[发明专利]基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构及施工工艺

权利要求书

1.一种基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构的施工工艺，所述基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构，包括侧向支撑结构和横向支撑结构，所述侧向支撑结构用于支撑侧向围岩，所述横向支撑结构用于支撑地面，相邻所述侧向支撑结构之间通过横向支撑结构连接，所述侧向支撑结构和横向支撑结构相同，均包括若干大钢管，相邻所述大钢管之间通过预制连接构件相连，且预制连接构件的轴线与大钢管轴线垂直设置，所述大钢管内填充有混凝土Ⅰ，所述预制连接构件位于大钢管内侧部分封装于混凝土Ⅰ中，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，制作工作井：在需要进行管幕支护的施工场地开挖并支护工作井；

步骤2，场外预制连接构件：

1)在工厂制作预制连接构件：按设计要求切割型钢Ⅱ，在型钢Ⅱ端部的翼缘板和腹板钻预留孔Ⅱ；制作钢筋笼，将型钢Ⅱ埋置于钢筋笼内部，浇筑混凝土Ⅲ，形成内置型钢的钢筋混凝土连接构件；或者，按设计要求切割型钢Ⅰ，在型钢Ⅰ端部的翼缘板和腹板钻预留孔Ⅰ；切割小钢管，将型钢Ⅰ埋置于小钢管内部，浇筑混凝土Ⅱ，形成内置型钢的钢管混凝土连接构件；

2)制作端部钢板Ⅰ或端部钢板Ⅱ：按设计尺寸和厚度要求切割钢板，在钢板侧表面按设计位置垂直焊接三块钢板条，钢板条上钻与预留孔Ⅰ或预留孔Ⅱ位置对应的预留孔Ⅲ；

步骤3，管幕安装：首先在施工场地的岩土层断面上标出每根大钢管的确定位置，利用千斤顶将若干大钢管按着岩土层断面标记的位置依次顶入岩土层中，顶进大钢管后，人工清理干净大钢管内的渣土，并按设计尺寸在相邻大钢管侧面开孔，在开孔处清理大钢管之间的渣土，且使渣土达到松软状态，然后穿入预制连接构件，在预制连接构件两端通过螺栓安装端部钢板Ⅰ或端部钢板Ⅱ；

步骤4，形成管幕结构：在大钢管内浇筑混凝土Ⅰ，形成基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构；

步骤5，对管幕结构的脚步地层进行注浆加固处理，并进行建筑砌筑和装修，完成地下结构施工。

2.根据权利要求1所述的基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构的施工工艺，其特征在于：所述预制连接构件分为内置型钢的钢管混凝土连接构件和内置型钢的钢筋混凝土连接构件，所述内置型钢的钢管混凝土连接构件包括小钢管、型钢Ⅰ、端部钢板Ⅰ及混凝土Ⅱ，所述型钢Ⅰ外侧套装有小钢管，型钢Ⅰ两端伸出小钢管设置，且在型钢Ⅰ两端端部均连接有端部钢板Ⅰ，在型钢Ⅰ端部的翼缘板和腹板上均开设有预留孔Ⅰ，在小钢管内填充混凝土Ⅱ，将位于小钢管内的型钢Ⅰ封装于混凝土Ⅱ中；

所述内置型钢的钢筋混凝土连接构件包括钢筋笼、型钢Ⅱ、端部钢板Ⅱ及混凝土Ⅲ，所述型钢Ⅱ外侧套装有钢筋笼，型钢Ⅱ两端伸出钢筋笼设置，且在型钢Ⅱ两端端部均连接有端部钢板Ⅱ，在型钢Ⅱ端部的翼缘板和腹板上均开设有预留孔Ⅱ，将钢筋笼及位于钢筋笼内侧的型钢Ⅱ封装于预制混凝土Ⅲ中。

3.根据权利要求2所述的基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构的施工工艺，其特征在于：所述端部钢板Ⅰ和端部钢板Ⅱ结构相同，均包括钢板、钢板条，所述钢板表面垂直焊接有三个钢板条，其中两个钢板条平行设置，另外一个位于平行设置的两个钢板条之间，且端部与平行设置的两个钢板之间留有间隙，三个钢板条上均开设有与预留孔Ⅰ或预留孔Ⅱ对应的预留孔Ⅲ。

4.根据权利要求2所述的基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构的施工工艺，其特征在于：所述端部钢板Ⅰ和端部钢板Ⅱ为连接式和非连接式，当为连接式时，在端部钢板Ⅰ和端部钢板Ⅱ的钢板四角开设螺纹孔，当要求基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构具有更好的连接能力，将相邻的预制连接构件通过端部钢板对接，利用螺栓将预制连接构件伸出的型钢连接在一起。

5.根据权利要求1所述的基于型钢混凝土连接的半装配式管幕结构的施工工艺，其特征在于：所述预制连接构件的径向断面为圆形或方形。