9两端带螺栓孔18，通过螺栓17将吊入工作井4内的渗浆内套连接钢管9与渗浆钢管8依次相连组成外渗钢管6并推送至接收井5内，辅助钢管11与辅助内套连接钢管12螺栓相连，依次推入外渗钢管6内形成内封闭钢管7，圆形钢板10通过螺栓17固定在外渗钢管6两端，通过圆形钢板10的注浆孔20向两根钢管间隙内压力注浆，待砂浆满足强度要求后，拆除注浆端圆形钢板10和内封闭钢管7，再注入混凝土构成钢管混凝土横梁2；伸缩装置3由角钢13、内正丝钢管14、内倒丝钢管15和丝杆16构成，角钢13与内正丝钢管14一端焊接相连，内正丝钢管14和内倒丝钢管15通过丝杆16套丝连接；伸缩装置3带角钢13一端与建筑物底端通过膨胀螺栓连接，另一端焊接在外渗钢管6上，将承载抗滑桩1顶部预留钢筋插入钢管混凝土横梁2两端开设的小孔内并锚固，对锚固点浇筑形成隧道支护结构。

本发明的下穿既有建筑物的隧道支护结构的施工方法，其步骤为：

（1）预制所需构件：根据工程设计要求，确定渗浆钢管8、渗浆内套连接钢管9、圆形钢板10、辅助钢管11、辅助内套连接钢管12、内正丝钢管14、内倒丝钢管15和丝杆16的直径、长度、厚度及数量；螺栓17和角钢13的长度和数量；

（2）放线及定位：根据设计要求用测量仪器在平行于隧道走向的建筑物两侧进行放线，定位承载抗滑桩1的位置；

（3）施工承载抗滑桩1：采用人工开挖的方法开挖工作井4和接收井5，由中间向两边，两侧对称同时开挖至持力层，将绑扎完成的钢筋笼吊入孔内，浇筑混凝土至设计桩顶并养护；