一种丝杠支顶装置的制作方法

本申请涉及地下工程技术领域，尤其涉及一种丝杠支顶装置。

背景技术：

目前，轨道交通形成的大型网络正以前所未有的速度利用着城市地下空间。随着地铁线网不断加密，新旧线路之间的交叉穿越变得异常普遍，新建地铁线路下穿既有线路工程也逐渐增多。新建线路与既有线路车站之间为了达到理想的换乘效果，往往会采用新建车站下穿既有车站的十字交叉形式，以最大限度地减少换乘距离。然而，这却给土建设计和施工带来了极大的难题。一方面，为了在新建线路的施工过程中，不中断既有线路的运营，线路运营部门既有车站产权方对既有结构的沉降提出了不超过3mm的沉降限值这一极为严苛的要求；另一方面，一向较为粗枝大叶的土建技术措施在如此严格的沉降要求下需要做十分精细的技术活儿，微沉降的要求使得这些措施常常捉襟见肘。

因此，在新建线路施工时，需要采取各种辅助措施以确保施工影响引起的沉降控制在3mm以内。目前，常用的现有技术包括：断面周围采用各类注浆进行地层预加固、千斤顶支顶等。

目前，车站与区间之间、区间与区间之间的相互穿越的案例众多，所采用的技术措施也相对较多，而车站与车站之间相互穿越的案例则相对较少。以下将以新建车站下穿既有车站为例，结合近年国内地铁新建车站下穿既有车站的工程案例(下表)，介绍各工程沉降控制的技术和控制效果，如下表所示：

表1近年国内地铁新建车站下穿既有车站的工程案例

其中，吴立、赵衍发、刘蕾等、王志刚分别从理论和施工的角度介绍了北京地铁4号线宣武门站利用两个相距4.1m的矩形断面采用CRD工法下穿既有2号线宣武门站的情况，该工程为国内首例车站主体穿越车站主体的工程；郝志宏、陶连金、李积栋等分别从设计和理论的角度介绍了北京地铁10号线公主坟站利用两个相距较远的单层双跨矩形隧道采用CRD工法辅以多重预顶撑技术下穿既有1号线公主坟站的情况；王东元等借助北京地铁10号线角门西站下穿既有4号线角门西站工程，研究了既有线下邻近大断面地铁双隧道暗挖施工对地表形变的影响；许原骑介绍了广州轨道交通3号线体育西路站单层三连拱隧道采用调整的中洞法下穿既有1号线体育西路站工程情况；徐彦胜则介绍了砂质泥岩和砂岩地层中重庆轨道交通10号线红土地站利用两个相距1.66m的马蹄形隧道采用CRD工法(机械开挖结合控制(弱)爆破施工)下穿既有6号线红土地站的施工技术。

从车站下穿车站的几个仅有的工程案例可以看出，在常规城市软土地层中，采用的技术措施主要包括：开挖土体注浆加固(含深孔注浆)、长管棚注浆、多重预顶撑(千斤顶顶升)等，从实施效果看，除既有公主坟站沉降控制在3mm之内外，其他站沉降均较大。

因此可知，在具体的实际施工实践中，现有技术中的上述工法也存在着不少问题，例如：各类注浆无法精确控制浆液用量、压力，导致作用不明显或不均匀，从而抬升了既有线结构；千斤顶支顶装置在理论上能主动调节(或补偿)既有线沉降，但是，由于顶纵梁混凝土收缩变形引起的结构间缝隙难以密实补浆，因此如果要做到能主动调节(或补偿)既有线沉降，则所使用的千斤顶的数量需足够多，因而将给工程施工带来不便且造价昂贵；另外，完全顶起既有线的技术方案目前暂无工程实际案例，因此千斤顶支顶装置的实际效用也令人质疑。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种丝杠支顶装置，从而可以有效地防止既有线结构的沉降，使得既有线结构的沉降可以被限制在预设的很小范围之内，而且可以大大降低工程成本。

本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

一种丝杠支顶装置，包括：锚筋、锚板、底板、滑动丝杠、顶板和横梁；

其中，所述滑动丝杠的两端分别连接底板和顶板；

所述底板的底部与锚板的顶部连接，所述锚板的底部与锚筋的顶部连接；

所述锚筋和锚板预埋在边桩、中柱和/或钢管柱中；

所述顶板的顶部与横梁的底部连接。

较佳的，所述底板和顶板为钢板。

较佳的，所述横梁为型钢横梁。

较佳的，所述型钢横梁为工字钢。

较佳的，所述滑动丝杠分别与其两端连接的底板和顶板焊接在一起。

由上述技术方案可见，在本实用新型的技术方案中，提出了上述的可以固化在钢筋混凝土中的丝杠支顶装置。在使用上述的丝杠支顶装置时，可以在施工前期通过丝杠支顶装置中的滑动丝杠的调节高度的功能，使得丝杠支顶装置对既有线结构的底部形成有效的支撑，并在施工后期，可以发挥丝杠支顶装置与钢筋混凝土结合后外露型钢横梁刚度较大的优点，对既有线结构的底部形成更加持续有效的支撑，从而可以有效地防止既有线结构的沉降，使得既有线结构的沉降可以被控制在预设的很小范围之内。

另外，本实用新型中的上述丝杠支顶装置的结构简单，而且可以实现与现有技术中的千斤顶顶升装置类似的功能(补偿沉降功能除外，不过在实际应用中，现有技术中的千斤顶顶升装置的上述补偿沉降功能也很难发挥和实现)，但工程造价仅为现有技术中使用千斤顶顶升装置的技术方案的5％左右，因此可以大大降低工程成本，经济效益明显。

此外，本实用新型中的上述丝杠支顶装置的安装、使用都很方便，只需在混凝土浇筑前进行简单的安装即可使用，不需要复杂的千斤顶同步顶升系统，因此也可以大大减轻工作人员的工作量。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的丝杠支顶装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的丝杠支顶装置在边导洞中的安装情况示意图。

图3为本实用新型实施例中的步骤201的示意图。

图4为本实用新型实施例中的步骤202的示意图。

图5为本实用新型实施例中的步骤204的示意图。

图6为本实用新型实施例中的顶总梁与初期支护的内顶之间的间隙的示意图。

图7为本实用新型实施例中的步骤205的示意图。

图8为本实用新型实施例中的丝杠支顶装置的位置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

本实施例提供了一种丝杠支顶装置。

图1为本实用新型实施例中的丝杠支顶装置的结构示意图。图2为本实用新型实施例中的丝杠支顶装置在边导洞中的安装情况示意图。如图1和图2所示，本实用新型实施例中的丝杠支顶装置包括：锚筋11、锚板12、底板13、滑动丝杠14、顶板15和横梁16；

其中，所述滑动丝杠14的两端分别连接底板13和顶板15；

所述底板13的底部与锚板12的顶部连接，所述锚板12的底部与锚筋11的顶部连接；

所述锚筋11和锚板12预埋在边桩、中柱和/或钢管柱中；

所述顶板15的顶部与横梁16的底部连接。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述底板13和顶板15可以是钢板。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述横梁16可以是型钢横梁。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述型钢横梁可以是一定型号的工字钢。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，各个丝杠支顶装置的横梁之间可通过连接钢板和螺栓进行连接。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述滑动丝杠14分别与其两端连接的底板13和顶板15焊接在一起。

另外，在本实用新型的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置滑动丝杠14的直径。例如，较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述滑动丝杠14的直径可以是50mm，也可以是其它的数值。

在上述的丝杠支顶装置中，锚筋11和锚板12可以预埋在边桩、中柱和/或钢管柱中，是整个丝杠支顶装置的基础和生根。底板13中部的滑动丝杠14和顶板15是丝杠支顶装置的主体，而且，可以通过人工的方式调节滑动丝杠14的长度，从而改变底板13和顶板15之间的垂直距离。

因此，在本实用新型的技术方案中，可以将上述丝杠支顶装置的主体设置在新建地铁结构内的冠梁、顶纵梁中，将丝杠支顶装置的锚筋和锚板预埋在边桩、中柱或钢管柱中，并使得丝杠支顶装置的横梁16的顶部与新建地铁结构中的初期支护抵接，从而可以使用上述的丝杠支顶装置支顶存在于初期支护上部的既有线结构。

在本实用新型的技术方案中，可以通过多种方式将上述的丝杠支顶装置设置在所需设置的混凝土结构中。以下将以把上述的丝杠支顶装置设置在地铁下穿既有线工程中的新建地铁结构中的具体实现方式为例，对本实用新型的技术方案进行详细的介绍。

例如，可以使用如下所述的步骤，将上述的丝杠支顶装置设置在新建地铁下穿既有线工程中的新建地铁结构中：

步骤201，在新建地铁结构的边桩、中柱和/或钢管柱浇筑混凝土时，将丝杠支顶装置的锚筋和锚板预埋在所述边桩、中柱和/或钢管柱的顶部。如图3所示。

步骤202，在锚板上安装(例如焊接)丝杠支顶装置的底板，并在底板上安装(例如焊接)滑动丝杠；在滑动丝杠的顶部安装(例如焊接)顶板，并在顶板的顶部安装(例如焊接)横梁。如图4所示。

步骤203，丝杠支顶装置安装完毕后，调节滑动丝杠，使得横梁顶紧新建地铁结构的初期支护的顶部，从而可以对既有线结构的底部进行支撑。

步骤204，绑扎导洞内的冠梁和顶纵梁的钢筋，并浇筑混凝土。

在浇筑混凝土时，需要注意保护丝杠支顶装置中的滑动丝杠、顶板和横梁。

另外，根据横梁安装所需的高度(例如，320mm)，顶板结构在该高度范围内可以采用素混凝土结构，下部可以采用钢筋混凝土结构。如图5所示。

步骤205，通过预埋的注浆管对缝隙进行高压补浆。

通过预埋注浆管对缝隙进行高压补浆，可以填补顶纵梁或冠梁与初期支护的内顶之间可能存在的间隙或缝隙。

当混凝土发生收缩、浇筑不密实或者冠梁、顶纵梁无法浇筑至初期支护的内顶时，顶纵梁或冠梁与初期支护的内顶之间将可能产生间隙或缝隙，如图6所示。此时，由于丝杠支顶装置中的横梁与初期支护的顶部直接顶紧，因此横梁的外露部分可以持续支撑既有线结构，从而可以有效地防止梁柱体系形成后但不密贴而导致的既有线结构的沉降。

而且，在本步骤205中，可以根据监测情况，在导洞间土体开挖时，通过预埋的注浆管对缝隙进行多次高压补浆，以填补顶纵梁或冠梁与初期支护的内顶之间的间隙，使之密实，并永久密贴持力，如图7所示。通过上述步骤205中的对缝隙进行高压补浆的操作，还可以进一步控制新建地铁结构二衬时拆除初期支护所引起的沉降。

在本实用新型的技术方案中，可以在边导洞内的每根边桩中都埋设上述的丝杠支顶装置，如图8所示，因此相邻两个丝杠支顶装置的间距为边桩间距(例如，1.6米)。还可以在中导洞内的每根中柱中以及两根中柱之间所设置的支墩上都按照上述的方法埋设上述的丝杠支顶装置，因此相邻两个丝杠支顶装置的间距为中柱与支墩或支墩之间的间距(例如，2米)。

综上可知，在本实用新型的技术方案中，提出了上述的可以固化在钢筋混凝土中的丝杠支顶装置。在使用上述的丝杠支顶装置时，可以在施工前期通过丝杠支顶装置中的滑动丝杠的调节高度的功能，使得丝杠支顶装置对既有线结构的底部形成有效的支撑，并在施工后期，可以发挥丝杠支顶装置与钢筋混凝土结合后外露型钢横梁刚度较大的优点，对既有线结构的底部形成更加持续有效的支撑，从而可以有效地防止既有线结构的沉降，使得既有线结构的沉降可以被控制在预设的很小范围之内。

另外，本实用新型中的上述丝杠支顶装置的结构简单，而且可以实现与现有技术中的千斤顶顶升装置类似的功能(补偿沉降功能除外，不过在实际应用中，现有技术中的千斤顶顶升装置的上述补偿沉降功能也很难发挥和实现)，但工程造价仅为现有技术中使用千斤顶顶升装置的技术方案的5％左右，因此可以大大降低工程成本，经济效益明显。

此外，本实用新型中的上述丝杠支顶装置的安装、使用都很方便，只需在混凝土浇筑前进行简单的安装即可使用，不需要复杂的千斤顶同步顶升系统，因此也可以大大减轻工作人员的工作量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。