1.本实用新型涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于跨既有地铁衬砌的隧道基坑安全加固结构。


背景技术：

2.在城市修建地下隧道时，如何减小隧道开挖对周围环境的影响是一个非常重要的问题。市政隧道一般埋深较浅，通常采用明挖法进行施工，由于明挖段管线、构建物较多，会出现基坑工程位于已运行的地铁区间隧道之上的问题，隧道基坑开挖卸荷势必导致地铁衬砌隆起，由于已运营的地铁车辆对隧道的变形极为敏感，地铁隧道对变形要求极为严格。
3.现有市政隧道基坑通常采用注浆加固竖向岩体，(加固范围为进入中风化岩层1m)，加固体距离既有地铁衬砌保持1.5m左右的安全距离，以避免加固损伤现有衬砌结构，但该方案造价过高，并且难以保证施作效果，如何采取有效的措施来控制既有地铁衬砌隆起变形尤为关键，以确保基坑施工过程中地铁衬砌的安全和正常运营。
4.鉴于此，有必要提出一种用于跨既有地铁衬砌的隧道基坑安全加固结构以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种用于跨既有地铁衬砌的隧道基坑安全加固结构，以解决现有现有市政隧道基坑通常采用注浆加固竖向岩体，加固体距离既有地铁衬砌保持预设安全距离，但存在造价成本过高，施作效果难以保证，从而影响既有地铁衬砌的安全和正常运营的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于跨既有地铁衬砌的隧道基坑安全加固结构，所述隧道基坑设置在所述既有地铁衬砌的上方，包括至少两面端头墙，至少一层钢管排，工作井；其中，
7.所述端头墙沿既有地铁的延伸方向设置，所述端头墙相对地设置在所述既有地铁衬砌的两侧，并与所述既有地铁衬砌之间具有第一预设安全距离；
8.每层所述钢管排包括多根沿所述既有地铁的横向方向设置的钢管，所述钢管排设置在所述既有地铁衬砌与所述隧道基坑之间，最上层的所述钢管排与所述基坑底部之间存在第二预设安全距离，最下层的所述钢管排与所述既有地铁衬砌之间存在第三预设安全距离，所述钢管排固定连接在所述两面端头墙之间；
9.所述工作井设置在所述端头墙的外侧，所述工作井的底部低于所述隧道基坑底部，以便所述钢管排的施工。
10.优选地，所述端头墙的数量为两面，两面所述端头墙设置对称地设置在所述既有地铁衬砌的左右两侧，所述端头墙的顶部与路面平齐，所述端头墙的底部与所述既有地铁的底部平齐。
11.优选地，所述钢管排的数量为一层，所述钢管的直径为相邻两根钢管之
间的距离为0.6m。
12.优选地，所述钢管排的两端还焊接有连接钢板，所述连接钢板将所述钢管排连接成为一体。
13.优选地，所述连接钢板为双拼45c工字钢。
14.优选地，所述第一预设安全距离为大于2m，所述第二预设安全距离为大于0.3m，所述第三预设安全距离为大于2m。
15.优选地，所述第一预设安全距离为2.5m，所述第二预设安全距离为0.5m，所述第三预设安全距离为2.5m。
16.优选地，所述工作井的底部低于所述隧道基坑底部1～1.5m。
17.与现有技术相比，本实用新型所提供的具有如下的有益效果：
18.本实用新型所提供的一种用于跨既有地铁衬砌的隧道基坑安全加固结构，包括至少两面端头墙，至少一层钢管排，工作井，所述端头墙沿既有地铁的延伸方向设置，所述端头墙相对地设置在所述既有地铁衬砌的两侧，所述钢管排固定连接在所述两面端头墙之间，所述工作井设置在所述端头墙的外侧，所述工作井的底部低于所述隧道基坑底部，以便所述钢管排的施工。通过设置在隧道基坑的底部以及既有地铁衬砌的上方设置所述钢管排，可以有效地抵抗既有地铁衬砌的隆起，同时结构简单，在保证支护效果的同时还能有效地降低成本，以确保隧道基坑在施工过程中既有地铁衬砌的安全和正常运营。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一个实施例中的加固立面示意图；
21.图2为本实用新型一个实施例中的加固平面示意图。
22.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
23.附图标号说明：
24.隧道基坑100；端头墙110；钢管排120；钢管121；连接钢板122；工作井130；
25.既有地铁衬砌200。
26.杂填土300；粉质粘土310；中风化板岩320。
具体实施方式
27.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)
仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.请参阅附图1-2，本实用新型提供的一实施例中的一种用于跨既有地铁衬砌的隧道基坑安全加固结构，所述隧道基坑100设置在所述既有地铁衬砌200的上方，包括：至少两面端头墙110，至少一层钢管排120，工作井130；其中，所述端头墙110沿既有地铁衬砌200的延伸方向设置，所述端头墙110相对地设置在所述既有地铁衬砌200的两侧，并与所述既有地铁衬砌200之间具有第一预设安全距离。具体的，在既有地铁衬砌200延伸方向的两侧均设置有端头墙110，端头墙110的面数可以根据实际需要设定，所述端头墙110采用钢筋混凝土钻孔桩，以连接承载所述钢管排120，并且所述端头墙110与既有地铁之间具有第一预设安全距离，以确保隧道基坑100施工过程中不会影响所述既有地铁衬砌200结构。
32.每层所述钢管排120包括多根沿所述既有地铁的横向方向设置的钢管121，所述钢管排120设置在所述既有地铁衬砌200与所述隧道基坑100之间，最上层的所述钢管排120与所述基坑底部之间存在第二预设安全距离，最下层的所述钢管排120与所述既有地铁衬砌200之间存在第三预设安全距离，所述钢管排120固定连接在所述两面端头墙110之间。
33.本领域技术人员应当理解的是，为加固位于隧道基坑100底部既有地铁衬砌200，防止在隧道基坑100开挖卸荷而导致既有地铁衬砌200隆起，在所述基坑底部以及所述既有地铁衬砌200的上部设置有钢管排120，可以理解的是，钢管排120的层数可以根据实际需要设定，可以是一层，也可以是多层，每层钢管排120所包含的多根钢管121横向地设置在所述既有地铁的横向方向，以在空间上形成保护既有地铁衬砌200的钢管棚。可以理解的是，为避免所述钢管排120对隧道基坑100以及既有地铁衬砌200影响，位于最上层的钢管排120需要与隧道基坑100之间具有第二预设安全距离，位于最下层的钢管排120需要与既有地铁衬砌200之间存在第三预设安全距离。
34.通过设置在隧道基坑100的底部设置所述钢管排120，可以有效地抵抗既有地铁衬砌200的隆起，同时结构简单，在保证支护效果的同时还能有效地降低成本，以确保隧道基坑100在施工过程中既有地铁衬砌200的安全和正常运营。
35.所述工作井130设置在所述端头墙110的外侧，所述工作井130的底部低于所述隧道基坑100底部，以便所述钢管排120的施工。
36.作为本实用新型的一优选的实施方式，所述端头墙110的数量为两面，两面所述端头墙110设置对称地设置在所述既有地铁衬砌200的左右两侧，所述端头墙110的顶部与路面平齐，所述端头墙110的底部与所述既有地铁的底部平齐。请再次参阅图1，所述端头墙110的深度可以参考杂填土300、粉质粘土310以及中风化板岩320的深度，同时，本实施例中的端头墙110的顶部与路面平齐，所述端头墙110的底部与所述既有地铁的底部平齐。
37.作为本实用新型中的一优选的实施方式，所述钢管排120的数量为一层，所述钢管
121的直径为相邻两根钢管121之间的距离为0.6m。为使整体结构更加合理，两面所述端头墙110对称地分布在所述既有地铁衬砌200延伸方向的两侧。
38.进一步地，所述钢管排120的两端还焊接有连接钢板122，所述连接钢板122将所述钢管排120连接成为一体。优选的，本实施例中的所述连接钢板122为双拼45c工字钢。需要注意的是，所述钢管排120的两端与端头墙110的连接方式包括但不限于是使用连接钢板122，直接固定在端头墙110中的一种或多种。优选的，本实施例中的钢管121两端采用双拼45c工字钢将每层的钢管排120焊接成为一个整体，从而大大增强结构强度。
39.作为本实用新型的一较佳的实施方式，所述第一预设安全距离为大于2m，所述第二预设安全距离为大于0.3m，所述第三预设安全距离为大于2m。值得注意的是，所述第一预设安全距离，所述第二预设安全距离，所述第三预设安全距离可以根据设计需要设定，优选的，本实施例中的所述第一预设安全距离为2.5m，所述第二预设安全距离为0.5m，所述第三预设安全距离为2.5m。
40.进一步地，所述工作井130的底部低于所述隧道基坑100底部1～1.5m，将所述工作井130的底部设置成低于所述隧道基坑100底部，以便于钢管排120的施工。
41.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。