穿越溶洞的隧道底板支架及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穿越溶洞的隧道底板支架，包括鋼樁、橫向鋼梁、縱向鋼梁、混凝土褥墊層和鋼拱架，所述鋼樁設(shè)在隧道兩側(cè)，且插入地下；所述橫向鋼梁搭接在兩側(cè)鋼樁上，所述縱向鋼梁固定連接在相鄰的橫向鋼梁之間，所述混凝土褥墊層鋪設(shè)在所述橫向鋼梁和所述縱向鋼梁上，所述鋼拱架設(shè)在所述混凝土褥墊層上。本發(fā)明在隧道左右邊各垂直向下打入兩排鋼樁，然后將各個(gè)鋼樁頂端水平連接成一整體，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便、快捷，操作性強(qiáng)，大大縮短了傳統(tǒng)換填加固底板軟弱層的工期，節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【專利說明】[0001] 穿越溶洞的隧道底板支架及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及穿鑿隧道的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種穿越溶洞的隧道底板支架及其施工 方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 當(dāng)隧道穿越大型溶洞或軟弱層時(shí)，傳統(tǒng)施工方法首先要對隧道洞身圍巖進(jìn)行加 固，對隧道底板以下圍巖進(jìn)行開挖換填等施工措施進(jìn)行加固，在換填開挖過程中，大大增加 了開挖面積，圍巖受到更大程度的擾動和塌方，增加了安全隱患，同時(shí)增加了施工難度和減 緩了施工進(jìn)度，同時(shí)一定程度上不安全因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種穿越溶洞的隧道底板支架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，操作 簡便，施工周期短，節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種穿越溶洞的隧道底板支 架，包括鋼樁、橫向鋼梁、縱向鋼梁、混凝土褥墊層和鋼拱架，所述鋼樁設(shè)在隧道兩側(cè)，且插 入地下；所述橫向鋼梁搭接在兩側(cè)鋼樁上，所述縱向鋼梁固定連接在相鄰的橫向鋼梁之間， 所述混凝土褥墊層鋪設(shè)在所述橫向鋼梁和所述縱向鋼梁上，所述鋼拱架設(shè)在所述混凝土褥 墊層上。
[0006] 進(jìn)一步地，所述橫向鋼梁焊接在兩側(cè)所述鋼樁之間。
[0007] 本發(fā)明還提供了上述穿越溶洞的隧道底板支架的施工方法，包括以下步驟： ⑴.在穿越大型溶洞或軟弱帶的隧道的左側(cè)和右側(cè)，分別朝地下釘入鋼樁； (2).將步驟⑴中釘入的左側(cè)鋼樁和右側(cè)鋼樁用橫向鋼梁水平固定連接； ⑶.沿隧道縱向，重復(fù)上述步驟⑴和步驟⑵； (4) .將相鄰的兩排橫向鋼梁沿隧道縱向用縱向鋼梁固定連接； (5) .在橫向鋼梁和縱向鋼梁上鋪設(shè)混凝土褥墊層，再架設(shè)鋼拱架。
[0008] 進(jìn)一步地，步驟⑴中鋼樁釘入深度為其下端落在溶洞底板為止。
[0009] 進(jìn)一步地，步驟⑵中橫向鋼梁焊接在兩側(cè)鋼樁之間。
[0010] 進(jìn)一步地，所述縱向鋼梁和所述橫向鋼梁在同一水平面上。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：在隧道左右邊各垂直向下打入兩排鋼樁， 然后將各個(gè)鋼樁頂端水平連接成一整體，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便、快捷，操作性強(qiáng)，大大縮短了 傳統(tǒng)換填加固底板軟弱層的工期，節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng) 對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0014] 如圖1所示的一種穿越溶洞的隧道底板支架，包括鋼樁5、橫向鋼梁4、縱向鋼梁6、 混凝土褥墊層3和鋼拱架2,所述鋼樁5設(shè)在隧道1兩側(cè)，且插入地下；所述橫向鋼梁4搭 接在兩側(cè)鋼樁5上，所述縱向鋼梁6固定連接在相鄰的橫向鋼梁4之間，所述混凝土褥墊層 3鋪設(shè)在所述橫向鋼梁4和所述縱向鋼梁6上，所述鋼拱架2設(shè)在所述混凝土褥墊層3上。
[0015] 其施工方法包括以下步驟： 1.打入鋼樁：當(dāng)隧道1穿越大型溶洞或軟弱帶時(shí)，在左、右邊墻腳位置分別打入2?3 排鋼樁5 (打入鋼樁排數(shù)按照情況定)，使得鋼樁5下端落在溶洞底板為止。
[0016] 2.橫向鋼梁4 :將第一步打入的鋼樁5按照隧道1橫向水平連接起來，使得橫向鋼 梁4水平焊接在兩側(cè)的鋼樁5之間，起到水平外推鋼樁5的作用，促使控制兩邊墻收斂。
[0017] 3.第二排橫向鋼樁4梁施工：按照隧道縱向，根據(jù)現(xiàn)場情況按照以上兩步施工第 二排橫向鋼樁梁結(jié)構(gòu)。
[0018] 4.將相鄰兩排鋼樁梁縱向連接，每施工完一排鋼樁梁后，縱向?qū)⑸弦慌藕捅九攀?工鋼樁梁用縱向鋼梁6水平連接起來，連接點(diǎn)設(shè)置在樁頭位置，和橫向鋼梁4在同一水平面 內(nèi)即可。
[0019] 5.將鋼拱架2落在鋪設(shè)在鋼樁梁上面的混凝土褥墊層3上，然后可按照正常的后 續(xù)隧道施工順序進(jìn)行施工。
[0020] 本發(fā)明打破了傳統(tǒng)以進(jìn)行隧道底板開挖后進(jìn)行填筑的模式，只需在隧道左右邊墻 處各垂直向下打入兩排鋼樁，然后將各個(gè)鋼樁頂端水平連接成一整體，將隧道底板落在鋼 樁梁結(jié)構(gòu)之上，可進(jìn)行正常的掘進(jìn)支護(hù)施工。本專利設(shè)計(jì)發(fā)明了隧道穿越大型溶洞時(shí)不須 大面積開挖或者洞身周圍先對軟弱帶進(jìn)行注漿加固，而是直接對隧道底板以下溶洞填充層 或軟弱層直接快速打入鋼樁提高隧底持力層的方法，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便、快捷，操作性強(qiáng)， 大大縮短了傳統(tǒng)換填加固底板軟弱層的工期，節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
[0021] 本發(fā)明不需開挖隧道以下圍巖，直接在底板圍巖打入鋼樁，且水平連接成整體。本 技術(shù)解決問題有兩點(diǎn)：第一，打入的堅(jiān)向鋼樁提供堅(jiān)向承載力。第二，水平鋼梁控制了隧道 兩邊墻在較大壓應(yīng)力作用下的收斂。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)，操作性強(qiáng)，施工簡單，節(jié)省了工 期，杜絕了超限開挖引起塌方。
[0022] 本發(fā)明具有以下三點(diǎn)技術(shù)效果： 第一、節(jié)省了工期。傳統(tǒng)方法要進(jìn)行隧道仰拱巖體的開挖和換填，或者對填充層進(jìn)行加 固，需要較長施工工期和凝固周期，本發(fā)明直接施工鋼樁梁后即可進(jìn)行正常施工，節(jié)省了工 期。
[0023] 第二、防止了超挖引起的塌方。傳統(tǒng)方法進(jìn)行較大面積開挖需對隧道底板以下填 充層進(jìn)行加固處理，保證提供足夠的承載力。在開挖同時(shí)會增加了擾動面積，會引起采用本 發(fā)明施工方法應(yīng)該可以控制的塌方。
[0024] 第三、操作性強(qiáng)。本發(fā)明施工方法，在現(xiàn)場施工比較方便，打入樁直接可以用挖掘 機(jī)壓入或者用以機(jī)械錘打入即可，水平梁直接將堅(jiān)向鋼樁焊接連接即可。
【權(quán)利要求】
1. 一種穿越溶洞的隧道底板支架，其特征在于：包括鋼樁、橫向鋼梁、縱向鋼梁、混凝 土褥墊層和鋼拱架，所述鋼樁設(shè)在隧道兩側(cè)，且插入地下；所述橫向鋼梁搭接在兩側(cè)鋼樁 上，所述縱向鋼梁固定連接在相鄰的橫向鋼梁之間，所述混凝土褥墊層鋪設(shè)在所述橫向鋼 梁和所述縱向鋼梁上，所述鋼拱架設(shè)在所述混凝土褥墊層上。
2. 如權(quán)利要求1所述穿越溶洞的隧道底板支架，其特征在于：所述橫向鋼梁焊接在兩 側(cè)所述鋼樁之間。
3. 如權(quán)利要求1所述穿越溶洞的隧道底板支架的施工方法，包括以下步驟： ⑴.在穿越大型溶洞或軟弱帶的隧道的左側(cè)和右側(cè)，分別朝地下釘入鋼樁； (2).將步驟⑴中釘入的左側(cè)鋼樁和右側(cè)鋼樁用橫向鋼梁水平固定連接； ⑶.沿隧道縱向，重復(fù)上述步驟⑴和步驟⑵； (4) .將相鄰的兩排橫向鋼梁沿隧道縱向用縱向鋼梁固定連接； (5) .在橫向鋼梁和縱向鋼梁上鋪設(shè)混凝土褥墊層，再架設(shè)鋼拱架。
4. 如權(quán)利要求3所述施工方法，其特征在于：步驟⑴中鋼樁釘入深度為其下端落在溶 洞底板為止。
5. 如權(quán)利要求3所述施工方法，其特征在于：步驟⑵中橫向鋼梁焊接在兩側(cè)鋼樁之間。
6. 如權(quán)利要求3所述施工方法，其特征在于：所述縱向鋼梁和所述橫向鋼梁在同一水 平面上。
【文檔編號】E21D11/14GK104100279SQ201410337131
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】竇順, 李永才, 韓成海, 夏瓊, 蔣代軍, 趙常要, 董嘉 申請人:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司