一种地下拱形顶板的施工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104695966 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.06.10

(21)申请号 201510004267.2(22)申请日 2015.01.06

(71)申请人济南轨道交通集团有限公司

地址250103 山东省济南市高新区舜华路

2000号舜泰广场2号楼19层(72)发明人王国富

(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公

司 37205

代理人赵佳民(51)Int.Cl.

E21D 9/06(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图8页

()发明名称

一种地下拱形顶板的施工方法(57)摘要

本发明涉及建筑工程技术领域，具体的说是一种地下拱形顶板的施工方法，主要步骤包括：钻设凹槽、推入预制拱形顶板、打入管棚进行超前支护、挖掘管棚支护范围内的土体、搭接预制拱形顶板使其连为整体、抽出管棚并回填孔洞等过程。本发明质量可靠、成本低廉、环保节能、施工简单安全、施工周期短并且防水效果好。

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权 利 要 求 书

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1.一种地下拱形顶板的施工方法，包括以下施工步骤：

a：在隧道断面沿预制拱形顶板的端面轮廓钻设凹槽；b：将预制拱形顶板推入凹槽中，使预制拱形顶板的两侧分别与隧道两侧的侧部支护结构搭接；

c：沿预制拱形顶板的顶面打入管棚进行超前支护；d：挖掘管棚支护范围内的土体；e：沿隧道挖掘方向重复步骤a至步骤d直至隧道深度达到设计要求；f：将预制拱形顶板从隧道最深处沿挖掘方向的反方向逐一搭接在侧部支护结构上，使多个预制拱形顶板连接为一个整体，当一段管棚支护范围内的预制拱形顶板安装完成后，抽出该段管棚并注入水泥浆液回填管棚形成的孔洞；

g：重复步骤f直至预制拱形顶板全部安装完成。

2.根据权利要求1所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：所述步骤b和步骤f中的侧部支护结构为打入地下的混凝土预制桩，所述混凝土预制桩上设有牛腿，所述预制拱形顶板的两侧搭接在牛腿上。

3.根据权利要求1所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：所述步骤a中凹槽的深度等于预制拱形顶板的长度。

4.根据权利要求1所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：所述步骤c中管棚的长度等于预制拱形顶板长度的四倍。

5.根据权利要求1-4任一所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：步骤f中相邻两个预制拱形顶板之间设有防水橡胶垫，所述防水橡胶垫沿预制拱形顶板的端面连续设置并且分别与相邻两个预制拱形顶板的端面粘结固定。

6.根据权利要求1-4任一所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：所述步骤b和步骤f中使用吊装设备辅助预制拱形顶板的安装。

7.根据权利要求1-4任一所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：所述预制拱形顶板的材料为纤维混凝土。

8.根据权利要求1-4任一所述的地下拱形顶板的施工方法，其特征在于：所述预制拱形顶板的跨度为4.5-7米，预制拱形顶板的长度为2-6米。

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说 明 书

一种地下拱形顶板的施工方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及建筑工程技术领域，具体的说是一种地下拱形顶板的施工方法。

背景技术

当前区间隧道的施工工法主要有盾构法或浅埋暗挖法。其中，盾构法适用于中软土层及埋深较大的区间隧道，采用盾构管片进行支护，存在造价较高、准备时间较长、盾构井影响路面交通、断面利用率低等缺陷。浅埋暗挖法采用钢格栅、喷射混凝土、模筑混凝土组成支护体系，需在地下现浇钢筋混凝土，存在工期长、工作环境差、安全风险多、质量难保证等缺陷。

[0002]

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种质量可靠、成本低廉、环

保节能、施工简单安全、施工周期短并且防水效果好的地下拱形顶板的施工方法的技术方案。

[0004] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种地下拱形顶板的施工方法，包括以下施工步骤：

a：在隧道断面沿预制拱形顶板的端面轮廓钻设凹槽；b：将预制拱形顶板推入凹槽中，使预制拱形顶板的两侧分别与隧道两侧的侧部支护结构搭接；

c：沿预制拱形顶板的顶面打入管棚进行超前支护；d：挖掘管棚支护范围内的土体；e：沿隧道挖掘方向重复步骤a至步骤d直至隧道深度达到设计要求；f：将预制拱形顶板从隧道最深处沿挖掘方向的反方向逐一搭接在侧部支护结构上，使多个预制拱形顶板连接为一个整体，当一段管棚支护范围内的预制拱形顶板安装完成后，抽出该段管棚并注入水泥浆液回填管棚在土体中形成的孔洞；

g：重复步骤f直至预制拱形顶板全部安装完成。[0005] 本发明的技术方案还有：所述步骤b和步骤f中的侧部支护结构为打入地下的混凝土预制桩，所述混凝土预制桩上设有牛腿，所述预制拱形顶板的两侧搭接在牛腿上。[0006] 本发明的技术方案还有：所述步骤a中凹槽的深度等于预制拱形顶板的长度。[0007] 本发明的技术方案还有：所述步骤c中管棚的长度等于预制拱形顶板长度的四倍。

[0008] 本发明的技术方案还有：所述步骤f中相邻两个预制拱形顶板之间设有防水橡胶垫，所述防水橡胶垫沿预制拱形顶板的端面连续设置并且分别与相邻两个预制拱形顶板的端面粘结固定。采用本技术方案，保证地下拱形顶板的防水效果。

[0003] [0009]

本发明的技术方案还有：所述步骤b和步骤f中使用吊装设备辅助预制拱形顶板

的安装。

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说 明 书

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本发明的技术方案还有：所述预制拱形顶板的材料为纤维混凝土。采用本技术方案，预制拱形顶板的韧性高，降低了预制拱形顶板开裂的可能性。[0011] 本发明的技术方案还有：所述预制拱形顶板的跨度为4.5-7米，预制拱形顶板的长度为2-6米。

[0012] 相对于现有技术，本发明的有益效果为：

（1）由于本发明的预制拱形顶板是在工厂中绑筋、支模、浇筑、养护而制成，因此其质量优于现场浇筑，保证了工程质量。[0013] （2）由于本发明的预制拱形顶板是在工厂集中生产，避免了材料、电力等资源的分散使用，浪费减小，成本低廉，也减小了现场浇筑施工对周围环境的影响，缩短了施工周期。[0014] （3）在挖掘土体之前打入管棚作为超前支护，管棚的两端始终有预制拱形顶板或土体作为支撑，施工过程非常安全。[0015] （4）本发明的地下拱形顶板的施工方法是由多个体积、重量合理的预制拱形顶板组装而成，因此预制拱形顶板的运输、吊装、安装的过程简单、安全。[0016] （5）因土体挖掘前已形成由侧部支护结构、拱板、管棚组成的围护体系，土体挖掘无需按照常规方法（如预留核心土）挖掘，可实现大断面机械挖掘，加快挖掘进度，有助缩短工期，而且，不需要用盾构机等昂贵的挖掘设备，施工成本低。[0017] （6）可实现管棚的回收，有助于管棚的二次利用，节约了钢材。附图说明

图1为钻设凹槽完成后的纵断面示意图。[0019] 图2为图1沿A-A向的剖视图。

[0020] 图3为将预制拱形顶板推入凹槽后的纵断面示意图。[0021] 图4为图3沿B-B向的剖视图。

[0022] 图5沿预制拱形顶板的顶面打入管棚后的纵断面示意图。[0023] 图6为图5沿C-C向的剖视图。

[0024] 图7为挖掘管棚支护范围内的土体后的纵断面示意图。[0025] 图8为挖掘土体至设计深度的纵断面示意图。[0026] 图9为施工完成后的纵断面示意图。[0027] 图10为图9E部的局部放大图。[0028] 图中：1、凹槽，2、预制拱形顶板，3混凝土预制桩，4、牛腿，5、管棚，6、防水橡胶垫，7、水泥浆液，8、施工通道，9、土体。

[0018]

具体实施方式

[0029] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本发明具体实施方式作进一步说明。

[0030] 一种地下拱形顶板的施工方法，包括以下施工步骤：

a：在隧道断面沿预制拱形顶板2的端面轮廓钻设凹槽1，凹槽1的深度等于预制拱形顶板2的长度，示意图见图1、图2；

b：使用吊装设备辅助将预制拱形顶板2推入凹槽1中，使预制拱形顶板2的两侧分别

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说 明 书

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与隧道两侧的混凝土预制桩3搭接，所述混凝土预制桩3上设有牛腿4，所述预制拱形顶板1的两侧搭接在牛腿4上，示意图见图3、图4；

c：沿预制拱形顶板2的顶面打入管棚5进行超前支护，管棚5的长度等于预制拱形顶板2长度的四倍，示意图见图5、图6；

d：挖掘管棚5支护范围内的土体，示意图见图7；e：沿隧道挖掘方向重复步骤a至步骤d两次，达到设计深度，示意图见图8；f：将预制拱形顶板1从隧道最深处沿挖掘方向的反方向逐一搭接在混凝土预制桩3上，使多个预制拱形顶板1连接为一个整体，相邻两个预制拱形顶板1之间设有防水橡胶垫6，所述防水橡胶垫6沿预制拱形顶板1的端面连续设置并且分别与相邻两个预制拱形顶板1的端面粘结固定；当一段管棚5支护范围内的预制拱形顶板2安装完成后，抽出该段管棚5并注入水泥浆液7回填管棚5在土体9中形成的孔洞；

g：重复步骤f直至预制拱形顶板1全部安装完成，示意图见图9、图10。[0031] 所述预制拱形顶板1的跨度为5.4米，预制拱形顶板1的长度为3米。[0032] 上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

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图1

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图2

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图5

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图10

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