[发明专利]地下硐室下穿既有建筑时的防护结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种地下硐室下穿既有建筑时的防护结构及施工方法，包括两个支撑构件和至少一根圆柱梁，各根圆柱梁间隔且平行设置，圆柱梁的两端分别和两个支撑构件相连，所述圆柱梁位于上覆既有建筑和拟建地下硐室之间，圆柱梁两端均延伸到地下硐室以及需要保护的上覆既有建筑外侧，两个支撑构件平行于地下硐室掘进方向，分别位于地下硐室两侧斜上方，支撑构件包括依次设置的倾斜延伸段、水平段，圆柱梁端部与支撑构件的水平段相连接，倾斜延伸段外端连接地下硐室，本防护结构设计合理，在地下硐室的上方建立支撑结构，可以有效控制地下硐室上方围岩的变形，显著降低地下硐室开挖建设对上部重要结构的影响。

技术领域

本发明涉及一种地下硐室下穿既有建筑时的防护结构及施工方法。

背景技术

随着我国经济持续快速发展，我国的地下工程建设急剧增长。地下硐室建设过程中，围岩稳定控制是一个重要课题，尤其是其上方存在重要结构时，下部硐室的施工会对围岩产生较大扰动，影响上部结构的安全性。

现有围岩变形控制方法通常是在地下硐室内部施作锚杆、衬砌和超前管棚等结构。锚杆和衬砌只能在隧道开挖后进行施作，此时围岩已经发生一定变形。超前管棚可以对围岩超前支护，但超前管棚围绕隧道周围布置，平行于隧道前进方向，随着隧道掘进逐渐悬空，基本失去支护作用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种地下硐室下穿既有建筑时的防护结构及施工方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种地下硐室下穿既有建筑时的防护结构，包括两个支撑构件和至少一根圆柱梁，各根圆柱梁间隔且平行设置，圆柱梁的两端分别和两个支撑构件相连，所述圆柱梁位于上覆既有建筑和拟建地下硐室之间，圆柱梁两端均延伸到地下硐室以及需要保护的上覆既有建筑外侧，两个支撑构件平行于地下硐室掘进方向，分别位于地下硐室两侧斜上方，支撑构件包括依次设置的倾斜延伸段、水平段，圆柱梁端部与支撑构件的水平段相连接，倾斜延伸段外端连接地下硐室。

进一步的，所述圆柱梁和支撑构件均为钢筋混凝土结构，圆柱梁和支撑构件通过钢筋相连后，通过混凝土浇筑成一体。

进一步的，所述圆柱梁中设置有测斜管，测量导线延伸到地下硐室。

进一步的，所述圆柱梁顶部和支撑构件的水平段底部设置有扁平状的橡胶囊，橡胶囊的导管延伸到地下硐室。

一种地下硐室下穿既有建筑时的防护结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）地下硐室建设过程中，在开挖面距离上覆既有建筑一定距离处，由地下硐室向其两侧分别开挖导洞，两个导洞逐渐延伸到地下硐室的斜上方，然后平行于地下硐室向前延伸，直至超越上覆既有建筑一定距离；

（2）在导洞的水平段架设钻机，进行钻孔作业，形成穿越地下硐室上方的钻孔；

（3）在钻孔入口处，绑扎钢筋形成小段钢筋笼后置入钻孔，进而随着钢筋笼的逐渐形成，不断置入，直至抵达另一侧导洞，钢筋笼延伸到钻孔外侧一定距离；

（4）向钻孔中注入混凝土，与钢结构一起形成圆柱梁，圆柱梁的外端留设一段裸露钢筋笼；

（5）根据需要重复步骤（2）-（4），制作多组圆柱梁；

（6）在两个导洞水平段内绑扎钢筋笼，并与圆柱梁的外端留设的裸露钢筋笼相连；

（7）向两侧导洞水平段注入混凝土，形成两个支撑构件，与此同时圆柱梁与两个支撑构件连为一体，形成防护结构。

进一步的，施工完成后，用混凝土回填导洞的倾斜段。

进一步的，在步骤（3）中，在圆柱梁中埋设测斜管，并将测量导线延伸到地下硐室。

进一步的，在步骤（3）中，在圆柱梁顶部埋设扁平状的橡胶囊，橡胶囊的导管延伸到地下硐室，在地下硐室建设过程中，上覆围岩下沉变形量较大时，向橡胶囊中高压注入水泥浆，水泥浆挤压上覆围岩可以补偿其沉降，水泥浆硬化后可以提供有力支撑，最大限度防护上覆既有建筑。