CN112726625A - 浅埋地下工程架空支挡装置及地下工程施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浅埋地下工程架空支挡装置及地下工程施工方法，包括顶盖钢构件、立柱盖梁、立柱、基础和横撑；基础为长条形，两个基础平行设置，若干立柱沿纵向间隔设置在基础上，立柱盖梁设置在立柱的顶端，顶盖钢构件设置在立柱盖梁上面，横撑设置在同一横截面的两个立柱之间；地下工程施工过程中，被横穿的路面可正常通车，不影响交通车流；顶盖、支护结构为临时钢结构，在施工完成后，顶盖、立柱等部件可进行回收，实现材料的重复利用，不增加地下障碍物，施工成本低；各个部件预制为标准构件，现场连接，提高了施工效率，节省施工工期；边支护边开挖，开挖完成后，地下结构主体施工同明挖开槽方法主体施工相同，施工质量容易控制。

Description

浅埋地下工程架空支挡装置及地下工程施工方法

技术领域

本发明属于浅埋地下工程横穿道路施工技术领域，具体涉及浅埋地下工程架空支挡装置及地下工程施工方法。

背景技术

浅埋地下工程是指顶部覆土小于2米或覆土小于结构断面横向尺寸1.5倍的地下工程。在浅埋地下工程横穿道路的施工方法中，通常采用明挖开槽施工方法，该施工方法具有建造成本低，施工操作容易，施工质量容易把控等特点，但会对周围环境造成严重影响，在施工过程中不可避免的需要阻断交通，特别是车流量较大的市区修建时，会对城市交通产生巨大负担，如不采用支护结构，放坡导致基坑占地面积大，在城市道路范围以及周边建、构筑物集中，征地拆迁难度极大，该种施工方法往往难以实施。

盖挖法是另一种常用方法，该施工方法先从地面进行钻孔灌注桩或地下连续墙施工，再由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，顶部结构支撑于灌注桩或连续墙上，其余的地面以下工程在封闭的顶盖下进行施工。盖挖法对周围环境造成的影响较小，但施工过程中需进行结构体系转换，工艺复杂；灌注桩、连续墙、顶盖施工均需要混凝土形成强度为前提，需要中断交通，强度满足要求后方可施工下一道工序，施工效率较低；工程成本较高，临时支护结构浪费社会资源，造成地下障碍物等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的交通阻断、施工工艺复杂成本高、施工效率低、临时支护结构无法重复利用、增加地下障碍等问题，本发明提供了一种架空支挡开挖的地下临时架空、支护结构及其施工方法，地下工程施工过程中，被横穿的路面可正常通车，不影响交通车流，边支护边开挖；顶盖、支护结构为临时钢结构，在施工完成后，顶盖、立柱等部件可进行回收，不增加地下障碍物实现材料的重复利用，施工成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种浅埋地下工程架空支挡装置，包括顶盖钢构件、立柱盖梁、立柱、基础和横撑；基础为长条形，两个基础平行设置，若干立柱沿纵向间隔设置在基础上，立柱盖梁设置在立柱的顶端，顶盖钢构件设置在立柱盖梁上面，横撑设置在同一横截面的两个立柱之间。

基础采用钢基础或混凝土预制基础。

立柱上设置U型钢槽，横撑的两端与U型钢槽搭接。

U型钢槽与立柱焊接或可滑动连接。

立柱盖梁上开设卡槽，立柱嵌入所述卡槽内，所述卡槽的侧面设置锁紧螺栓或锁定销。

顶盖钢构件包括支撑梁和连接钢板，连接钢板设置在所述支撑梁上面，所述支撑梁的两端搭设在立柱盖梁上，支撑梁的两端设置定位结构。

所述支撑梁、立柱以及横撑均采用型钢。

纵向相邻的两根立柱之间设置方木。

立柱采用可伸缩结构，立柱上设置锁紧螺栓。

基于本发明所述浅埋地下工程架空支挡装置的地下工程施工方法，包括以下步骤：

步骤1，开挖路面结构；

步骤2，在开挖路面结构形成的坑槽内铺设基础，并吊装安放立柱盖梁，铺设顶盖钢构件，顶盖钢构件与路面平齐；

步骤3，在被穿越的道路两侧开挖基坑，作为地下施工的土体和材料进出空间；

步骤4，一边利用立柱支护，一边开挖土体，同时施工地下工程；

步骤5，开挖通道贯通后，地下工程成形；

步骤6，地下工程满足要求后，拆除顶盖钢构件、立柱盖梁，拔出立柱3，施工空隙回灌混凝土，恢复原有路面结构。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

地下工程施工过程中，被横穿的路面可正常通车，不影响交通车流；顶盖、支护结构为临时钢结构，在施工完成后，顶盖、立柱等部件可进行回收，实现材料的重复利用，不增加地下障碍物，施工成本低；顶盖、支护结构的各个部件在工厂加工完成标准构件，现场进行连接，提高了施工效率，节省了现场施工的工期；边支护边开挖，开挖完成后，地下结构主体施工同明挖开槽方法主体施工相同，施工操作简单，施工质量容易把控。

进一步，顶盖钢构件两端内侧设置定位结构，限制立柱盖梁、立柱向坑道内侧方向的位移。

进一步，利用立柱H型钢截面特点，将方木卡置于两根立柱之间，支挡立柱之间的土体。

进一步，主体施工完成后，先去掉横撑，然后从地面拆除顶盖钢构件、横梁，最后拔出立柱，实现构件的可重复利用。

本发明的显著优点在于：优先施工顶盖钢构件，保证路面交通正常通行，再进行开挖支护，最后浇筑地下通道主体，这个过程中对路面交通的影响非常小，特别在主干道或者重要道路下方施工时比其他施工方法具有更加显著的效果；顶盖钢构件工厂加工制作，现场拼装，施工速度快，利用夜间时段即可完成，不阻断日常交通；本发明利用顶盖钢构件、立柱盖梁将上部荷载通过立柱传递给基础，立柱间设置横撑，保证了结构的承载力和稳定性；同时施工过程中遵循“纵向分段、竖向分层”的原则，基坑边开挖边支护，对坑槽土体进行了有效防护，保证了主体施工期间安全、方便；基础采用了预制混凝土基础，横撑与立柱采用搭接，立柱盖梁和顶盖钢构件之间采用限位装置，构件均采用标准件，大大较少了现场工人施工的工作量，缩短了支护工期，更加安全；结构主体施工结束后，拆除支护结构，可实现材料的二次利用。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将使用附图做简单介绍，以提供对本发明的进一步理解。在本附图中：

图1a为本发明一种可实施的地下通道临时支护结构的立面示意图。

图1b为本发明一种可实施的地下通道临时支护结构的侧面示意图。

图2a为本发明铺设基础，吊装铺设立柱盖梁、顶盖钢构件的立面示意图。

图2b为本发明铺设基础，吊装铺设立柱盖梁、顶盖钢构件的侧面示意图。

图3a为本发明开挖土体，架设支护的立面示意图。

图3b为本发明开挖土体，架设支护的侧面示意图。

图4a为本发明实施例开挖贯通，浇筑主体立面示意图。

图4b为本发明实施例开挖贯通，浇筑主体侧面示意图。

附图标记：1-顶盖钢构件，2-立柱盖梁，3-立柱，4-基础，5-横撑，6-开挖界面，7-通道主体，8-方木，9-垫层，10-基础，11-两侧基坑。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；所举实施例仅用于解释本发明，并非用于限制本发明的保护范围。

参考图1a、图1b、图2a、图2b、图3a以及图3b，一种浅埋地下工程架空支挡装置，包括顶盖钢构件1、立柱盖梁2、立柱3、基础4和横撑5；基础4为长条形，两个基础4平行设置，若干立柱3沿纵向间隔设置在基础4上，立柱盖梁2设置在立柱3的顶端，顶盖钢构件1设置在立柱盖梁2上面，横撑5设置在同一横截面的两个立柱3之间。

基础4采用钢基础或混凝土预制基础。

立柱3上设置U型钢槽，横撑5的两端与U型钢槽搭接。

U型钢槽与立柱3焊接或可滑动连接。

立柱盖梁2上开设卡槽，立柱3嵌入所述卡槽内，所述卡槽的侧面设置锁紧螺栓或锁定销。

顶盖钢构件1包括支撑梁和连接钢板，连接钢板设置在所述支撑梁上面，所述支撑梁的两端搭设在立柱盖梁2上，支撑梁的两端设置定位结构。

所述支撑梁、立柱3以及横撑5均采用型钢。

参考图4a和图4b，纵向相邻的两根立柱3之间设置方木8。

实施例

可选的，立柱3采用可伸缩结构，立柱3上设置锁紧螺栓，能用于不同深度的工程施工。

顶盖钢构件1包括支撑梁以及设置在支撑梁上面的连接钢板，顶盖钢构件1采用I36C工字钢，间距350mm，上设厚度16mm的连接钢板，工字钢的两端焊接定位钢板作为定位结构，限制立柱横梁2的位移；立柱盖梁2采用HW300×300×10/15型钢；立柱3采用H2250×250×9/14型钢，间距1000mm，立柱3上焊接若干U型钢槽，所述U型钢槽上设置横撑5，横撑5搭接在U型钢槽中；基础4采用预制混凝土基础；横撑间距3000mm，采用H150×150×7/10型钢；

所述地下工程可以是地下通道、地下管廊、地下管线地下道路。

参考图4a和图4b，以混凝土结构的地下通道为例，采用标准钢构件架空支挡开挖的浅埋地下通道临时架空、支护结构的施工方法，包括以下步骤：

1)选择夜间时段，暂时封闭交通，开挖上部路面结构，保证白天交通正常通行；

2)在开挖的基坑内铺设基础4，并依次吊装安放立柱盖梁2、顶盖钢构件1，尽可能使其与路面衔接平整，完成后恢复交通；所述立柱盖梁2采用H型钢，顶盖钢构件的支撑梁采用H型钢加工而成；

3)在被横向穿越的道路两侧开挖基坑，作为地下施工的土体和材料进出空间；

4)采用矿山法开挖土体，由两侧向中间逐段开挖，每次开挖进深不大于1m；所述支护采用H型钢立柱支护，立柱既起支撑顶盖作用，同时又起防护坑槽两侧土体作用，设方木支挡立柱间土体，方木卡置于两根立柱之间；

5)开挖时采用分层分区开挖，第一层开挖结束后，可在两侧挖槽至基坑底标高，铺设基础4，架设H型钢立柱3支护，并搭设中部横撑5，继续向下开挖中间土体至基坑底标高，并搭设底部横撑5，拆除中部横撑5，然后进行下一段开挖和支护，浇筑通道混凝土基础，待基础强度形成后方可拆除底部横撑5；

6)通道主体7强度形成后，可在夜间时段，拆除顶盖钢构件1、立柱盖梁2，拔出立柱3，施工空隙回灌水泥混凝土，恢复原有路面结构。

本发明具有结构形式标准、容易施工，方便拆装，不阻断交通，构件可重复利用等特点，能够提高施工效率、减少工期、节约成本，节约社会资源。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，包括顶盖钢构件(1)、立柱盖梁(2)、立柱(3)、基础(4)和横撑(5)；基础(4)为长条形，两个基础(4)平行设置，若干立柱(3)沿纵向间隔设置在基础(4)上，立柱盖梁(2)设置在立柱(3)的顶端，顶盖钢构件(1)设置在立柱盖梁(2)上面，横撑(5)设置在同一横截面的两个立柱(3)之间。

2.根据权利要求1所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，基础(4)采用钢基础或混凝土预制基础。

3.根据权利要求1所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，立柱(3)上设置U型钢槽，横撑(5)的两端与U型钢槽搭接。

4.根据权利要求3所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，U型钢槽与立柱(3)焊接或可滑动连接。

5.根据权利要求1所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，立柱盖梁(2)上开设卡槽，立柱(3)嵌入所述卡槽内，所述卡槽的侧面设置锁紧螺栓或锁定销。

6.根据权利要求1所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，顶盖钢构件(1)包括支撑梁和连接钢板，连接钢板设置在所述支撑梁上面，所述支撑梁的两端搭设在立柱盖梁(2)上，支撑梁的两端设置定位结构。

7.根据权利要求6所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，所述支撑梁、立柱(3)以及横撑(5)均采用型钢。

8.根据权利要求1所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，纵向相邻的两根立柱(3)之间设置方木(8)。

9.根据权利要求1所述的浅埋地下工程架空支挡装置，其特征在于，立柱(3)采用可伸缩结构，立柱(3)上设置锁紧螺栓。

10.基于权利要求1所述浅埋地下工程架空支挡装置的地下工程施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，开挖路面结构；

步骤2，在开挖路面结构形成的坑槽内铺设基础(4)，并吊装安放立柱盖梁(2)，铺设顶盖钢构件(1)，顶盖钢构件(1)与路面平齐；

步骤3，在被穿越的道路两侧开挖基坑(11)，作为地下施工的土体和材料进出空间；

步骤4，一边利用立柱(3)支护，一边开挖土体，同时施工地下工程；

步骤5，开挖通道贯通后，地下工程成形；

步骤6，地下工程满足要求后，拆除顶盖钢构件(1)、立柱盖梁(2)，拔出立柱3，施工空隙回灌混凝土，恢复原有路面结构。

Images