[发明专利]用于地下结构下穿的超前支护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种用于地下结构下穿的超前支护结构，包括管棚和预切槽预筑拱，管棚呈拱形，管棚支撑在预切槽预筑拱的上方，预切槽预筑拱通过在山体挖设预切槽并在预切槽内浇注混凝土浇筑而成，管棚的管棚钢管上开设有压浆孔，压浆孔与预切槽连通，压浆孔用于向预切槽内浇注混凝土。本发明的超前支护结构为管棚与预切槽预筑拱联合结构，预切槽预筑拱是一个连续的壳体结构，与常用的超前小导管、超前管幕、超前地层注浆等措施相比，所形成的加固体或承载体具有很大的刚度，能够有效抵抗施工扰动引起的变形；而管棚的存在降低了预切槽成槽过程中的地层损失和变形，从而提高整个超前支护结构的刚度，有效保护运营中的既有地下结构。

技术领域

本发明涉及地下施工技术领域，更加具体来说，本发明涉及一种用于地下结构下穿的超前支护结构及其施工方法。

背景技术

随着城市地下交通的快速发展，新建地下结构下穿既有地下结构的情形越来越普遍，下穿施工易扰动既有地下结构并引起附加变形，严重时影响既有结构的正常运营和安全。为了保护重要或敏感的地下结构，下穿施工时，常采用具有大刚度的结构或支护，以便减小既有结构的变形，或是在开挖面前方设置足够的超前支护，以便在超前支护的保护下开挖岩土体，从而保持地层的稳定，减小既有结构变形。常用的超前支护包括超前注浆加固、小导管、超前管棚等方式。

但是，现有的超前支护结构依然存在刚度不够、存在安全风险等问题。

发明内容

为解决现有超前支护结构虽然能起到支撑作用，但是存在刚度不够、存在安全风险等问题，本发明创新地提供了一种用于地下结构下穿的超前支护结构，该超前支护结构为管棚与预切槽预筑拱联合结构，预切槽预筑拱是一个连续的壳体结构，与常用的超前小导管、超前管幕、超前地层注浆等措施相比，所形成的加固体或承载体具有很大的刚度，能够有效抵抗施工扰动引起的变形；而管棚的存在降低了预切槽成槽过程中的地层损失和变形，从而提高整个超前支护结构的刚度，有效保护运营中的既有地下结构。

为实现上述的技术目的，本发明第一方面公开了一种用于地下结构下穿的超前支护结构，包括管棚和预切槽预筑拱，所述管棚呈拱形，所述管棚支撑在所述预切槽预筑拱的上方，所述预切槽预筑拱通过在山体挖设预切槽并在预切槽内浇注混凝土浇筑而成，所述管棚的管棚钢管上开设有压浆孔，所述压浆孔与所述预切槽连通，压浆孔用于向预切槽内浇注混凝土。

进一步的，所述预切槽预筑拱的下方还设有初期支护结构。

进一步的，所述初期支护结构下方还设有二次衬砌结构。

进一步的，所述二次衬砌结构为钢筋混凝土衬砌。

进一步的，所述管棚包括至少两排管棚钢管，相邻的上下两排管棚钢管交错排布。

本发明第二方面公开了一种第一方面所述的用于地下结构下穿的超前支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、在山体上装设管棚钢管，形成管棚；

S2、在管棚的下方挖设预切槽，预切槽与管棚钢管的压浆孔连通；

S3、通过管棚钢管的压浆孔向预切槽内浇注混凝土，浇筑成预切槽预筑拱。

进一步的，所述施工方法还包括：S4、在预切槽预筑拱的下方设置初期支护结构。

进一步的，所述施工方法还包括：S5、在初期支护结构的下方设置二次衬砌结构。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的用于地下结构下穿的超前支护结构，该超前支护结构为管棚与预切槽预筑拱联合结构，预切槽预筑拱是一个连续的壳体结构，与常用的超前小导管、超前管幕、超前地层注浆等措施相比，所形成的加固体或承载体具有很大的刚度，能够有效抵抗施工扰动引起的变形；而管棚的存在降低了预切槽成槽过程中的地层损失和变形，从而提高整个超前支护结构的刚度，有效保护运营中的既有地下结构。