1.本发明涉及基坑隧道断面挖掘用支护技术领域，具体为基坑围护桩联络通道进洞支护系统及施工方法。
背景技术：2.城市地铁出入口施工中，采用明挖法施工，基坑开挖深度虽不大，但因受管线、交通等复杂条件影响，改迁涉及单位多、协调难、保证安全难，往往严重拖延工期，又对交通造成了严重干扰，对运营管线造成破坏。
3.现有技术中通常采用超前支护的方法对挖掘断面的上端进行注浆支护，从而降低其沉降量，提高挖掘的连续性和安全性。
4.申请号为：cn201510766852.6的一种隧道高强度管棚超前支护施工方法中，阐述了通过插接管棚和注浆管实现注浆扩散，达到支护目的的技术方案。
5.但在实际使用过程中，管棚安装前需要进行打孔插接，在插接后注浆管插接在管棚中，实现压力注浆，由于注浆孔的内径有限，而注浆液为了便于扩散，其粘稠度降低，从而导致管棚与断面土层之间连接不稳，极容易在挖掘振动过程中造成管棚的脱落，且现有的管棚强度不足，容易断裂。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供基坑围护桩联络通道进洞支护系统及施工方法，以解决管棚在超前支护过程中的安装问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.基坑围护桩联络通道进洞支护系统，所述支护系统包括：
9.支撑架，所述支撑架包括位于基坑底面的底架、左右对称的分布的一对立柱和位于立柱上端跨接的弓形架，相邻一对立柱和弓形架之间设置有十字相交的钢架；
10.小导管，多组间隔分布的所述小导管沿弓形架外侧分布，且小导管倾斜插接在基坑侧壁中；
11.超前支护组件，所述超前支护组件包括沿弓形架外侧分布的多组间隔分布的管棚，管棚的圆弧外壁上设置有多组间隔分布的注浆孔，管棚的内腔设置为支护内腔，支护内腔中插接安装有与管棚同轴套接的注浆管，注浆管与管棚的端部之间设置有端板，端板的一端外接进料接口，端板的另一端连通注浆管的内腔，注浆管上设置有多组间隔分布的连通支护内腔的通孔，注浆孔的外端口内壁上设置有扩径长圆槽，注浆孔内滑动插接有连杆，所述连杆的一端延伸至扩径长圆槽中，且连杆的端部固定连接有压板，连杆的另一端延伸至支护内腔中，连杆的端部连接有弧形板；
12.钢筋笼组件，所述钢筋笼组件放置在注浆管的外壁与管棚的内壁之间，钢筋笼组件包括圆周阵列分布的四组主筋和线性分布的三组固定环，所述固定环上设置有与主筋套接固定的套环，所述弧形板压合在主筋上。
13.优选的，所述扩径长圆槽的宽度与注浆孔的内径相同，扩径长圆槽的长度大于注浆孔的内径，压板的外轮廓贴合扩径长圆槽的内轮廓，所述连杆的外径小于注浆孔的内径。
14.优选的，所述套环与主筋之间套接有一对第一定位环和第二定位环，所述第一定位环和第二定位环的中间贯穿设置有贯穿孔，第一定位环和第二定位环通过贯穿孔套接在在主筋的外壁上。
15.优选的，所述第一定位环和第二定位环之间通过螺纹转动连接，第一定位环和第二定位环连接的一侧外径设置为阶梯状，第一定位环和第二定位环外壁的另一侧设置有斜坡锥面。
16.优选的，所述套环的内径大于主筋的外径，第一定位环和第二定位环连接位置的阶梯槽设置卡槽，所述卡槽呈圆环状，所述套环套接在卡槽的外壁上，套环的圆弧外壁与固定环固定焊接。
17.优选的，所述管棚的一端外壁设置为第二锥头，管棚端部的内壁上设置有定位槽，所述定位槽内设置有安装螺孔，所述注浆管的端部插接在定位槽中，注浆管的端部外壁上设置有与安装螺孔螺纹转动连接的螺柱。
18.优选的，所述主筋的端部设置有第一锥头，所述斜坡锥面的一端贴合主筋的外壁，斜坡锥面的另一端与套环的外壁齐平。
19.优选的，所述注浆管的外侧端部设置有进料管，所述进料管连接端板上的进料接口，管棚的外侧端口内壁设置有内螺纹，所述端板上设置有与内螺纹连接的外螺纹。
20.一种根据上述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统实现的施工方法，所述施工方法包括：
21.s1：支撑架组装，在开挖端面设置支撑架，通过钢架对开挖端面进行分区，通过crd法减小开挖断面；
22.s2：管棚安装，在管棚的注浆孔中插接连杆，并在连杆的两端分别安装压板和弧形板，在弓形架外侧拱部120
°
范围打设多组管棚，相邻管棚之间的间距为40cm，距支护面50cm；
23.s3：小导管支护，管棚的下方利用小导管加强支护，小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管加工制成，小导管长3.5m，小导管的端部设置为锥形，小导管的尾部焊接φ6.5mm钢筋加劲箍，管壁四周每15cm钻4排6mm注浆孔，施工时钢管沿暗洞开挖外轮廓线周边以5-10度的外插角打入土层中；
24.s4：注浆管安装，在管棚的内腔中插接安装注浆管，并通过向注浆管内注水，达到冲洗清理管棚内腔的目的；
25.s5：钢筋笼安装，将固定环和四组主筋组成的钢筋笼插接在注浆管与管棚的内壁之间，在主筋的插接挤压下，使得弧形板向外侧挤压，驱动压板挤压断面土层并延伸至管棚的外侧；
26.s6：注浆支护，通过端板封闭管棚的外侧端口，通过进料接口外接混凝土管道，注浆压力控制在0.4mpa-0.6mpa，注浆时间和注浆量根据首根试验决定，确保注浆扩散半径不小于0.25m。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.本发明通过在传统的管棚和注浆管之间设置钢筋笼组件，从而提高了注浆凝固后
管棚的强度，避免断裂，同时将传统管棚的注浆孔设置为阶梯状，在注浆孔中插接压板和弧形板，配合钢筋笼中主筋的挤压插接，使得压板挤压土层并延伸至管棚外侧，形成管棚、压板和断面土层内壁之间的错位，在混凝土注浆后，断面土层的内壁凝固，强度增大，形成与压板的错位卡接，从而避免管棚脱落，达到稳定安装支护的目的。
附图说明
29.图1为本发明的断面结构示意图；
30.图2为本发明的超前支护组件安装结构示意图；
31.图3为本发明的钢筋笼组件立体结构示意图；
32.图4为本发明的管棚立体结构示意图；
33.图5为本发明的定位环结构剖视图；
34.图6为本发明的注浆管立体结构示意图；
35.图7为本发明的管棚与注浆管装配立体结构示意图
36.图8为本发明的压板和弧形板连接立体结构示意图
37.图9为本发明的定位环立体结构示意图。
38.图中：1、底架；2、立柱；3、超前支护组件；4、弓形架；5、小导管；6、钢架；7、管棚；8、扩径长圆槽；9、注浆孔；10、压板；11、连杆；12、弧形板；13、注浆管；14、支护内腔；15、固定环；16、主筋；17、第一定位环；18、加强筋；19、套环；20、第一锥头；21、卡槽；22、第二定位环；23、内螺纹；24、定位槽；25、安装螺孔；26、通孔；27、螺柱；28、进料管；29、第二锥头；30、外螺纹；31、端板；32、进料接口；33、贯穿孔；34、斜坡锥面。
具体实施方式
39.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：
41.实施例1：
42.基坑围护桩联络通道进洞支护系统，支护系统包括支撑架、小导管5和超前支护组件3、钢筋笼组件。
43.支撑架包括位于基坑底面的底架1、左右对称的分布的一对立柱2和位于立柱2上端跨接的弓形架4，相邻一对立柱2和弓形架4之间设置有十字相交的钢架6，通过设置支撑架实现对开挖断面的支撑，利用钢架6实现对开挖断面进行分区，从而便于通过crd法实现分区挖掘，减小开挖断面。
44.多组间隔分布的小导管5沿弓形架4外侧分布，且小导管5倾斜插接在基坑侧壁中，洞身开挖前在管棚7的下端采用小导管5支护，进一步加强支护刚度。
45.超前支护组件3包括沿弓形架4外侧分布的多组间隔分布的管棚7，管棚7的圆弧外壁上设置有多组间隔分布的注浆孔9，管棚7的内腔设置为支护内腔14，支护内腔14中插接安装有与管棚7同轴套接的注浆管13，注浆管13与管棚7的端部之间设置有端板31，端板31的一端外接进料接口32，端板31的另一端连通注浆管13的内腔，注浆管13上设置有多组间
隔分布的连通支护内腔14的通孔26。
46.通过设置注浆管13、管棚7和端板31上的连接接口32，实现注浆管道的连通，达到压力注浆的目的。
47.注浆孔9的外端口内壁上设置有扩径长圆槽8，注浆孔9内滑动插接有连杆11，连杆11的一端延伸至扩径长圆槽8中，且连杆11的端部固定连接有压板10，连杆11的另一端延伸至支护内腔14中，连杆11的端部连接有弧形板12。
48.通过设置压板10实现对管棚7外壁的密封，利用阶梯状的扩径长圆槽8和注浆孔9的配合，实现连杆11的滑动插接安装。
49.钢筋笼组件放置在注浆管13的外壁与管棚7的内壁之间，钢筋笼组件包括圆周阵列分布的四组主筋16和线性分布的三组固定环15，固定环15上设置有与主筋16套接固定的套环19，弧形板12压合在主筋16上。
50.通过设置钢筋笼组件，利用钢筋笼中主筋16的挤压插接，从而挤压弧形板12向外侧移动，通过连杆11的传动使得压板10挤压断面土层并延伸至管棚7的外侧，形成管棚7、压板10和断面土层内壁之间的错位，在混凝土注浆后，断面土层的内壁凝固，强度增大，形成与压板10的错位卡接，从而避免管棚7脱落，达到稳定安装支护的目的。
51.实施例2：
52.在实施例1的基础上，为了防止连杆11造成注浆的堵塞，还具有将扩径长圆槽8的宽度与注浆孔9的内径相同，扩径长圆槽8的长度大于注浆孔9的内径，压板10的外轮廓贴合扩径长圆槽8的内轮廓，连杆11的外径小于注浆孔9的内径。
53.通过限定连杆11和注浆孔9之间的尺寸，实现连杆11的间隙插接，从而使得混凝土泥浆沿连杆11与注浆孔9之间的间隙溢流注浆。
54.实施例3：
55.在实施例2的基础上，为了使得主筋16在插接过程中实现套环19与弧形板12的平滑插接，还具有在套环19与主筋16之间套接有一对第一定位环17和第二定位环22，第一定位环17和第二定位环22的中间贯穿设置有贯穿孔33，第一定位环17和第二定位环22通过贯穿孔33套接在在主筋16的外壁上，套环19的内径大于主筋16的外径，第一定位环17和第二定位环22连接位置的阶梯槽设置卡槽21，卡槽21呈圆环状，套环19套接在卡槽21的外壁上，套环19的圆弧外壁与固定环15固定焊接。
56.通过设置贯穿孔33实现定位环的插接式安装。
57.第一定位环17和第二定位环22之间通过螺纹转动连接，第一定位环17和第二定位环22连接的一侧外径设置为阶梯状，第一定位环17和第二定位环22外壁的另一侧设置有斜坡锥面34，主筋16的端部设置有第一锥头20，斜坡锥面34的一端贴合主筋16的外壁，斜坡锥面34的另一端与套环19的外壁齐平。
58.通过设置第一锥头20实现主筋16的便捷插接，避免卡接在弧形板12的侧壁上，通过设置斜坡锥面34，使得主筋16在与弧形板12接触时，实现平滑的挤压插接，避免弧形板12压合在套环19的侧壁上。
59.实施例4：
60.在实施例3的基础上，为了实现注浆管13的定位安装，还具有在管棚7的一端外壁设置为第二锥头29，管棚7端部的内壁上设置有定位槽24，定位槽24内设置有安装螺孔25，
注浆管13的端部插接在定位槽24中，注浆管13的端部外壁上设置有与安装螺孔25螺纹转动连接的螺柱27。
61.通过设置定位槽24实现注浆管13的定位，通过设置螺柱27和安装螺孔25的配合，实现注浆管13的固定安装。
62.实施例5：
63.在实施例4的基础上，为了实现管棚7端口的密封，还具有在注浆管13的外侧端部设置有进料管28，进料管28连接端板31上的进料接口32，管棚7的外侧端口内壁设置有内螺纹23，端板31上设置有与内螺纹23连接的外螺纹30。
64.通过设置内螺纹23与端板31上外螺纹30的配合，实现管棚7前端端口的密封。
65.一种根据上述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统实现的施工方法，施工方法包括：
66.s1：支撑架组装，在开挖端面设置支撑架，通过钢架6对开挖端面进行分区，通过crd法减小开挖断面；
67.s2：管棚安装，在管棚7的注浆孔9中插接连杆11，并在连杆11的两端分别安装压板10和弧形板12，在弓形架4外侧拱部120
°
范围打设多组管棚7，相邻管棚7之间的间距为40cm，距支护面50cm；
68.s3：小导管支护，管棚7的下方利用小导管5加强支护，小导管5采用外径42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管加工制成，小导管5长3.5m，小导管5的端部设置为锥形，小导管5的尾部焊接φ6.5mm钢筋加劲箍，管壁四周每15cm钻4排6mm注浆孔，施工时钢管沿暗洞开挖外轮廓线周边以5-10度的外插角打入土层中；
69.s4：注浆管安装，在管棚7的内腔中插接安装注浆管13，并通过向注浆管13内注水，达到冲洗清理管棚7内腔的目的；
70.s5：钢筋笼安装，将固定环15和四组主筋16组成的钢筋笼插接在注浆管13与管棚7的内壁之间，在主筋16的插接挤压下，使得弧形板12向外侧挤压，驱动压板10挤压断面土层并延伸至管棚7的外侧；
71.s6：注浆支护，通过端板31封闭管棚7的外侧端口，通过进料接口32外接混凝土管道，注浆压力控制在0.4mpa-0.6mpa，注浆时间和注浆量根据首根试验决定，确保注浆扩散半径不小于0.25m。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述支护系统包括：支撑架，所述支撑架包括位于基坑底面的底架(1)、左右对称的分布的一对立柱(2)和位于立柱(2)上端跨接的弓形架(4)，相邻一对立柱(2)和弓形架(4)之间设置有十字相交的钢架(6)；小导管(5)，多组间隔分布的所述小导管(5)沿弓形架(4)外侧分布，且小导管(5)倾斜插接在基坑侧壁中；超前支护组件(3)，所述超前支护组件(3)包括沿弓形架(4)外侧分布的多组间隔分布的管棚(7)，管棚(7)的圆弧外壁上设置有多组间隔分布的注浆孔(9)，管棚(7)的内腔设置为支护内腔(14)，支护内腔(14)中插接安装有与管棚(7)同轴套接的注浆管(13)，注浆管(13)与管棚(7)的端部之间设置有端板(31)，端板(31)的一端外接进料接口(32)，端板(31)的另一端连通注浆管(13)的内腔，注浆管(13)上设置有多组间隔分布的连通支护内腔(14)的通孔(26)，注浆孔(9)的外端口内壁上设置有扩径长圆槽(8)，注浆孔(9)内滑动插接有连杆(11)，所述连杆(11)的一端延伸至扩径长圆槽(8)中，且连杆(11)的端部固定连接有压板(10)，连杆(11)的另一端延伸至支护内腔(14)中，连杆(11)的端部连接有弧形板(12)；钢筋笼组件，所述钢筋笼组件放置在注浆管(13)的外壁与管棚(7)的内壁之间，钢筋笼组件包括圆周阵列分布的四组主筋(16)和线性分布的三组固定环(15)，所述固定环(15)上设置有与主筋(16)套接固定的套环(19)，所述弧形板(12)压合在主筋(16)上。2.根据权利要求1所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述扩径长圆槽(8)的宽度与注浆孔(9)的内径相同，扩径长圆槽(8)的长度大于注浆孔(9)的内径，压板(10)的外轮廓贴合扩径长圆槽(8)的内轮廓，所述连杆(11)的外径小于注浆孔(9)的内径。3.根据权利要求1所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述套环(19)与主筋(16)之间套接有一对第一定位环(17)和第二定位环(22)，所述第一定位环(17)和第二定位环(22)的中间贯穿设置有贯穿孔(33)，第一定位环(17)和第二定位环(22)通过贯穿孔(33)套接在在主筋(16)的外壁上。4.根据权利要求3所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述第一定位环(17)和第二定位环(22)之间通过螺纹转动连接，第一定位环(17)和第二定位环(22)连接的一侧外径设置为阶梯状，第一定位环(17)和第二定位环(22)外壁的另一侧设置有斜坡锥面(34)。5.根据权利要求4所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述套环(19)的内径大于主筋(16)的外径，第一定位环(17)和第二定位环(22)连接位置的阶梯槽设置卡槽(21)，所述卡槽(21)呈圆环状，所述套环(19)套接在卡槽(21)的外壁上，套环(19)的圆弧外壁与固定环(15)固定焊接。6.根据权利要求1所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述管棚(7)的一端外壁设置为第二锥头(29)，管棚(7)端部的内壁上设置有定位槽(24)，所述定位槽(24)内设置有安装螺孔(25)，所述注浆管(13)的端部插接在定位槽(24)中，注浆管(13)的端部外壁上设置有与安装螺孔(25)螺纹转动连接的螺柱(27)。7.根据权利要求5所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述主筋(16)的端部设置有第一锥头(20)，所述斜坡锥面(34)的一端贴合主筋(16)的外壁，斜坡锥
面(34)的另一端与套环(19)的外壁齐平。8.根据权利要求1所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统，其特征在于：所述注浆管(13)的外侧端部设置有进料管(28)，所述进料管(28)连接端板(31)上的进料接口(32)，管棚(7)的外侧端口内壁设置有内螺纹(23)，所述端板(31)上设置有与内螺纹(23)连接的外螺纹(30)。9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的基坑围护桩联络通道进洞支护系统实现的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括：s1：支撑架组装，在开挖端面设置支撑架，通过钢架(6)对开挖端面进行分区，通过crd法减小开挖断面；s2：管棚安装，在管棚(7)的注浆孔(9)中插接连杆(11)，并在连杆(11)的两端分别安装压板(10)和弧形板(12)，在弓形架(4)外侧拱部120
°
范围打设多组管棚(7)，相邻管棚(7)之间的间距为40cm，距支护面50cm；s3：小导管支护，管棚(7)的下方利用小导管(5)加强支护，小导管(5)采用外径42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管加工制成，小导管(5)长3.5m，小导管(5)的端部设置为锥形，小导管(5)的尾部焊接φ6.5mm钢筋加劲箍，管壁四周每15cm钻4排6mm注浆孔，施工时钢管沿暗洞开挖外轮廓线周边以5-10度的外插角打入土层中；s4：注浆管安装，在管棚(7)的内腔中插接安装注浆管(13)，并通过向注浆管(13)内注水，达到冲洗清理管棚(7)内腔的目的；s5：钢筋笼安装，将固定环(15)和四组主筋(16)组成的钢筋笼插接在注浆管(13)与管棚(7)的内壁之间，在主筋(16)的插接挤压下，使得弧形板(12)向外侧挤压，驱动压板(10)挤压断面土层并延伸至管棚(7)的外侧；s6：注浆支护，通过端板(31)封闭管棚(7)的外侧端口，通过进料接口(32)外接混凝土管道，注浆压力控制在0.4mpa-0.6mpa，注浆时间和注浆量根据首根试验决定，确保注浆扩散半径不小于0.25m。
技术总结本发明涉及基坑隧道断面挖掘用支护技术领域，具体为基坑围护桩联络通道进洞支护系统及施工方法，钢筋笼组件放置在注浆管的外壁与管棚的内壁之间，钢筋笼组件包括圆周阵列分布的四组主筋和线性分布的三组固定环，固定环上设置有与主筋套接固定的套环，弧形板压合在主筋上，有益效果为：通过在传统的管棚和注浆管之间设置钢筋笼组件，从而提高了注浆凝固后管棚的强度，避免断裂，在注浆孔中插接压板和弧形板，配合钢筋笼中主筋的挤压插接，使得压板挤压土层并延伸至管棚外侧，形成管棚、压板和断面土层内壁之间的错位，在混凝土注浆后，断面土层的内壁凝固，形成与压板的错位卡接，达到稳定安装支护的目的。到稳定安装支护的目的。到稳定安装支护的目的。
技术研发人员：贺宏波 吴正义 王杰 赵龙飞 迟荣景 叶宇峰 赵海波 朱荣森 沈志平
受保护的技术使用者：中铁上海工程局集团第三工程有限公司
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/11/1
