专利名称：用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种铺设在城市道路路面上施工的临时路面铺盖结构，尤其涉及一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构及施工方法。
背景技术：
在浅埋暗挖地下工程下穿道路施工中，常采用超前支护及初期支护的方法加固地下工程的围岩，尤其是顶部围岩，使其保持稳定且不产生过大的变形，能够承受上方土体重量和路面车辆荷载的作用。但是，由于岩土条件差、覆土厚度薄、地下管线多等因素的不利影响，超前支护和初期支护不能有效实施，或经加固的地层承载能力仍然不足以抵抗上部地层及荷载的作用，造成路面塌陷，危及行车安全，甚至带来生命财产损失。目前，对于浅埋地下工程，常在地面铺设10 20mm厚钢板作为辅助措施。但是由于厚度有限，抗弯刚度小，扩散降低荷载的作用是有限的，根据材料力学原理分析，单纯增加钢板厚度取得的收效甚微。另外钢板在车辆荷载作用下，发生竖向振动，反而会增加竖向动力荷载；钢板受到车辆行驶或制动过程中水平力的反复作用，发生纵向窜动。发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、施工方便快捷、对地面交通影响小、对地下工程减载作用好的用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构及施工方法。通过采用临时路面铺盖结构，采用型钢组合结构，大幅度增加铺盖结构的抗弯刚度，同时在铺盖结构两侧设置斜坡道，保证路面车辆以一定的限速安全行驶，减少车辆荷载直接对地下工程顶部围岩的作用。
本发明采用的技术方案如下
一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，其特征在于在浅埋暗挖地下工程上方路面设置有临时路面铺盖结构，其铺设范围沿道路纵向长度以能够覆盖地下结构施工可能影响到的范围为宜，横向能够覆盖所有机动车道。临时施工路面铺盖结构包括主铺盖结构、橡胶垫、斜坡道铺盖结构、反压钢板铺面结构及道钉；所述主铺盖结构由若干主铺盖结构标准套件焊接构成，所述主铺盖结构标准套件由若干底部缀条板、若干中部工字钢以及一块顶部印花钢板焊接构成，顶部印花钢板、底部缀条板与中部工字钢直接焊接， 每两块底部缀条板间隔0. 5m 1. Om距离，从而使工人在此间隔距离能够将顶部钢板与中部工字钢进行焊接。顺桥向并排设置的主铺盖结构标准套件之间采用纵向通长钢筋焊接构成主铺盖结构；主铺盖结构两端设置有斜坡道铺盖结构，主铺盖结构与斜坡道铺盖结构之间的横桥向采用横向通长钢筋焊接，纵横向通长钢筋的直径根据顶部钢板的厚度来选用， 以保证铺面平顺为宜；所述斜坡道铺盖结构由若干斜坡道铺盖结构标准套件焊接构成，所述斜坡道铺盖结构标准套件由底部缀条板、中部斜向变高度工字钢以及顶部印花钢板焊接构成，底部缀条板、中部斜向变高度工字钢以及顶部印花钢板的焊接方式与主铺盖结构标准套件的焊接方式相同，中部斜向变高度工字钢是采用完整的工字钢斜向切割而成，顺桥向并排设置的斜坡道铺盖结构标准套件之间采用纵向通长钢筋焊接构成斜坡道铺盖结构； 在主铺盖结构和两侧斜坡道铺盖结构下方满铺有10 15mm厚橡胶垫，作为施工临时路面铺盖结构连续弹性基础；在斜坡道铺盖结构与两侧路面相交的位置设置有反压钢板铺面结构，反压钢板铺面结构中的反压钢板一端通过横向通长钢筋焊接于斜坡道铺盖结构上，另一端通过道钉与路面连接固定，道钉通过在路面上打孔后植入锚固的方式把反压钢板固定在路面上。所述主铺盖结构按车道宽度分块预制，分块数即主铺盖结构标准套件数等于上下行机动车行车道的总数，分块的长度大于等于地下工程的跨度，其中，主铺盖结构标准套件的宽度按具体车道的标准宽度选择确定，分为3. 0m,3. 5m,3. 75m、4. Om这4种，主铺盖结构标准套件的长度按地下结构的跨度确定，且大于等于地下结构的跨度；斜坡道铺盖结构也按机动车道数来分块，分块数即斜坡道铺盖结构标准套件数同样等于上下行机动车道的总数，斜坡道铺盖结构标准套件的长度按3. 5%的坡度确定，以保证行车较为顺畅，斜坡道铺盖结构标准套件的宽度与主铺盖结构标准套件的宽度相同。路面铺盖结构的总长(为主铺
Γ ,rIH
盖结构标准套件长加两个斜坡道铺盖结构标准套件的长度)，按式Z = b + tan(450 +於/2)计
算，其中，b为地下工程结构的宽度，H为地下工程结构下边缘底面到路面的深度，Φ为H深度范围内各土层的内摩擦角加权平均值。所述的一种用于浅埋暗挖地下工程施工的临时路面铺盖结构，铺盖结构由主铺盖结构、斜坡道铺盖结构、反压钢板铺面及底部密铺橡胶垫等套件组成。主铺盖结构由顶部印花钢板、中部工字钢及底部缀板组成，按标准车道宽度预制，现场整体吊装铺设；斜坡道铺盖结构由顶部印花钢板、中部斜向切削的工字钢及底部缀板组成，也按标准车道宽度预制， 现场整体吊装铺设；反压钢板铺面在道路横向上按单幅路宽设计，在道路纵向上宽度设计以4 6m为宜。各标准套件之间顶部钢板采用敷设填缝钢筋焊接的方法联接，反压钢板通过锚固在路面内的道钉固定在路面上。上述用于浅埋暗挖地下工程的临时施工路面铺盖结构的施工方法为铺设临时施工路面铺盖结构时采用倒边施工的方法，即先封闭一侧的半幅道路进行临时路面铺盖结构铺设，铺设完成后开通该单侧道路临时路面铺盖结构的运行；然后，封闭另一侧道路进行另一半幅道路临时施工路面铺盖结构的铺设，铺设完成后设置中间隔离栏和两侧护栏；最后，临时施工路面铺盖结构双方向开通运行，其具体施工步骤为第一步测量放线，确定施工路面铺盖结构的位置；第二步先封闭一侧的半幅道路进行施工路面铺盖结构铺设，首先铺设作为施工路面铺盖结构连续弹性基础的橡胶垫；第三步，在橡胶垫上铺设若干主铺盖结构标准套件，主铺盖结构标准套件在工厂焊接成整体，运到现场后整体吊装安放；第四步，铺设斜坡道铺盖结构标准套件，斜坡道铺盖结构标准套件在工厂焊接成整体，运到现场后整体吊装安放；第五步，顺桥向并排设置的若干主铺盖结构标准套件之间通过纵向通长钢筋焊接连接，构成主铺盖结构；顺桥向并排设置的若干斜坡道铺盖结构标准套件之间也采用纵向通长钢筋焊接，构成斜坡道铺盖结构；主铺盖结构两端与斜坡道铺盖结构之间横桥向采用横向通长钢筋焊接；
第六步，重复第二步至第五步，封闭另一侧道路进行另一半幅道路临时施工路面铺盖结构的铺设；
第六步，在斜坡道铺盖结构上铺设反压钢板，反压钢板的上部一端通过横向通长钢筋焊接于斜坡道铺盖结构中间，下部另一端通过道钉与路面连接固定；
第七步，设置中间隔离栏和两侧防护栏，恢复双向通车。
通车过程中，设专职安全员M小时值守，发现局部部件脱落或不平顺时，及时采取补救措施或防护措施，确保行车安全。
有益效果
本发明的用于浅埋暗挖地下工程的临时施工路面铺盖结构及其施工方法结构简单、施工方便快捷、对地面交通影响小、对地下工程减载作用好，其低高度的型钢与钢板组成的施工路面铺盖，抗弯刚度大幅度增加，在车辆通过时荷载由施工路面铺盖结构通过分载作用，减轻了路面车辆荷载对地下工程顶部围岩的作用。在铺盖结构与路面间铺设一层 10 15mm厚橡胶垫层以增加铺盖结构与路面间的摩擦力，减少竖向和纵向振动，降低了车辆动荷载的作用，同时对路面也起到一定的保护作用，防止破坏路面。在斜坡道的与地面接触处，设有反压钢板，防止斜坡道端部翘起，危及行车安全。铺盖结构通过锚固道钉固定在路面上，不会发生纵向窜动。因此此结构具有很好的应用前景。
图1是本发明的结构平面示意图2是本发明图一的施工路面铺盖结构纵截面示意图3是本发明图一的施工路面铺盖结构横截面示意图
图4是本发明图二的主铺盖结构标准套件平面示意图5是本发明图二的主铺盖结构标准套件纵截面示意图6是本发明图二的主铺盖结构标准套件横截面示意图7是本发明图二的主铺盖结构标准套件缀板结构详图8是本发明图二的斜坡板铺盖结构标准套件平面示意图9是本发明图二的斜坡板铺盖结构标准套件纵截面示意图10是本发明图二的斜坡板铺盖结构标准套件横截面示意图中
1-主铺盖结构标准套件；2-斜坡板铺盖结构标准套件；3-反压钢板铺面结构； 4-路面；5-橡胶垫；6-底部缀条板；7-中部工字钢；8-顶部印花钢板；9-通长钢筋；10-中部斜向变高度工字钢；11-道钉；12-反压钢板；13-地下工程；14-潜在破裂面；15-道路边沿线；16-中间隔离栏。
具体实施方式
某地铁出入口采用超前埋暗挖下穿一繁华街道，通道长49. 99m,结构顶覆土厚度1. 79 2. 9細，地下结构型式采用平顶直墙单层单跨结构，开挖断面为7. 60mX 4. 95m、 9. 50mX6. 35m(人防段)、7· 80mX4. 95m 3 种断面。
如图1-10所示，本发明的一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，在浅埋暗挖地下工程13上方路面4设置有临时路面铺盖结构，临时施工路面铺盖结构包括主铺盖结构、橡胶垫、斜坡道铺盖结构、反压钢板铺面结构及道钉；主铺盖结构由若干主铺盖结构标准套件1焊接构成，主铺盖结构标准套件1由若干底部缀条板6、若干中部工字钢7 以及一块顶部印花钢板8焊接构成，每两块底部缀条板6间隔0. 5m 1. Om距离，顺桥向并排设置的主铺盖结构标准套件1之间采用纵向通长钢筋9焊接构成主铺盖结构；主铺盖结构两端设置有斜坡道铺盖结构，主铺盖结构与斜坡道铺盖结构之间的横桥向采用横向通长钢筋9焊接；斜坡道铺盖结构由若干斜坡道铺盖结构标准套件2焊接构成，斜坡道铺盖结构标准套件2由底部缀条板6、中部斜向变高度工字钢10以及顶部印花钢板8焊接构成，顺桥向并排设置的斜坡道铺盖结构标准套件2之间采用纵向通长钢筋9焊接构成斜坡道铺盖结构；主铺盖结构标准套件1和斜坡道铺盖结构标准套件2在金属加工场内焊接拼装而成，整体运输至施工现场，采用IOOt汽车吊整体吊装铺设就位。在主铺盖结构和两侧斜坡道铺盖结构下方满铺有10 15mm厚橡胶垫5 ；在斜坡道铺盖结构与两侧路面4相交的位置设置有反压钢板铺面结构3，反压钢板铺面结构3中的反压钢板12 —端通过横向通长钢筋9焊接于斜坡道铺盖结构上，另一端通过道钉11与路面4连接固定。其中，主铺盖结构按车道宽度分块预制，分块数即主铺盖结构标准套件1数等于上下行机动车行车道的总数，分块的长度大于等于地下工程13的跨度，其中，主铺盖结构标准套件1的宽度按具体车道的标准宽度选择确定，分为3.0111、3.5111、3.75111、4.0111 4种，主铺盖结构标准套件1的长度按地下工程的跨度确定，且大于等于地下工程13的跨度；斜坡道铺盖结构也按机动车道数来分块，分块数即斜坡道铺盖结构标准套件2数同样等于上下行机动车道的总数，斜坡道铺盖结构标准套件2的长度按3. 5%的坡度确定，斜坡道铺盖结构标准套件2的宽度与主铺盖结构标准套件1的宽度相同；路面铺盖结构的总长L按式
Γ ,rIH
tan(45° + #2)计算，其中，b为地下工程13的宽度，H为地下工程下边缘底面到路面 4的深度，Φ为H深度范围内各土层的内摩擦角加权平均值。上述用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构的施工方法，其特征在于铺设临时施工路面铺盖结构时采用倒边施工的方法，即先封闭一侧的半幅道路进行临时路面铺盖结构铺设，铺设完成后开通该单侧道路临时路面铺盖结构的运行；然后，封闭另一侧道路进行另一半幅道路临时施工路面铺盖结构的铺设，铺设完成后设置中间隔离栏16和两侧护栏；最后，临时施工路面铺盖结构双方向开通运行，其具体施工步骤为第一步测量放线，确定施工路面铺盖结构的位置；第二步先封闭一侧的半幅道路进行施工路面铺盖结构铺设，首先铺设作为施工路面铺盖结构连续弹性基础的橡胶垫；第三步，在橡胶垫5上铺设若干主铺盖结构标准套件1，主铺盖结构标准套件1在工厂焊接成整体，运到现场后整体吊装安放；第四步，铺设斜坡道铺盖结构标准套件2，斜坡道铺盖结构标准套件2在工厂焊接成整体，运到现场后整体吊装安放；第五步，顺桥向并排设置的若干主铺盖结构标准套件1之间通过纵向通长钢筋9 焊接连接，构成主铺盖结构；顺桥向并排设置的若干斜坡道铺盖结构标准套件2之间也采用纵向通长钢筋9焊接，构成斜坡道铺盖结构；主铺盖结构两端与斜坡道铺盖结构之间横桥向采用横向通长钢筋9焊接；
第六步，重复第二步至第五步，封闭另一侧道路进行另一半幅道路临时施工路面铺盖结构的铺设；
第六步，在斜坡道铺盖结构上铺设反压钢板12，反压钢板12的上部一端通过横向通长钢筋9焊接于斜坡道铺盖结构中间，下部另一端通过道钉11与路面4连接固定；
第七步，设置中间隔离栏16和两侧防护栏，恢复双向通车。
通车过程中，设专职安全员M小时值守，发现局部部件脱落或不平顺时，及时采取补救措施或防护措施，确保行车安全。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
权利要求
1.一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，其特征在于在浅埋暗挖地下工程(13)上方路面(4)设置有临时路面铺盖结构，临时施工路面铺盖结构包括主铺盖结构、橡胶垫、斜坡道铺盖结构、反压钢板铺面结构及道钉；所述主铺盖结构由若干主铺盖结构标准套件(1)焊接构成，所述主铺盖结构标准套件(1)由若干底部缀条板(6)、若干中部工字钢(7)以及一块顶部印花钢板(8)焊接构成，顺桥向并排设置的主铺盖结构标准套件 (1)之间采用纵向通长钢筋(9)焊接构成主铺盖结构；主铺盖结构两端设置有斜坡道铺盖结构，主铺盖结构与斜坡道铺盖结构之间的横桥向采用横向通长钢筋(9)焊接；所述斜坡道铺盖结构由若干斜坡道铺盖结构标准套件(2)焊接构成，所述斜坡道铺盖结构标准套件 ⑵由底部缀条板(6)、中部斜向变高度工字钢(10)以及顶部印花钢板⑶焊接构成，顺桥向并排设置的斜坡道铺盖结构标准套件(2)之间采用纵向通长钢筋(9)焊接构成斜坡道铺盖结构；在主铺盖结构和两侧斜坡道铺盖结构下方满铺有橡胶垫(5)；在斜坡道铺盖结构与两侧路面(4)相交的位置设置有反压钢板铺面结构(3)，反压钢板铺面结构(3)中的反压钢板(12) —端通过横向通长钢筋(9)焊接于斜坡道铺盖结构上，另一端通过道钉(11)与路面(4)连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，其特征在于所述临时路面铺盖结构顶面和两侧分别设置有中间隔离栏(16)和两侧护栏。
3.根据权利要求1所述的一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，其特征在于每两块底部缀条板(6)间隔0. 5m 1. Om距离。
4.根据权利要求1所述的一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，其特征在于所述橡胶垫(5)厚10 15mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构，其特征在于所述主铺盖结构按车道宽度分块预制，分块数即主铺盖结构标准套件(1)数等于上下行机动车行车道的总数，分块的长度大于等于地下工程(13)的跨度，其中，主铺盖结构标准套件(1)的宽度按具体车道的标准宽度选择确定，分为3.0m、3.5m、3.75m、4.0m 4种， 主铺盖结构标准套件(1)的长度按地下工程的跨度确定，且大于等于地下工程(13)的跨度；斜坡道铺盖结构也按机动车道数来分块，分块数即斜坡道铺盖结构标准套件(2)数同样等于上下行机动车道的总数，斜坡道铺盖结构标准套件O)的长度按3. 5%的坡度确定， 斜坡道铺盖结构标准套件O)的宽度与主铺盖结构标准套件(1)的宽度相同；路面铺盖结Γ ,rIH构的总长L按式υ + _(45。+ #2;)计算，其中，b为地下工程(13)的宽度，H为地下工程下边缘底面到路面的深度，Φ为H深度范围内各土层的内摩擦角加权平均值。
6.一种根据权利要求1-5之一所述的用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构的施工方法，其特征在于铺设临时施工路面铺盖结构时采用倒边施工的方法，即先封闭一侧的半幅道路进行临时路面铺盖结构铺设，铺设完成后开通该单侧道路临时路面铺盖结构的运行；然后，封闭另一侧道路进行另一半幅道路临时施工路面铺盖结构的铺设，铺设完成后设置中间隔离栏 (16)和两侧护栏；最后，临时施工路面铺盖结构双方向开通运行，其具体施工步骤为第一步测量放线，确定施工路面铺盖结构的位置；第二步先封闭一侧的半幅道路进行施工路面铺盖结构铺设，首先铺设作为施工路面铺盖结构连续弹性基础的橡胶垫；第三步，在橡胶垫(5)上铺设若干主铺盖结构标准套件(1)，主铺盖结构标准套件(1) 在工厂焊接成整体，运到现场后整体吊装安放；第四步，铺设斜坡道铺盖结构标准套件O)，斜坡道铺盖结构标准套件(2)在工厂焊接成整体，运到现场后整体吊装安放；第五步，顺桥向并排设置的若干主铺盖结构标准套件(1)之间通过纵向通长钢筋(9) 焊接连接，构成主铺盖结构；顺桥向并排设置的若干斜坡道铺盖结构标准套件(2)之间也采用纵向通长钢筋(9)焊接，构成斜坡道铺盖结构；主铺盖结构两端与斜坡道铺盖结构之间横桥向采用横向通长钢筋⑶)焊接；第六步，重复第二步至第五步，封闭另一侧道路进行另一半幅道路临时施工路面铺盖结构的铺设；第六步，在斜坡道铺盖结构上铺设反压钢板(12)，反压钢板(12)的上部一端通过横向通长钢筋(9)焊接于斜坡道铺盖结构中间，下部另一端通过道钉(11)与路面(4)连接固定；第七步，设置中间隔离栏(16)和两侧防护栏，恢复双向通车。
全文摘要
本发明涉及一种用于超浅埋暗挖地下工程的临时路面铺盖结构及施工方法，包括主铺盖结构、橡胶垫、斜坡道铺盖结构、反压钢板铺面结构及道钉；主铺盖结构由若干主铺盖结构标准套件焊接构成，主铺盖结构标准套件由若干底部缀条板、若干中部工字钢以及一块顶部印花钢板焊接构成，斜坡道铺盖结构由若干斜坡道铺盖结构标准套件焊接构成，斜坡道铺盖结构标准套件由底部缀条板、中部斜向变高度工字钢以及顶部印花钢板焊接构成；临时路面铺盖结构下方满铺有橡胶垫，在斜坡道铺盖结构与两侧路面相交的位置设置有反压钢板铺面结构。施工时，倒边施工的办法。本发明的结构及施工方法结构简单、施工方便快捷、对地面交通影响小、对地下工程减载作用效果显著。
文档编号E01C9/08GK102535302SQ20111046070
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者张明聚, 张颖, 李春芳, 王双龙, 赵明, 郑伟 申请人:北京工业大学