一种在初期支护条件下隧道侧墙开马头门的加强支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种在初期支护条件下隧道侧墙开马头门的加强支护结构，包括在马头门部位前后沿隧道环向设置的贴壁框架梁和沿马头门部位、侧向隧道拱部、底部或全断面设置的贴壁纵向加强梁，贴壁环梁和贴壁纵强梁共同形成空间框架结构体系，用于承担初期支护破除后的受力转换。此种“贴壁空间框架”形成的封闭、稳定的结构受力体系，有效承担了竖井马头门初支破除后的受力转换，对围岩的稳定起到了约束作用，成功地实现了初期支护的受力转换及暗挖隧道初期支护结构的进洞，极大地提高了施工工效、降低了暗挖进洞难度和风险。
【专利说明】一种在初期支护条件下隧道侧墙开马头门的加强支护结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地下建筑工程【技术领域】，尤其涉及一种初期支护条件下的隧道侧墙开马头门进洞施工侧向隧道时，开口部位的加强环支护结构。
【背景技术】
[0002]在暗挖隧道的侧墙开马头门修建侧向隧道是地下工程中不可避免的一项工作，由于侧墙开口部位的结构将受到削弱，且开口部位的结构体系受力复杂，为确保安全，以往通常要求在完成隧道完成二次衬砌、并预留好二衬马头门结构后，才能破除初期支护、进洞开挖侧向隧道。这种做法的施工工期较长，对于建设周期紧张的项目、对提高工作效率有一定的影响。
[0003]在初期支护条件下直接开口施工侧向隧道虽然能够节省一定的时间，但在施工安全方面没有保证。
[0004]为解决隧道侧墙开马头门时在工期和安全方面的矛盾，提出了一种利用初期支护作为基本承载结构，在开口部位进行纵向和环向加固的结构加强方式，有效解决了在初期支护条件下侧墙开口的问题，能有效减小施工难度、控制施工风险，大大提高施工作业效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供在初期支护条件下，隧道侧墙开马头门的一种新的结构受力体系替代传统的二次衬砌马头门结构的开口做法。
[0006]由于隧道的初期支护均为环向封闭的、一榀一榀钢拱架排列组成的临时支护结构，在不施作二次衬砌就破除初期支护的情况下，隧道承载体系和整体稳定性遭受破坏，以此初支破坏后所释放的内力及变形，必须通过建立一种新的结构体系达到平衡，本实用新型通过建立一种复杂的空间结构形成新的平衡体系，即利用紧贴初期支护的纵向和横向空间加强环梁作为在初期支护条件下开口的加强结构，从而实现快速、安全进洞施工侧向隧道的目的。
[0007]本实用新型的技术方案为:
[0008]一种在隧道初期支护侧墙开马头门部位的临时空间支撑结构，包括在马头门部位前后沿隧道环向设置的贴壁框架梁和沿马头门部位、侧向隧道拱部、底部或全断面设置的贴壁纵向加强梁，贴壁环梁和贴壁纵强梁共同形成空间框架结构体系，用于承担初期支护破除后的受力转换。
[0009]上述临时支撑结构的具体实施步序为:隧道在采用暗挖CRD法开挖、初支施工完成后，根据侧向进洞隧道的开挖轮廓，沿侧向隧道开口的两侧及侧向隧道拱部、底部或全断面设置的贴壁的纵、环向空间环梁，形成封闭、稳定的空间框架受力体系，此体系形成后，再破除隧道初支结构进行侧向隧道的开挖。
[0010]本实用新型的有益效果是:“贴壁空间框架”形成的封闭、稳定的空间框架受力体系，具有足够的强度、刚度和稳定性，与隧道初支结构形成很好的整体性，有效承担了隧道马头门初支破除后的转换受力，对围岩的稳定起到了约束作用，极大地提高了施工工效、降低了暗挖进洞难度和风险。实践证明，这种在初期支护条件下直接开口施工侧向隧道方式的成功实施，不仅安全、可靠，而且比传统的二次衬砌马头门进洞方式，工期能节约20%以上，效益显著，有较好的应用价值和推广意义。
[0011]本技术适用于隧道在初期支护条件下开各种大小、各种型式、采用不同施工工法进洞的马头门结构，包括侧向进洞开挖单层单洞、多层多跨隧道的各种开挖大小的隧道，侧向进洞开挖的隧道，其施工工法可以是目前暗挖土层隧道所采用的所有施工工法，包括全断面开挖法、中隔壁法、交叉中隔壁法、双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩逆作法、洞柱逆作法、一次扣拱法等。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是暗挖隧道侧向开挖单层单洞隧道(全断面开挖法)初支进洞示意图；
[0013]图2是暗挖隧道侧向开挖单层单洞隧道(全断面开挖法)初支进洞侧视图；
[0014]图3是暗挖隧道侧向开挖单层双洞隧道(双侧壁导坑法、全断面开挖法)初支进洞示意图；
[0015]图4是暗挖隧道侧向开挖单层双洞隧道(双侧壁导坑法、全断面开挖法)初支进洞侧视图；
[0016]图5是暗挖隧道侧向开挖多层多跨隧道(洞桩逆作法)初支进洞示意图；
[0017]图6是暗挖隧道侧向开挖多层多跨隧道(洞桩逆作法)初支进洞侧视图；
[0018]图7是贴壁环梁、贴壁纵梁与暗挖隧道侧壁连接节点(节点①)示意图；
[0019]图8是贴壁环梁与暗挖隧道临时仰拱相交节点(节点②)示意图；
[0020]图9是暗挖隧道初期支护与侧向隧道初期支护连接节点(节点③)示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]1.暗挖隧道初期支护；2.暗挖隧道临时仰拱；3.暗挖隧道中隔壁；4.贴壁环梁；
5.贴壁纵梁；6.暗挖隧道端墙；7.侧向隧道初期支护；8.贴壁环梁、贴壁纵梁主筋；9.贴壁环梁、贴壁纵梁箍筋；10.预埋连接筋；11.暗挖隧道格栅主筋；12.暗梁；13.暗梁箍筋；14.侧向隧道格栅纵向连接筋。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合附图，对本实用新型做进一步说明。
[0024]贴壁环梁4和贴壁纵梁5在马头门开洞过程中，对暗挖隧道结构的稳定和环境变形控制等起到了重要作用。如何采取措施保证贴壁环梁4和纵梁5自身的稳定性，以及与暗挖隧道结构的整体稳定性，保证体系转换过程中传力可靠，是工程成功的关键。
[0025](I)贴壁环梁4和贴壁纵梁5的设置:沿侧向隧道导洞的轮廓周圈贴壁设置，形成空间框架体系，使之与暗挖隧道原支护结构形成整体，共同受力；同时应兼顾施工方便与快捷。
[0026](2)贴壁环梁4、贴壁纵梁5与暗挖隧道初期支护I的连接(节点①):暗挖隧道初期支护I施工时，须在格栅内预埋连接钢筋9，或与暗挖隧道格栅钢筋焊接牢固。[0027](3)贴壁环梁4与暗挖隧道临时仰拱2相交处节点处理(节点②):在贴壁环梁4与暗挖隧道临时仰拱2相交处，环梁4的钢筋须贯通，可采用以下两种措施实现:一是暗挖隧道施工时，在临时仰拱2相应位置预留贴壁环梁主筋8，后做的加强梁主筋与其焊接；二是暗挖隧道临时仰拱2与贴壁环梁4相交部位后喷射混凝土，环梁主筋后插，相交部位混凝土与贴壁环梁4混凝土一同喷射。
[0028](4)暗挖隧道初期支护I与侧向隧道初期支护7的连接(节点③):为提高侧向隧道初期支护7的纵向稳定性，保证与暗挖隧道初期支护I可靠连接。暗挖隧道初期支护I破除后，保留足够长度的格栅主筋11，沿马头门四周施作暗梁12，预留格栅主筋11与暗梁箍筋13焊接牢固。暗梁12施作时，预埋侧向隧道格栅纵向连接筋14，连接筋14与暗梁箍筋13焊接牢固。
【权利要求】
1.一种在初期支护条件下隧道侧墙开马头门的加强支护结构，所述加强支护结构包括贴壁框架梁和贴壁纵向加强梁，所述贴壁框架梁在马头门前后部位沿隧道环向设置，所述贴壁纵向加强梁沿马头门部位、侧向隧道拱部、底部或全断面设置。
【文档编号】E21D11/00GK203742611SQ201320402418
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】杨秀仁, 黄美群, 苗春刚, 吴兰婷, 孙立军, 王臣, 丁德云, 吴成刚, 荣冰, 宋伟龙, 付款峰, 徐阳, 王庆峰, 仪松青, 吴洪强 申请人:北京城建设计发展集团股份有限公司, 中铁十四局集团有限公司