[发明专利]一种适用于巨型溶洞防护的框架结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于巨型溶洞防护的框架结构及其施工方法，包括框架柱、主梁、次梁和防护网；框架柱包括多个，每个框架柱包括多个依次相间连接在一起的I型钢管和II型钢管；I型钢管为框架柱接头段，II型钢管为框架柱接长段；每个I型钢管上设有连接件；主梁水平设置，主梁的两端分别连接相邻框架柱上的连接件，将各个框架柱连接成一个整体，位于顶层的主梁之间通过所述的次梁连接；防护网设置次梁和主梁形成的空间内。本发明提出的框架结构是由散装标准件拼装组成，成型速度快，安全稳定性高，又方便拆卸，能够有效地保证高处危险下的作业人员安全，在保证巨型溶洞内施工安全方面具有重要意义。

技术领域

本发明是属于地下工程支护领域，具体涉及一种适用于巨型溶洞防护的框架结构及施工方法。

背景技术

我国喀斯特地貌分布区域广，且多分布于我国西南地区，高铁修建过程中往往非桥即隧，路面工程通常较少。隧道施工中难免会遇到正处于发展或衰退阶段的巨型溶洞，这类溶洞通常空间体量大，四壁危岩体众多，顶板不稳定，落石风险极大，这些危险严重威胁溶洞内作业的设备和人员安全。因此，溶洞处理前需开挖施工支洞进入溶洞底部，对溶洞底部堆积体进行处理，对溶洞进行全面的支顶护壁加固和作业安全临时防护等，做到小块落石可抵抗，大块落石不发生，确保溶洞整体稳定、隧道施工期及运营期工作人员和设备安全。但由于进入巨型溶洞的施工支洞洞口小，溶洞内施工条件复杂，大型起吊等设备无法进入溶洞，即便进入也很难安装固定，如此导致溶洞内作业平台搭设、安全防护结构及加固施工作用等工作难以进行，同时不正确吊装还有可能碰触洞顶或侧壁引发围岩受外力掉落等问题。因此，需要一种能够在巨型溶洞内组装的防护结构，且该防护结构不需要大型起吊设备，同时为降低施工风险，防护结构应能够快速安装成型并具备高强度落石防护能力，以此保证溶洞内作业人员和设备安全。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种适用于巨型溶洞防护的框架结构及其施工方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种适用于巨型溶洞防护的框架结构，包括多个框架柱、主梁、次梁和防护网；

框架柱底部支撑在溶洞底面的钢筋混凝土独立基础或筏板基础上，框架柱顶部支撑在溶洞顶板，由此保证顶板稳定；每个框架柱包括多个依次相间连接在一起的I型钢管和II型钢管；所述的I型钢管为框架柱接头段，II型钢管为框架柱接长段；每个I型钢管上设有连接件；

所述的主梁水平双向设置，主梁两端分别连接在相邻框架柱的连接件上，主梁将各个框架柱连接成一个整体框架结构，框架顶层的主梁通过次梁连接，次梁型号低于主梁，防护网覆盖在次梁上方。

所述防护网为柔性网，全覆盖框架结构，距离溶洞顶板1～2m，多层网无缝连接，可以防御溶洞落石，保护下方施工人员和设备。

作为进一步的技术方案，所述的I型钢管和II型钢管的直径一致，长度不一，具体尺寸视现场承载情况而定。

作为进一步的技术方案，在I型钢管和II型钢管内浇筑混凝土，形成钢管混凝土支护溶洞，支护承载力高，安全稳定性好。

作为进一步的技术方案，所述的主梁、次梁均为H型钢梁，主梁型号高于次梁型号，主梁腹板端头留设有与所述连接件相对应的螺栓孔；所述次梁的翼缘上设有螺栓孔，通过螺栓连接次梁和主梁。

本发明提出的一种适用于巨型溶洞防护的框架结构施工方法，包括以下步骤：

第一步，由施工支洞进入溶洞底部，对溶洞底部进行处理，平整地面，放线布设要求防护区内框架柱的安装点；

第二步，在安装点设置独立基础或筏板基础，基础尺寸、高度及配筋根据框架柱设计承载力计算。

第三步，连接I型钢管和主梁，连接主梁与次梁；多个I型钢管、主梁和次梁连接在一起后形成顶层框架，然后在顶层框架上设置防护网；