穿越溶洞的隧道底板支架及其施工方法.pdf

1、10申请公布号CN104100279A43申请公布日20141015CN104100279A21申请号201410337131922申请日20140716E21D11/1420060171申请人中铁西北科学研究院有限公司地址730000甘肃省兰州市城关区民主东路365号72发明人窦顺李永才韩成海夏琼蒋代军赵常要董嘉74专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人刘洪京54发明名称穿越溶洞的隧道底板支架及其施工方法57摘要本发明公开了一种穿越溶洞的隧道底板支架，包括钢桩、横向钢梁、纵向钢梁、混凝土褥垫层和钢拱架，所述钢桩设在隧道两侧，且插入地下；所述横向钢梁搭接在两侧钢桩上，所述

2、纵向钢梁固定连接在相邻的横向钢梁之间，所述混凝土褥垫层铺设在所述横向钢梁和所述纵向钢梁上，所述钢拱架设在所述混凝土褥垫层上。本发明在隧道左右边各垂直向下打入两排钢桩，然后将各个钢桩顶端水平连接成一整体，结构简单，施工方便、快捷，操作性强，大大缩短了传统换填加固底板软弱层的工期，节约成本，经济实用。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页10申请公布号CN104100279ACN104100279A1/1页21一种穿越溶洞的隧道底板支架，其特征在于包括钢桩、横向钢梁、纵向钢梁、混凝土褥垫层和钢拱架，所述钢桩设在

3、隧道两侧，且插入地下；所述横向钢梁搭接在两侧钢桩上，所述纵向钢梁固定连接在相邻的横向钢梁之间，所述混凝土褥垫层铺设在所述横向钢梁和所述纵向钢梁上，所述钢拱架设在所述混凝土褥垫层上。2如权利要求1所述穿越溶洞的隧道底板支架，其特征在于所述横向钢梁焊接在两侧所述钢桩之间。3如权利要求1所述穿越溶洞的隧道底板支架的施工方法，包括以下步骤在穿越大型溶洞或软弱带的隧道的左侧和右侧，分别朝地下钉入钢桩；将步骤中钉入的左侧钢桩和右侧钢桩用横向钢梁水平固定连接；沿隧道纵向，重复上述步骤和步骤；将相邻的两排横向钢梁沿隧道纵向用纵向钢梁固定连接；在横向钢梁和纵向钢梁上铺设混凝土褥垫层，再架设钢拱架。4如权利要求3

4、所述施工方法，其特征在于步骤中钢桩钉入深度为其下端落在溶洞底板为止。5如权利要求3所述施工方法，其特征在于步骤中横向钢梁焊接在两侧钢桩之间。6如权利要求3所述施工方法，其特征在于所述纵向钢梁和所述横向钢梁在同一水平面上。权利要求书CN104100279A1/2页3穿越溶洞的隧道底板支架及其施工方法0001技术领域0002本发明涉及穿凿隧道的技术领域，尤其是一种穿越溶洞的隧道底板支架及其施工方法。背景技术0003当隧道穿越大型溶洞或软弱层时，传统施工方法首先要对隧道洞身围岩进行加固，对隧道底板以下围岩进行开挖换填等施工措施进行加固，在换填开挖过程中，大大增加了开挖面积，围岩受到更大程度的扰动和塌

5、方，增加了安全隐患，同时增加了施工难度和减缓了施工进度，同时一定程度上不安全因素。发明内容0004本发明针对现有技术的不足，提出一种穿越溶洞的隧道底板支架，结构稳固，操作简便，施工周期短，节约成本，经济实用。0005为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案一种穿越溶洞的隧道底板支架，包括钢桩、横向钢梁、纵向钢梁、混凝土褥垫层和钢拱架，所述钢桩设在隧道两侧，且插入地下；所述横向钢梁搭接在两侧钢桩上，所述纵向钢梁固定连接在相邻的横向钢梁之间，所述混凝土褥垫层铺设在所述横向钢梁和所述纵向钢梁上，所述钢拱架设在所述混凝土褥垫层上。0006进一步地，所述横向钢梁焊接在两侧所述钢桩之间。0007本发明

6、还提供了上述穿越溶洞的隧道底板支架的施工方法，包括以下步骤在穿越大型溶洞或软弱带的隧道的左侧和右侧，分别朝地下钉入钢桩；将步骤中钉入的左侧钢桩和右侧钢桩用横向钢梁水平固定连接；沿隧道纵向，重复上述步骤和步骤；将相邻的两排横向钢梁沿隧道纵向用纵向钢梁固定连接；在横向钢梁和纵向钢梁上铺设混凝土褥垫层，再架设钢拱架。0008进一步地，步骤中钢桩钉入深度为其下端落在溶洞底板为止。0009进一步地，步骤中横向钢梁焊接在两侧钢桩之间。0010进一步地，所述纵向钢梁和所述横向钢梁在同一水平面上。0011与现有技术相比，本发明具有以下优点在隧道左右边各垂直向下打入两排钢桩，然后将各个钢桩顶端水平连接成一整体，

7、结构简单，施工方便、快捷，操作性强，大大缩短了传统换填加固底板软弱层的工期，节约成本，经济实用。附图说明0012图1为本发明的结构示意图。说明书CN104100279A2/2页4具体实施方式0013下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。0014如图1所示的一种穿越溶洞的隧道底板支架，包括钢桩5、横向钢梁4、纵向钢梁6、混凝土褥垫层3和钢拱架2，所述钢桩5设在隧道1两侧，且插入地下；所述横向钢梁4搭接在两侧钢桩5上，所述纵向钢梁6固定连接在相邻的横向钢梁4之间，所述混凝土褥垫层3铺设在所述横向钢梁4和所述纵向钢梁6上，所述钢拱架

8、2设在所述混凝土褥垫层3上。0015其施工方法包括以下步骤1打入钢桩当隧道1穿越大型溶洞或软弱带时，在左、右边墙脚位置分别打入23排钢桩5（打入钢桩排数按照情况定），使得钢桩5下端落在溶洞底板为止。00162横向钢梁4将第一步打入的钢桩5按照隧道1横向水平连接起来，使得横向钢梁4水平焊接在两侧的钢桩5之间，起到水平外推钢桩5的作用，促使控制两边墙收敛。00173第二排横向钢桩4梁施工按照隧道纵向，根据现场情况按照以上两步施工第二排横向钢桩梁结构。00184将相邻两排钢桩梁纵向连接，每施工完一排钢桩梁后，纵向将上一排和本排施工钢桩梁用纵向钢梁6水平连接起来，连接点设置在桩头位置，和横向钢梁4在同

9、一水平面内即可。00195将钢拱架2落在铺设在钢桩梁上面的混凝土褥垫层3上，然后可按照正常的后续隧道施工顺序进行施工。0020本发明打破了传统以进行隧道底板开挖后进行填筑的模式，只需在隧道左右边墙处各垂直向下打入两排钢桩，然后将各个钢桩顶端水平连接成一整体，将隧道底板落在钢桩梁结构之上，可进行正常的掘进支护施工。本专利设计发明了隧道穿越大型溶洞时不须大面积开挖或者洞身周围先对软弱带进行注浆加固，而是直接对隧道底板以下溶洞填充层或软弱层直接快速打入钢桩提高隧底持力层的方法，结构简单，施工方便、快捷，操作性强，大大缩短了传统换填加固底板软弱层的工期，节约成本，经济实用。0021本发明不需开挖隧道以

10、下围岩，直接在底板围岩打入钢桩，且水平连接成整体。本技术解决问题有两点第一，打入的竖向钢桩提供竖向承载力。第二，水平钢梁控制了隧道两边墙在较大压应力作用下的收敛。本发明结构简单，经济，操作性强，施工简单，节省了工期，杜绝了超限开挖引起塌方。0022本发明具有以下三点技术效果第一、节省了工期。传统方法要进行隧道仰拱岩体的开挖和换填，或者对填充层进行加固，需要较长施工工期和凝固周期，本发明直接施工钢桩梁后即可进行正常施工，节省了工期。0023第二、防止了超挖引起的塌方。传统方法进行较大面积开挖需对隧道底板以下填充层进行加固处理，保证提供足够的承载力。在开挖同时会增加了扰动面积，会引起采用本发明施工方法应该可以控制的塌方。0024第三、操作性强。本发明施工方法，在现场施工比较方便，打入桩直接可以用挖掘机压入或者用以机械锤打入即可，水平梁直接将竖向钢桩焊接连接即可。说明书CN104100279A1/1页5图1说明书附图CN104100279A