一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系及施工方法与流程

本发明涉及轨道交通隧道工程，尤其是涉及一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系及施工方法。

背景技术：

1、进入二十一世纪以来，城市化发展进程加速，城市人口快速增加，对城市各类基础设施需求也愈发强烈，在地面空间开发的同时，地下空间也逐渐设置各类管线、地铁、地下建设等建(构)筑物设施，其分布密度和深度也逐渐加大。这对新建地下隧道工程实施带来了巨大的环境挑战，尤其是新建隧道近距离下穿既有结构时，因空间限制无法设置受力和变形控制较好的拱形顶板，大量平顶直墙隧道形式应用于实际工程。

2、传统支护条件下的平顶直墙隧道在实施过程中，对环境和自身的变形控制效果不佳，侧向及竖向变形较大，施工风险等级高。尤其是在初衬凿除、二衬砌筑过程中，结构受力转换相对更为复杂，更易发生沉降过大甚至冒顶坍塌等工程事故。这与既有地铁、燃气、桥梁基础等地下建(构)筑物变形控制要求高之间形成显著矛盾。

3、为此需要研究一种辅助支撑体系，能够在初衬凿除后与二衬未完全浇筑成型期间，及时形成支护体系，以有效解决平顶直墙隧道因不能起拱，在初支与二衬受力转化过程中，带来的竖向和侧向位移问题，有效控制施工带来的隧道自身及周边环境要素的变形，降低实施风险。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，该修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系中横向辅助支撑可降低横向支撑体系受力转化期间带来的隧道变形，竖向辅助支撑架设到位后，可对竖向临时支撑形成有效换撑作业，减少竖向支撑体系受力转化期间带来的隧道变形；

2、本发明的第二目的在于提供一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，采用预制钢结构，不需要喷射混凝土成型，施工时易操作，时效性高，能够降低平顶直墙隧道施工过程的整体变形量，控制实施风险，提高工程安全性。

3、本发明提供一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，包括喷射钢筋混凝土初支结构及其内部两侧已浇筑的c型钢筋混凝土二衬结构，还包括横向辅助支撑、竖向辅助支撑和横向辅助支撑预埋固定钢板；

4、所述横向辅助支撑预埋固定钢板设置在所述钢筋混凝土二衬结构端部；

5、所述横向辅助支撑设置在所述钢筋混凝土二衬结构之间；

6、所述竖向辅助支撑与横向辅助支撑垂直设置，所述竖向辅助支撑上下两端与所述喷射钢筋混凝土初支结构相接；

7、当完成横向辅助支撑预埋固定钢板、横向辅助支撑和竖向辅助支撑的架设后，浇筑钢筋混凝土二衬结构的剩余顶板和底板部分，拆除隧道空间内部范围的所有喷射钢筋混凝土初支结构和竖向辅助支撑，完成隧道结构施工步序。

8、优选的，所述横向辅助支撑预埋固定钢板包括钢板和预留螺纹锚筋，施工时钢板水平轴线与钢筋混凝土二衬结构顶板、底板截面水平轴线高度保持一致。

9、优选的，包括止水法兰，所述止水法兰安装在所述竖向辅助支撑上，安装时位置与钢筋混凝土二衬结构顶板、底板截面水平轴线高度保持一致。

10、优选的，包括竖向支撑连接法兰，所述竖向支撑连接法兰安装在竖向辅助支撑中部。

11、优选的，还包括纵向钢垫板，所述纵向钢垫板与所述竖向辅助支撑焊接在一起，所述纵向钢垫板位于所述竖向辅助支撑两端。

12、本发明还提供了一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，包括以下步骤：

13、s1：按顺序分布开挖平顶直墙隧道，并及时设置喷射钢筋混凝土初支结构；

14、s2：浇筑左右两侧c型部分钢筋混凝土二衬结构；

15、s3：架设横向辅助支撑；

16、s4：架设竖向辅助支撑；

17、s5：浇筑钢筋混凝土二衬结构的剩余顶板和底板部分，拆除隧道空间内部范围的所有喷射钢筋混凝土初支结构和竖向辅助支撑，完成隧道结构施工步序。

18、进一步优选的，s2中，浇筑过程中凿除与之重叠的部分喷射钢筋混凝土初支结构。

19、进一步优选的，s2中，浇筑过程中同步设置横向辅助支撑预埋固定钢板。

20、进一步优选的，s3中，架设横向辅助支撑时，与横向辅助支撑预埋固定钢板焊接紧固；

21、横向辅助支撑随钢筋混凝土二衬结构浇筑时保留在其中。

22、进一步优选的，s4中，架设竖向辅助支撑前，沿隧道纵向设置纵向钢垫板，然后分上下两部分架设竖向辅助支撑；

23、竖向辅助支撑随钢筋混凝土二衬结构浇筑时将重叠部分切割并保留在其中。

24、有益效果：

25、本发明的技术方案通过采用预制钢结构，不需要喷射混凝土成型，施工时易操作，时效性高，其中横向辅助支撑一旦架设到位，便不需要拆除，随钢筋混凝土二衬结构浇筑形成永久结构，可降低横向支撑体系受力转化期间带来的隧道变形，竖向辅助支撑架设到位后，可对竖向临时支撑形成有效换撑作业，减少竖向支撑体系受力转化期间带来的隧道变形，整个辅助支撑体系能够降低平顶直墙隧道施工过程的整体变形量，控制实施风险，提高工程安全性。

技术特征：

1.一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，包括喷射钢筋混凝土初支结构及其内部两侧已浇筑的c型钢筋混凝土二衬结构，其特征在于，还包括横向辅助支撑、竖向辅助支撑和横向辅助支撑预埋固定钢板；

2.根据权利要求1所述的修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，其特征在于，所述横向辅助支撑预埋固定钢板包括钢板和预留螺纹锚筋，施工时钢板水平轴线与钢筋混凝土二衬结构顶板、底板截面水平轴线高度保持一致。

3.根据权利要求1所述的修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，其特征在于，包括止水法兰，所述止水法兰安装在所述竖向辅助支撑上，安装时位置与钢筋混凝土二衬结构顶板、底板截面水平轴线高度保持一致。

4.根据权利要求1所述的修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，其特征在于，包括竖向支撑连接法兰，所述竖向支撑连接法兰安装在竖向辅助支撑中部。

5.根据权利要求1所述的修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系，其特征在于，还包括纵向钢垫板，所述纵向钢垫板与所述竖向辅助支撑焊接在一起，所述纵向钢垫板位于所述竖向辅助支撑两端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，其特征在于，s2中，浇筑过程中凿除与之重叠的部分喷射钢筋混凝土初支结构。

8.根据权利要求6所述的一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，其特征在于，s2中，浇筑过程中同步设置横向辅助支撑预埋固定钢板。

9.根据权利要求6所述的一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，其特征在于，s3中，架设横向辅助支撑时，与横向辅助支撑预埋固定钢板焊接紧固；

10.根据权利要求6所述的一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系的施工方法，其特征在于，s4中，架设竖向辅助支撑前，沿隧道纵向设置纵向钢垫板，然后分上下两部分架设竖向辅助支撑；

技术总结本发明涉及轨道交通隧道工程技术领域，尤其是涉及一种修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系及施工方法。该修建平顶直墙隧道结构的辅助支撑体系包括横向辅助支撑和竖向辅助支撑，还包括喷射钢筋混凝土初支结构及其内部两侧已浇筑的C型钢筋混凝土二衬结构。横向辅助支撑预埋固定钢板设置在钢筋混凝土二衬结构端部；横向辅助支撑设置在钢筋混凝土二衬结构之间；竖向辅助支撑与横向辅助支撑垂直，竖向辅助支撑两端与喷射钢筋混凝土初支结构相接；完成横向辅助支撑预埋固定钢板、横向辅助支撑和竖向辅助支撑的架设后，浇筑钢筋混凝土二衬结构剩余顶板和底板，拆除隧道空间内部范围的所有喷射钢筋混凝土初支结构和竖向辅助支撑，完成隧道结构施工步序。技术研发人员：黄菁,司呈庆,黄鑫峰,杨军,赵磊,王龙,梁德周,邢亮,岳忠杰,危福兵,郝雨,曹健辉,郭阳阳受保护的技术使用者：北京建材地质工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9