本發(fā)明涉及一種聯(lián)合支護結構及方法，特別涉及一種管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構及方法。
背景技術：
目前，隨著中國城市化進程的加速，在城區(qū)道路或重要建筑物下興建大型地下結構越來越多。對于淺埋大斷面、短距離的城市隧道而言，采用盾構法施工不經(jīng)濟，采用明挖法對城市生產(chǎn)生活干擾較大。當?shù)刭|條件較差、埋置深度較淺、上部有敏感建筑時，如果采用淺埋暗挖法施工，地面沉降難以控制，一旦出現(xiàn)施工事故，將造成顯著的社會影響。因此，如何找到一種適合于飽和富水軟土地層的淺埋大斷面地下結構下穿敏感建筑的施工方法非常重要。
管幕法就是先利用頂管技術在擬建的地下建筑物四周頂入鋼管，鋼管之間采用鎖口等進行止水，形成水密性地下空間，然后在大剛度管幕的保護下，對管幕包圍范圍土體進行開挖并澆筑主體結構的一種方法。由于管幕形成大剛度臨時支護結構，可以減少開挖時引起的地表變形，避免對周邊建筑物產(chǎn)生影響，對于淺埋大斷面軟土、建筑物密集、環(huán)境保護要求高的工程，具有無可比擬的優(yōu)點。
錨固技術是巖土工程中的一個重要分支，其最大的優(yōu)點是能夠使用抗拉材料來加強土體自身的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的襯砌結構相比，它屬于一種主動控制措施，保證巖土體內(nèi)部應力場不受干擾，是一種先進的技術手段。近年來，隨著地下工程的大量建設，機械化施工程度不斷提高，新型錨桿技術層出不窮。
竹筋注漿錨桿是一種新型的注漿錨桿技術。竹筋注漿錨桿主要由兩個部分組成：第一部分為竹筋條片的加強錨固構件；第二部分為注漿管路構件，注漿管內(nèi)可套入止?jié){塞進行定向定域注漿。主要應用在施工難度較大的機械化施工工程中的土體錨固改良，易挖除性與經(jīng)濟性是竹筋注漿錨桿優(yōu)于鋼質注漿管等的主要特點之一。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是為了有效控制地下水的流失，保證施工及運營安全；
本發(fā)明的另一個目的是提供一種適合作為飽和富水軟土地層的淺埋大斷面地下結構下穿敏感建筑施工時的支護結構及支護方法。
本發(fā)明是為了達到上述目的而提供的一種管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構及方法。
本發(fā)明提供的管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構包括有數(shù)個管幕鋼管和數(shù)個水平竹筋注漿錨桿，管幕鋼管與水平竹筋注漿錨桿交替布置，管幕鋼管與水平竹筋注漿錨桿形成的加筋注漿帷幕一起組合形成大剛度的共同支護受力體系。
管幕鋼管內(nèi)填充有水泥混凝土。
本發(fā)明提供的管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護方法，其方法如下所述：
步驟一、構筑頂管工作井和接收井；
步驟二、管幕鋼管布設，布設順序為以橫斷面中軸線為基準由下往上對稱進行；
步驟三、管幕鋼管間水平竹筋注漿錨桿施工并注漿，在鋼管間形成水平加筋注漿帷幕，水平竹筋注漿錨桿的個數(shù)由設計的鋼管間距而定；
步驟四、根據(jù)需要在管幕鋼管內(nèi)填充混凝土；
步驟五、在管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構內(nèi)開挖，邊開挖邊支撐；
步驟六、逐段構筑內(nèi)部結構，并逐步拆除管幕旋噴法支護結構內(nèi)支撐，最終形成完整的地下結構。
步驟二中管幕鋼管布設方法有：定向鉆進法、水平螺旋鉆進法、夯管施工法、頂管法和微型頂管法，其中頂管法的施工方法如下：
(1)管幕鋼管的制備：管幕鋼管直徑取0.3m-2m；
(2)土體加固：管幕鋼管頂進前先對洞口處土體按設計要求進行加固，土體加固可在工作井施工時進行；
(3)穿墻出洞：在出洞前先割掉預埋鋼盒外側鋼板，并將止水鋼環(huán)焊接到預埋鋼盒的外側，再將止水橡膠圈安裝在止水鋼環(huán)上，在準備出洞時，將鋼盒內(nèi)側擋土鋼板割掉，清理預留孔內(nèi)的雜物后立即將工具頭推進預埋孔，縮短停頓時間，使止水橡膠圈緊抱工具頭外殼發(fā)揮止水作用，頂管穿墻時要防止工具頭下跌，在穿墻的初期，因入土較小，工具頭的自重僅由兩點支撐，其中一點是導軌，另一點是入土較淺的土體，一方面要帶一個向上的初始角，另一方面穿墻管下部要有支托，并且加強管段與工具管、管段與管段之間的連接，此外，工具管的推進一定要迅速，不使穿墻管內(nèi)的土體暴露時間太長；
(4)正常頂進：管道出洞成功后，開始正常頂進，在管節(jié)推進的同時，頂管機大刀盤切削前方土體排出，通過管節(jié)一節(jié)節(jié)向前推進，頂管機不斷推進最后到達接收井，形成整段通道；
(5)管幕鋼管縱向接頭：接頭通過焊接環(huán)形和豎向加筋板加固管道端部，增加其剛度，在其加固的環(huán)形加筋板上，連接螺栓，進行施工過程中的限位和固定，在插口上設置兩道氯丁橡膠密封圈進行防水，接頭要有一定轉角的適應能力；
(6)進入接收井：頂管機接近接收井前到達土體加固范圍后，應放慢頂進速度，使頂管機慢慢切削土體，形成一個較完整的止水孔，通過測量定出頂管機出口的具體位置，將接收井工具頭位置的混凝土護壁鑿除，當頂管機進入接收井邊時，頂管機要快速頂進，直到頂管機完全頂出接收井；
(7)管幕泥漿置換：在管幕頂進結束后，為防止管幕出現(xiàn)滯后沉降，按設計要求的材料將頂進過程中的觸變泥漿置換掉，置換時利用壓注觸變泥漿的系統(tǒng)及管路進行，壓注順序：從第一節(jié)管依次向后進行；
(8)管幕混凝土灌注及填充：管幕頂進完成之后，采用微膨脹混凝土進行填充，施工完后要用錘擊和超聲波檢測混凝土密實程度及與鋼管之間是否密貼；
(9)管幕潤滑減阻：采用膨潤土觸變泥漿注入管道與周圍土層之間的環(huán)狀空間中，實現(xiàn)減小頂進管道與地層之間的摩擦阻力，注漿為三部分，機尾同步注漿、沿線管道補漿及洞口處的注漿，觸變泥漿的基本成分由膨潤土和水組成，另外，根據(jù)不同的土體摻入不同聚合物的外摻劑來調(diào)節(jié)泥漿性能以滿足使用要求。
步驟三中水平竹筋注漿錨桿施工的施工要求如下：
在靠近地下結構的竹筋注漿錨桿距離內(nèi)部結構邊300-400mm，每根竹筋注漿錨桿的開孔間距為0.5-0.8m，竹筋注漿錨桿的長度為沿地下結構長度通長布置，竹筋注漿錨桿的注漿管直徑通常為108mm或127mm。
管幕鋼管布設方法中的定向鉆進法、水平螺旋鉆進法和夯管施工法均為現(xiàn)有公開較成熟工法，因此具體方法沒有進一步進行贅述。
管幕鋼管和水平竹筋注漿錨桿的鉆孔施工也為現(xiàn)有工法，因此具體方法也沒有進一步進行贅述。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明是將管幕鋼管支護形式與水平竹筋注漿錨桿支護形式進行組合，形成大剛度水密性管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構，可以有效控制地下水的流失，保證施工及運營安全，特別適合作為飽和富水軟土地層的淺埋大斷面地下結構下穿敏感建筑施工時的支護結構。
與現(xiàn)有的管幕法相比，本發(fā)明管幕鋼管的數(shù)量可以大量減少，減少的管幕鋼管支護作用由水平加筋注漿帷幕代替，可節(jié)省工期與成本；與單一的水平注漿錨桿支護形式相比，大大提高支護結構的剛度，可有效控制地表變形，安全性好。本發(fā)明特別適合作為飽和富水軟土地層的淺埋大斷面地下結構下穿敏感建筑施工時的支護結構。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述支護結構示意圖。
1、管幕鋼管 2、水平竹筋注漿錨桿 3、水泥混凝土。
具體實施方式
請參閱圖1所示：
本發(fā)明提供的管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構包括有數(shù)個管幕鋼管1和數(shù)個水平竹筋注漿錨桿2，管幕鋼管1與水平竹筋注漿錨桿2交替布置，管幕鋼管1與水平竹筋注漿錨桿2形成的加筋注漿帷幕一起組合形成大剛度的共同支護受力體系。
管幕鋼管1內(nèi)填充有水泥混凝土3。
本發(fā)明提供的管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護方法，其方法如下所述：
步驟一、構筑頂管工作井和接收井；
步驟二、管幕鋼管1布設，布設順序為以橫斷面中軸線為基準由下往上對稱進行；
步驟三、管幕鋼管1間水平竹筋注漿錨桿2施工并注漿，在鋼管間形成水平加筋注漿帷幕，水平竹筋注漿錨桿2的個數(shù)由設計的鋼管間距而定；
步驟四、根據(jù)需要在管幕鋼管1內(nèi)填充水泥混凝土3；
步驟五、在管幕與竹筋注漿錨桿聯(lián)合支護結構內(nèi)開挖，邊開挖邊支撐；
步驟六、逐段構筑內(nèi)部結構，并逐步拆除管幕旋噴法支護結構內(nèi)支撐，最終形成完整的地下結構。
步驟二中管幕鋼管1布設方法有：定向鉆進法、水平螺旋鉆進法、夯管施工法、頂管法和微型頂管法，其中頂管法的施工方法如下：
(1)管幕鋼管1的制備：管幕鋼管1直徑取0.3m-2m；
(2)土體加固：管幕鋼管1頂進前先對洞口處土體按設計要求進行加固，土體加固可在工作井施工時進行；
(3)穿墻出洞：在出洞前先割掉預埋鋼盒外側鋼板，并將止水鋼環(huán)焊接到預埋鋼盒的外側，再將止水橡膠圈安裝在止水鋼環(huán)上，在準備出洞時，將鋼盒內(nèi)側擋土鋼板割掉，清理預留孔內(nèi)的雜物后立即將工具頭推進預埋孔，縮短停頓時間，使止水橡膠圈緊抱工具頭外殼發(fā)揮止水作用，頂管穿墻時要防止工具頭下跌，在穿墻的初期，因入土較小，工具頭的自重僅由兩點支撐，其中一點是導軌，另一點是入土較淺的土體，一方面要帶一個向上的初始角，另一方面穿墻管下部要有支托，并且加強管段與工具管、管段與管段之間的連接，此外，工具管的推進一定要迅速，不使穿墻管內(nèi)的土體暴露時間太長；
(4)正常頂進：管道出洞成功后，開始正常頂進，在管節(jié)推進的同時，頂管機大刀盤切削前方土體排出，通過管節(jié)一節(jié)節(jié)向前推進，頂管機不斷推進最后到達接收井，形成整段通道；
(5)管幕鋼管1縱向接頭：接頭通過焊接環(huán)形和豎向加筋板加固管道端部，增加其剛度，在其加固的環(huán)形加筋板上，連接螺栓，進行施工過程中的限位和固定，在插口上設置兩道氯丁橡膠密封圈進行防水，接頭要有一定轉角的適應能力；
(6)進入接收井：頂管機接近接收井前到達土體加固范圍后，應放慢頂進速度，使頂管機慢慢切削土體，形成一個較完整的止水孔，通過測量定出頂管機出口的具體位置，將接收井工具頭位置的混凝土護壁鑿除，當頂管機進入接收井邊時，頂管機要快速頂進，直到頂管機完全頂出接收井；
(7)管幕泥漿置換：在管幕頂進結束后，為防止管幕出現(xiàn)滯后沉降，按設計要求的材料將頂進過程中的觸變泥漿置換掉，置換時利用壓注觸變泥漿的系統(tǒng)及管路進行，壓注順序：從第一節(jié)管依次向后進行；
(8)管幕混凝土灌注及填充：管幕頂進完成之后，采用微膨脹混凝土進行填充，施工完后要用錘擊和超聲波檢測混凝土密實程度及與鋼管之間是否密貼；
(9)管幕潤滑減阻：采用膨潤土觸變泥漿注入管道與周圍土層之間的環(huán)狀空間中，實現(xiàn)減小頂進管道與地層之間的摩擦阻力，注漿為三部分，機尾同步注漿、沿線管道補漿及洞口處的注漿，觸變泥漿的基本成分由膨潤土和水組成，另外，根據(jù)不同的土體摻入不同聚合物的外摻劑來調(diào)節(jié)泥漿性能以滿足使用要求。
步驟三中水平竹筋注漿錨桿2施工的施工要求如下：
在靠近地下結構的竹筋注漿錨桿距離內(nèi)部結構邊300-400mm，每根竹筋注漿錨桿的開孔間距為0.5-0.8m，竹筋注漿錨桿的長度為沿地下結構長度通長布置，竹筋注漿錨桿的注漿管直徑通常為108mm或127mm。
管幕鋼管1布設方法中的定向鉆進法、水平螺旋鉆進法和夯管施工法均為現(xiàn)有公開較成熟工法，因此具體方法沒有進一步進行贅述。
管幕鋼管1和水平竹筋注漿錨桿2的鉆孔施工也為現(xiàn)有工法，因此具體方法也沒有進一步進行贅述。