暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置
技术领域
本实用新型涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置。
背景技术
目前，随着轨道交通的迅速发展，地铁建设将面临越来越复杂的环境，包括道路狭窄、交通流量大、周边建筑物密集、地下管线密布和地下空间布局紧张等。为了减小对环境的影响，经常会用到暗挖法施工，而PBA法(柱洞法)属于暗挖施工的一种，柱洞法施工是先在立柱位置施作一个小导洞，当小导洞做好后，在洞内再做底梁，形成一个细而高的纵向结构，该柱洞法的关键是如何确保两侧开挖后的初期支护能够同步作用在顶纵梁上，而且柱子左右方向的水平力需要保持相等，以适用于多层多跨的地下结构。
暗挖施工的前提就是对地下水的处理，保证无水施工，目前由于水资源的保护、越来越复杂的地面条件等因素制约，经常会遇到降水井无法打设的情况，这时，就需要采取阻水措施。咬合桩作为悬挂式止水帷幕经济性较好，是由混凝土灌注桩相互咬合形成的具有挡土和止水作用的连续桩墙结构。咬合桩一般由地面进行施工，在类似PBA法导洞内的暗挖有限空间内鲜有应用。在暗挖施工中的咬合桩，在成桩过程中需要破除暗挖导洞仰拱，这不仅会对导洞产生影响，也会使导洞内部受力产生变化，增加施工风险，而且破除过程中也会存在很多的安全风险。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置，以解决在暗挖施工中的咬合桩，在成桩过程中需要破除暗挖导洞仰拱，这不仅会对导洞产生影响，也会使导洞内部受力产生变化，增加施工风险，而且破除过程中也会存在很多的安全风险的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，根据本实用新型提供一种暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置，包括：导洞初支结构，沿导洞的长度方向设置在所述导洞的底部两侧；多个钢筋混凝土桩锁口圈梁，浇筑在两侧的所述导洞初支结构之间并沿所述导洞的长度方向呈间隔式设置；以及多个塑性混凝土桩锁口圈梁，浇筑在两侧的所述导洞初支结构之间并沿所述导洞的长度方向呈间隔式设置，其中，在每两个所述钢筋混凝土桩锁口圈梁之间设有一个所述塑性混凝土桩锁口圈梁。
其中，所述塑性混凝土桩锁口圈梁包括第一弧形板和与所述第一弧形板呈对称式设置的第二弧形板，其中，所述第一弧形板和所述第二弧形板分别设置在相邻的所述钢筋混凝土桩锁口圈梁之间并分别与相应侧的所述钢筋混凝土桩锁口圈梁相连接。
其中，在各个所述钢筋混凝土桩锁口圈梁的内部构造有第一浇筑腔，在所述第一浇筑腔的内部浇筑有钢筋混凝土。
其中，相邻的所述钢筋混凝土桩锁口圈梁、所述第一弧形板以及所述第二弧形板共同构造成第二浇筑腔，在所述第二浇筑腔内浇筑有钢筋混凝土。
其中，所述暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置还包括设置在所述导洞的底部并沿所述导洞的长度方向设置的第一加强筋，其中，所述第一加强筋呈对称式设置在所述钢筋混凝土桩锁口圈梁和所述塑性混凝土桩锁口圈梁的两侧。
其中，所述第一加强筋为多个并在所述钢筋混凝土桩锁口圈梁和所述塑性混凝土桩锁口圈梁的两侧沿所述导洞的宽度方向呈间隔式设置。
其中，在相邻的所述第一加强筋之间设有铰链，相邻的所述第一加强筋通过所述铰链固定连接。
其中，所述导洞初支结构包括锚管，所述锚管设置在所述导洞的岩壁钻孔内部。
其中，所述导洞初支结构还包括止浆环，所述止浆环套设在所述锚管上并位于所述锚管和所述导洞的岩壁钻孔之间；所述导洞初支结构还包括设置在所述锚管内并沿所述锚管的长度方向延伸的第二加强筋。
(三)有益效果
本实用新型提供的暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置，与现有技术相比，具有如下优点：
通过沿导洞的长度方向并在导洞的底部的两侧分别设置该导洞初支结构，从而可以起到增强导洞的底部的结构强度的作用，避免在钻孔的过程中使得导洞的底部发生破坏或塌陷的情况。通过在每两个该钢筋混凝土桩锁口圈梁之间设有一个该塑性混凝土桩锁口圈梁，从而大大地提高了该钢筋混凝土桩锁口圈梁与塑性混凝土桩锁口圈梁之间的连接强度和整体的结构强度，有效地避免了在成桩过程中破除暗挖导洞仰拱时，会对导洞产生影响，避免导洞内部的受力产生变化，降低施工风险，确保破除暗挖导洞仰拱过程中的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置的整体结构示意图；
图2为本实用新型的实施例的暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置的塑性混凝土桩锁口圈梁的结构示意图；
图3为本实用新型的实施例的暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置的钢筋混凝土桩锁口圈梁与塑性混凝土桩锁口圈梁的浇筑过程的结构示意图；
图4为图1中的导洞初支结构的整体结构示意图；
图5为本实用新型的实施例的暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置的工作过程示意图。
附图标记：
1：导洞初支结构；11：锚管；12：止浆环；13：第二加强筋；2：钢筋混凝土桩锁口圈梁；3：塑性混凝土桩锁口圈梁；31：第一弧形板；32：第二弧形板；4：第一加强筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图4所示，图中示意性地显示了该暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置包括导洞初支结构1、钢筋混凝土桩锁口圈梁2以及塑性混凝土桩锁口圈梁3。
在本申请的实施例中，该导洞初支结构1沿导洞的长度方向设置在该导洞的底部两侧。
多个该钢筋混凝土桩锁口圈梁2浇筑在两侧的该导洞初支结构1之间并沿该导洞的长度方向呈间隔式设置。
多个该塑性混凝土桩锁口圈梁3浇筑在两侧的该导洞初支结构1之间并沿该导洞的长度方向呈间隔式设置，其中，在每两个该钢筋混凝土桩锁口圈梁2之间设有一个该塑性混凝土桩锁口圈梁3。具体地，通过沿导洞的长度方向并在导洞的底部的两侧分别设置该导洞初支结构1，从而可以起到增强导洞的底部的结构强度的作用，避免在钻孔的过程中使得导洞的底部发生破坏或塌陷的情况。通过在每两个该钢筋混凝土桩锁口圈梁2之间设有一个该塑性混凝土桩锁口圈梁3，从而大大地提高了该钢筋混凝土桩锁口圈梁2与塑性混凝土桩锁口圈梁3之间的连接强度和整体的结构强度，有效地避免了在成桩过程中破除暗挖导洞仰拱时，会对导洞产生影响，避免导洞内部的受力产生变化，降低施工风险，确保破除暗挖导洞仰拱过程中的安全性。
如图1至图4所示，在本申请的一个优选的实施例中，该塑性混凝土桩锁口圈梁3包括第一弧形板31和与该第一弧形板31呈对称式设置的第二弧形板32，其中，该第一弧形板31和该第二弧形板32分别设置在相邻的该钢筋混凝土桩锁口圈梁2之间并分别与相应侧的该钢筋混凝土桩锁口圈梁2相连接。这样，便实现了该钢筋混凝土桩锁口圈梁2与塑性混凝土桩锁口圈梁3的连接，提高该钢筋混凝土桩锁口圈梁2与塑性混凝土桩锁口圈梁3整体连接的牢固性和稳定性。
如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，在各个该钢筋混凝土桩锁口圈梁2的内部构造有第一浇筑腔(图中未示出)，在该第一浇筑腔的内部浇筑有钢筋混凝土。
在本申请的一个优选的实施例中，相邻的该钢筋混凝土桩锁口圈梁2、该第一弧形板31以及该第二弧形板32共同构造成第二浇筑腔(图中未示出)，在该第二浇筑腔内浇筑有钢筋混凝土。
如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置还包括设置在该导洞的底部并沿该导洞的长度方向设置的第一加强筋4，其中，该第一加强筋4呈对称式设置在该钢筋混凝土桩锁口圈梁2和该塑性混凝土桩锁口圈梁3的两侧。具体地，通过将该第一加强筋4呈对称式设置在该钢筋混凝土桩锁口圈梁2和该塑性混凝土桩锁口圈梁3的两侧，从而便大大地增加了该钢筋混凝土桩锁口圈梁2和该塑性混凝土桩锁口圈梁3的稳定性和牢固性，延长了使用寿命。
在本申请的一个优选的实施例中，该第一加强筋4为多个并在该钢筋混凝土桩锁口圈梁2和该塑性混凝土桩锁口圈梁3的两侧沿该导洞的宽度方向呈间隔式设置。具体地，通过增加该第一加强筋4的数量，从而可以进一步地增加该钢筋混凝土桩锁口圈梁2和该塑性混凝土桩锁口圈梁3的稳定性和牢固性。
在本申请的一个优选的实施例中，在相邻的该第一加强筋4之间设有铰链(图中未示出)，相邻的该第一加强筋4通过该铰链固定连接。具体地，通过铰链将相邻的第一加强筋4进行连接，有效地提升了第一加强筋4整体的抗拉效果，同时，也有效地提高了该第一加强筋4的韧性。
需要说明的是，相邻的该第一加强筋4之间的固定并不仅仅地局限于铰链，其还可以通过绳索、钢丝绳等部件进行连接。
如图4所示，在本申请的一个优选的实施例中，该导洞初支结构1包括锚管11，该锚管11设置在该导洞的岩壁钻孔内部。
在本申请的另一个优选的实施例中，该导洞初支结构1还包括止浆环12，该止浆环12套设在该锚管11上并位于该锚管11和该导洞的岩壁钻孔之间。
该导洞初支结构1还包括设置在该锚管11内并沿该锚管11的长度方向延伸的第二加强筋13。具体地，与传统的锁脚锚管相比，本实用新型的导洞初支结构1极大地提高了其整体的刚度，其抗剪能力明显提高，同时，本实用新型的导洞初支结构1又兼具现有的锁脚锚杆的优点，抗收敛能力强，在软岩大变形的隧道施工中应用的效果较好。
通过铰链将相邻的第一加强筋4进行连接，有效地提高了第一加强筋4整体的抗拉效果，提高了韧性。此外，本申请的锚管11的安装过程较为简单，仅用机械连接，无需采用焊接的方式，具有方便拆除的优点。
如图5所示，该暗挖洞内咬合桩施工的仰拱加固装置的工作过程如下：
步骤S1，在导洞底部增设导洞底板结构，在导洞底板结构的咬合桩两侧分别设置第一加强筋4。
步骤S2，在该第一加强筋4之间凿除该导洞底板结构并安装塑性混凝土桩锁口圈梁3，进行塑性混凝土桩成孔，在该塑性混凝土桩成孔内浇筑塑性混凝土并成桩。
步骤S3，待该塑性混凝土桩锁口圈梁3内的混凝土凝结后，再在相邻的该塑性混凝土桩锁口圈梁3之间进行钢筋混凝土桩锁口圈梁2的安装，并破除钢筋混凝土桩锁口圈梁2内部的部分该塑性混凝土桩锁口圈梁3，在该钢筋混凝土桩锁口圈梁2内进行钻孔，向该钢筋混凝土桩锁口圈梁2的孔桩内下放钢筋笼并浇筑混凝土成桩。
综上所述，通过沿导洞的长度方向并在导洞的底部的两侧分别设置该导洞初支结构1，从而可以起到增强导洞的底部的结构强度的作用，避免在钻孔的过程中使得导洞的底部发生破坏或塌陷的情况。通过在每两个该钢筋混凝土桩锁口圈梁2之间设有一个该塑性混凝土桩锁口圈梁3，从而大大地提高了该钢筋混凝土桩锁口圈梁2与塑性混凝土桩锁口圈梁3之间的连接强度和整体的结构强度，有效地避免了在成桩过程中破除暗挖导洞仰拱时，会对导洞产生影响，避免导洞内部的受力产生变化，降低施工风险，确保破除暗挖导洞仰拱过程中的安全性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
