检修井支护结构和检修井支护结构的施工方法与流程

本发明涉及检修井施工领域，具体地，涉及一种检修井支护结构和一种检修井支护结构的施工方法。

背景技术：

在城市的地铁施工中，盾构法是常用的一种隧道施工方法，施工过程中需要对盾构刀盘上的刀具进行检修，目前通常是通过在盾构机行进的道路上间隔建造检修井来进行刀具检修。在检修井开挖后，传统的检修井支护方式是采用钢筋格栅加混凝土喷锚对井壁进行支护，利用检修井完成刀具的检修或更换后会对检修井进行回填。传统的检修井支护方式，会拖长整个检修井的建造施工周期，且建造一口检修井的造价过高，支护过程中使用到的混凝土也不易回收，留在土壤中的混凝土不仅会对土壤环境造成影响，同时也给后续的其他施工造成不便，因此在满足检修井使用要求的基础上，提高检修井的建造效率、降低检修井的修建成本是亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中检修井支护结构建造周期长而造成检修井的施工效率低等问题，提供一种检修井支护结构和一种检修井支护结构的施工方法，以提高检修井的施工效率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种检修井支护结构，所述支护结构包括环形圈梁、多根纵向连接柱以及自井口向下贴合检修井内壁依次设置的闭合环形结构的第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体，所述第一支撑体的一部分露出井口，所述环形圈梁套设在所述第一支撑体露出井口部分的外壁且所述环形圈梁的裸露端与所述第一支撑体的露出端的端面齐平，所述多根纵向连接柱沿所述检修井内壁周向布置且沿所述检修井的纵深方向与所述第一支撑体、所述第二支撑体和所述第三支撑体的内壁依次固定。

优选地，所述第一支撑体由多圈环形腰梁和多圈具有第一宽度的第一环形衔接板组成，在所述第一支撑体中，所述环形腰梁贴合所述检修井内壁沿所述检修井的纵深方向等间隔设置，每相邻两个环形腰梁之间设置有一个所述第一环形衔接板，且所述第一环形衔接板与其相邻的环形腰梁固定；所述第二支撑体由多圈环形腰梁组成，在所述第二支撑体中，所述环形腰梁贴合所述检修井内壁沿所述检修井的纵深方向无间隙设置；所述第三支撑体由多圈环形腰梁和多圈具有第二宽度的第二环形衔接板组成，在所述第三支撑体中，所述环形腰梁贴合所述检修井内壁沿所述检修井的纵深方向等间隔设置，每相邻两个环形腰梁之间设置有一个所述第二环形衔接板，且所述第二环形衔接板与其相邻的环形腰梁固定。

优选地，所述支护结构还包括两根立柱以及多根加强杆，所述两根立柱以所述检修井的纵向中心线为基准对称设置在所述检修井的内壁，且每一所述立柱沿所述检修井的纵深方向与所述第一支撑体、所述第二支撑体和所述第三支撑体的内壁固定；所述多根加强杆按照给定间距平行于水平面固定在所述两根立柱之间。

优选地，所述支护结构还包括三根加强柱、多根中间支撑杆和多组斜撑组件，所述加强柱沿所述检修井的纵深方向与所述第三支撑体的内壁固定，每一所述斜撑组件包括两根加强斜撑，每一立柱与其最接近的加强柱之间固定有一根加强斜撑，每一所述加强杆均通过一根中间支撑杆与所述三根加强柱中位于中间位置的加强柱固定。

优选地，每一环形腰梁均由多段钢梁拼装制成且具有多条拼装缝隙。

优选地，所述支护结构还包括多块缝隙连接板，每一所述拼装缝隙处设置有一块与缝隙两侧的钢梁固定的缝隙连接板。

另外，本发明还提供一种检修井支护结构的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：s1)井口段支护步骤：在施工场地地面上施作环形圈梁，并贴合所述环形圈梁内壁施作一圈环形腰梁和一圈第一环形衔接板，所述环形腰梁的裸露端和所述环形圈梁裸露端的端面齐平；s2)常规段支护步骤：贴合所述第一环形衔接板的内壁廓形沿着所述检修井的纵深方向按照挖掘、铺设一圈环形腰梁、铺设一圈第一环形衔接板、挖掘的方式，逐步挖掘并铺设形成所述第一支撑体；s3)加强段支护步骤：沿着所述检修井的纵深方向按照挖掘、铺设一圈环形腰梁、挖掘的方式，逐步挖掘并铺设形成所述第二支撑体；s4)加强段注浆步骤：通过预留在所述环形腰梁上的过孔，采用管棚注浆法向所述检修井的周边岩层注浆；s5)盾构段支护步骤：沿着所述检修井的纵深方向，按照挖掘、铺设一圈环形腰梁、铺设一圈第二环形衔接板、挖掘的方式，逐步挖掘并铺设形成所述第三支撑体；s6)封底步骤：在所述检修井井底施作钢板以进行封底。

具体地，步骤s1)施作环形圈梁，并贴合环形圈梁内壁施作一圈环形腰梁和一圈第一环形衔接板，包括：根据所述环形圈梁的施工尺寸采用钢筋绑扎方式形成环形圈梁架；贴合所述环形圈梁架的内壁固定所述环形腰梁和所述第一环形衔接板；向所述环形圈梁架内浇筑混凝土以形成所述环形圈梁。

具体地，所述s2)常规段支护步骤、所述s3)加强段支护步骤和所述s5)盾构段支护步骤中，每一检修井段施工完成后还包括：以所述检修井的纵向中心线为基准在所述检修井的内壁对称设置所述两根立柱；按照给定间距平行于水平面在所述两根立柱之间固定多根所述加强杆。

具体地，所述s5)盾构段支护步骤还包括强化步骤：沿所述检修井的纵深方向在所述第三支撑体的内壁固定所述三根加强柱；在每一立柱与其最接近的加强柱之间固定一根加强斜撑；在每一所述加强杆与所述三根加强柱中位于中间位置的加强柱之间固定一根中间支撑杆。

本发明提供的检修井支护结构，采用环形圈梁、纵向连接柱和模块化的第一支撑体、第二支撑体、第三支撑体作为所述支护结构的主体结构，对检修井进行支护；在检修井的井口施作环形圈梁，以加固检修井井口周边的土层；采用封闭的环形第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体沿检修井的纵深方向依次设置且均与检修井的井壁紧贴形成一个筒状的结构，以支护检修井的井壁；在检修井挖掘过程中随着挖掘深度的增加依次使用第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体对检修井进行支护，第一支撑体的部分露出井口，环形圈梁套在第一支撑体露出井口的部分与第一支撑体连接，纵向连接柱沿检修井的周向设置并在检修井的轴向方向连接第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体，以加强第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体之间的连接强度，增加整个支护结构的支护强度。本发明提供的支护结构，模块化的第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体在检修井施工前即可根据检修井的设计尺寸生产制造，在检修井挖掘施工开始后直接利用第一进支撑体、第二支撑体和第三支撑体进行检修井支护，无需进行传统的混凝土喷锚进行井壁支护，缩短了检修井支护结构的制作周期，提高了检修井的施工效率，且在检修井使用完毕后拆除的第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体可在下一检修井的支护中继续使用，大大的节省了检修井支护结构的生产成本，从而降低了检修井的建造成本。本发明提供的检修井支护结构和检修井支护结构的施工方法，能够缩短检修井支护结构的生产周期，进而提高检修井的施工效率，降低检修井建造成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施方式提供的检修井支护结构的俯视图；

图2是本发明实施方式提供的检修井支护结构的主视图。

附图标记说明

1环形圈梁2第一支撑体

3第二支撑体4第三支撑体

5纵向连接柱6环形腰梁

7第一环形衔接板8第二环形衔接板

9立柱10加强杆

11缝隙连接板41加强柱

42中间支撑杆43斜撑组件

402加强斜撑

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施方式提供一种检修井支护结构，如图1-图2所示，所述支护结构包括环形圈梁1、多根纵向连接柱5以及自井口向下贴合检修井内壁依次设置的闭合环形结构的第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4，所述第一支撑体2的一部分露出井口，所述环形圈梁1套设在所述第一支撑体2露出井口部分的外壁且所述环形圈梁1的裸露端与所述第一支撑体2的露出端的端面齐平，所述多根纵向连接柱5沿所述检修井内壁周向布置且沿所述检修井的纵深方向与所述第一支撑体2、所述第二支撑体3和所述第三支撑体4的内壁依次固定。

本发明提供的检修井支护结构，如图2所示，采用模块化的第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4对检修井的井壁进行支护，第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4均为封闭的环形筒状结构，第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4在检修井内沿检修井的纵深方向依次设置，第一支撑体2部分伸出检修井，环形圈梁1套设在第一支撑体2的露出端与第一支撑体2连接并对井口周围进行加固，为了进一步强化第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4形成的筒状结构对检修井的支护，采用纵向连接柱5沿检修井的纵深方向将第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4连接成一个整体的筒状结构，如图1所示，优选地，所述纵向连接柱5可以是工字钢、槽钢、h型钢等中的任意一种。

优选地，所述第一支撑体2由多圈环形腰梁6和多圈具有第一宽度的第一环形衔接板7组成，在所述第一支撑体2中，所述环形腰梁6贴合所述检修井内壁沿所述检修井的纵深方向等间隔设置，每相邻两个环形腰梁6之间设置有一个所述第一环形衔接板7，且所述第一环形衔接板7与其相邻的环形腰梁6固定；所述第二支撑体3由多圈环形腰梁6组成，在所述第二支撑体3中，所述环形腰梁6贴合所述检修井内壁沿所述检修井的纵深方向无间隙设置；所述第三支撑体4由多圈环形腰梁6和多圈具有第二宽度的第二环形衔接板8组成，在所述第三支撑体4中，所述环形腰梁6贴合所述检修井内壁沿所述检修井的纵深方向等间隔设置，每相邻两个环形腰梁6之间设置有一个所述第二环形衔接板8，且所述第二环形衔接板8与其相邻的环形腰梁6固定。

在一个实施例中，将检修井沿纵深方向依次分成三段，分别设定为第一支护段、第二支护段和第三支护段，支护检修井的所述环形腰梁6由多段钢梁拼装组成，第一环形衔接板7由多块第一宽度的金属材质的波纹板拼装组成，所述第二环形衔接板8由多块具有第二宽度的金属材质的波纹板拼装组成，在检修井的挖掘中，首先挖掘出第一支护段，在第一支护段的挖掘过程中每挖掘0.5米立即对挖掘出的井壁等间隔设置环形腰梁6和第一环形衔接板7进行支护，直到第一支护段的挖掘深度到达第一支护段预定深度，多个环形腰梁6和多个第一环形衔接板7在第一支护段内形成第一支撑体2。随着检修井的深度逐渐增加，检修井的挖掘进行到第二支护段，第二支护段的支护结构第二支撑体3既要强化第一支撑体2的支撑，还需要进一步加强井壁支撑以缓解第三支撑体4的支撑压力，因此第二支撑体3采用由多根环形腰梁6沿检修井的纵深方向无间隙设置以加强对检修井井壁的支护。检修井的第三支护段最终将与盾构机的掘进方向相交，第三支护段的支护采用多圈环形腰梁6和多圈第二环形衔接板8组成的第三支撑体4进行支护，第三支护段的深度大于第一支护段，第三支护段的支护强度需要更牢固的支撑结构支撑，第三支撑体4中的第二环形衔接板8的第二宽度小于第一环形衔接板7的第一宽度，即在相同的深度内，第一支撑体2中的环形腰梁6更为稀疏，而第三支撑体4中的环形腰梁6更为紧密，如此，第三支撑体4中的环形腰梁6数量更多支撑强度更大。

本发明提供的检修井支护结构，采用钢结构的圈梁和波纹板组成第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4对检修井进行支护，与传统的检修井支护结构相比，无需钢筋格栅，无需混凝土喷锚(即无需等待混凝土凝固)，所使用到的圈梁和波纹板可以在检修井的挖掘准备阶段开始生产制造，在检修井开设挖掘后直接拼装使用，批量生产检修井支护结构所需要的圈梁、波纹板等部件，可以有效的降低检修井支护结构的生产成本，进而降低检修井的建造成本。

为了进一步加强检修井支护结构的强度，优选地，所述支护结构还包括两根立柱9以及多根加强杆10，所述两根立柱9以所述检修井的纵向中心线为基准对称设置在所述检修井的内壁，且每一所述立柱9沿所述检修井的纵深方向与所述第一支撑体2、所述第二支撑体3和所述第三支撑体4的内壁固定；所述多根加强杆10按照给定间距平行于水平面固定在所述两根立柱9之间。

所述两根立柱9和多根加强杆10组成一个“直梯”形状的支撑结构支撑在第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4的内壁，防止第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4因检修井井壁周围的岩层压力过大而发生变形。

在检修井的支护过程中，检修井支护结构会受到来自岩层较大的压力，在采用第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4以及两根立柱9和多根加强杆10进行支撑后，为了进一步加强第三支撑体4支护强度，优选地，所述支护结构还包括三根加强柱41、多根中间支撑杆42和多组斜撑组件43，所述加强柱41沿所述检修井的纵深方向与所述第三支撑体4的内壁固定，每一所述斜撑组件43包括两根加强斜撑402，每一立柱9与其最接近的加强柱41之间固定有一根加强斜撑402，每一所述加强杆10均通过一根中间支撑杆42与所述三根加强柱41中位于中间位置的加强柱41固定。

为了方便环形腰梁6的生产安装，优选地，每一环形腰梁6均由多段钢梁拼装制成且具有多条拼装缝隙。

在使用钢梁拼装完成环形腰梁6后，因制造精度的原因，在相邻的两块钢梁之间可能会产生较大的缝隙，为了封闭所述缝隙同时加强相邻两块钢梁之间的连接强度，优选地，所述支护结构还包括多块缝隙连接板11，每一所述拼装缝隙处设置有一块与缝隙两侧的钢梁固定的缝隙连接板11。

另外，本发明还提供一种检修井支护结构的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

s1)井口段支护步骤：在施工场地地面上施作环形圈梁1，并贴合所述环形圈梁1内壁施作一圈环形腰梁6和一圈第一环形衔接板7，所述环形腰梁6的裸露端和所述环形圈梁1裸露端的端面齐平；

s2)常规段支护步骤：贴合所述第一环形衔接板7的内壁廓形沿着所述检修井的纵深方向按照挖掘、铺设一圈环形腰梁6、铺设一圈第一环形衔接板7、挖掘的方式，逐步挖掘并铺设形成所述第一支撑体2；

s3)加强段支护步骤：沿着所述检修井的纵深方向按照挖掘、铺设一圈环形腰梁6、挖掘的方式，逐步挖掘并铺设形成所述第二支撑体3；

s4)加强段注浆步骤：通过预留在所述环形腰梁6上的过孔，采用管棚注浆法向所述检修井的周边岩层注浆；

s5)盾构段支护步骤：沿着所述检修井的纵深方向，按照挖掘、铺设一圈环形腰梁6、铺设一圈第二环形衔接板8、挖掘的方式，逐步挖掘并铺设形成所述第三支撑体4；

s6)封底步骤：在所述检修井井底施作钢板以进行封底。

在一个实施例中，检修井支护结构的施工方法，将检修井沿纵深方向依次分成三段，分别设定为第一支护段、第二支护段和第三支护段，先围绕预挖井口施作环形圈梁1，在贴合环形圈梁1的内壁施作一圈环形腰梁6和一圈第一环形衔接板7，之后，贴合第一环形衔接板7的内壁沿检修井的纵深方向开始挖掘，当每次挖掘深度0.5米时即采用环形腰梁6和第一环形衔接板7间隔设置的方式进行支护，支护完成后，再次开始挖掘，当挖掘深度为0.5米后，再次使用环形腰梁6和第一环形衔接板7间隔设置的方式进行支护，直到第一支护段挖掘、支护完成，形成了第一支撑体2；继续沿着检修井的纵深方向挖掘，每挖掘深度为0.5米后，立即采用环形腰梁6进行支护，环形腰梁6沿检修井的纵深方向无间隙设置，循环挖掘、支护，直到第二支护段的挖掘、支护完成并在第二支护段内形成第二支撑体3；沿检修井的纵深方向挖掘，每次挖掘深度为0.5米后，立即采用环形腰梁6和第二环形衔接板8间隔设置的方式进行支护，直到第三支护段挖掘、支护完成，在第三支护段内形成了第三支撑体4；在具有环形圈梁1、第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4的检修井的井底铺设钢板以封底。

环形圈梁1用于加固检修井的井口周围的土层，方便后续的检修井挖掘施工的展开，具体地，步骤s1)施作环形圈梁1，并贴合环形圈梁1内壁施作一圈环形腰梁6和一圈第一环形衔接板7，包括：根据所述环形圈梁1的施工尺寸采用钢筋绑扎方式形成环形圈梁架；贴合所述环形圈梁架的内壁固定所述环形腰梁6和所述第一环形衔接板7；向所述环形圈梁架内浇筑混凝土以形成所述环形圈梁1。

在完成常规段支护步骤、加强段支护步骤和盾构段支护步骤后，形成的检修井支护结构中的第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4均为筒状结构，为了进一步加强第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4的支护强度，防止检修井井壁周边岩层压力过大而造成第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4变形，具体地，所述s2)常规段支护步骤、所述s3)加强段支护步骤和所述s5)盾构段支护步骤中，每一检修井段施工完成后还包括：以所述检修井的纵向中心线为基准在所述检修井的内壁对称设置所述两根立柱9；按照给定间距平行于水平面在所述两根立柱9之间固定多根所述加强杆10。

其中，第三支撑体4为检修井的最底层支护，为了强化第三支撑体4的支撑强度，具体地，所述s5)盾构段支护步骤还包括强化步骤：沿所述检修井的纵深方向在所述第三支撑体4的内壁固定所述三根加强柱41；在每一立柱9与其最接近的加强柱41之间固定一根加强斜撑402；在每一所述加强杆10与所述三根加强柱41中位于中间位置的加强柱41之间固定一根中间支撑杆42。

本发明提供的检修井支护结构，采用环形圈梁1、纵向连接柱5和模块化的第一支撑体2、第二支撑体3、第三支撑体4作为所述支护结构的主体结构，对检修井进行支护；在检修井的井口施作环形圈梁1，以加固检修井井口周边的土层；采用封闭的环形第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4沿检修井的纵深方向依次设置且均与检修井的井壁紧贴形成一个筒状的结构，以支护检修井的井壁；在检修井挖掘过程中随着挖掘深度的增加依次使用第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4对检修井进行支护，第一支撑体2的部分露出井口，环形圈梁1套在第一支撑体2露出井口的部分与第一支撑体2连接，纵向连接柱5沿检修井的周向设置并在检修井的轴向方向连接第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4，以加强第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4之间的连接强度，增加整个支护结构的支护强度。本发明提供的支护结构，模块化的第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4在检修井施工前即可根据检修井的设计尺寸生产制造，在检修井挖掘施工开始后直接利用第一进支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4进行检修井支护，无需进行传统的混凝土浇筑进行井壁支护，缩短了检修井支护结构的制作周期，进而提高了检修井的施工效率，且在检修井使用完毕后拆除的第一支撑体2、第二支撑体3和第三支撑体4可在下一检修井的支护中继续使用，大大的节省了检修井支护结构的生产成本，从而降低了检修井的建造成本。

本发明提供的检修井支护结构和检修井支护结构的施工方法，能够缩短检修井支护结构的生产周期，进而提高检修井的施工效率，降低检修井建造成本。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。