具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明提供的用于地下结构下穿的超前支护结构进行详细的解释和说明。

如图1所示，本实施例具体公开了一种用于地下结构下穿的超前支护结构，包括管棚2和预切槽预筑拱3，管棚2呈拱形，管棚2支撑在预切槽预筑拱3的上方，预切槽预筑拱3通过在山体挖设预切槽并在预切槽内浇注混凝土浇筑而成，管棚2的管棚钢管21上开设有压浆孔，压浆孔与预切槽连通，压浆孔用于向预切槽内浇注混凝土。在施工时，首先装设管棚2，管棚2便形成了支护，然后在管棚2的下方挖设预切槽以及浇注混凝土，管棚2的设置降低了预切槽成槽过程中的地层损失和变形，有效保护既有地下结构。预切槽预筑拱3是一个连续的壳体结构，与常用的超前小导管、超前管幕、超前地层注浆等措施相比，所形成的加固体或承载体具有很大的刚度，能够有效抵抗施工扰动引起的变形。超前支护结构自身的实现过程中，所引起的地层损失和变形较小；管棚2和预切槽预筑拱3联合增强整个超前支护结构的刚度和强度。

本发明中，预切槽预筑拱3的拱脚形状可根据工程所处地质条件进行调整，当地质条件较好时，可以采用普通的锁脚锚杆进行加固；当地质条件较差或为松散土体时，可制作扩大型拱脚，并在拱脚下方采用旋喷方式加固地层，以提高预筑拱自身的稳定性。

预切槽预筑拱3的下方还设有初期支护结构4。初期支护结构4为闭环的环状结构，采用现有技术的初期支护结构4即可，优选为浇筑成型。

初期支护结构4下方还设有二次衬砌结构5。二次衬砌结构5为闭环的环状结构。二次衬砌结构5为钢筋混凝土衬砌。

在另一实施例中，如图2所示，管棚2包括至少两排管棚钢管21，相邻的上下两排管棚钢管21交错排布，提高支护强度的同时，加快混凝土浇注速度，加速预切槽预筑拱3的形成，缩短工期。

本发明第二方面公开了用于地下结构下穿的超前支护结构的施工方法，如图3所示，包括以下步骤：

S1、在山体上装设管棚钢管21，形成管棚2；管棚2可以包括一排管棚钢管21，也可以设置多排交错的管棚钢管21。

S2、在管棚2的防护下，在管棚2的下方采用预切槽机械设备挖设预切槽，预切槽与管棚钢管21的压浆孔连通。

S3、通过管棚钢管21的压浆孔向预切槽内浇注混凝土，浇筑成预切槽预筑拱3。混凝土为普通的混凝土或纤维增强混凝土，固化后形成预切槽预筑拱3。

施工方法还包括：S4、在预切槽预筑拱3的下方设置初期支护结构4。

施工方法还包括：S5、在初期支护结构4的下方设置二次衬砌结构5。

在管棚2和预切槽预筑拱3的保护下，开挖新建地下结构范围内的岩土体，然后依次浇筑初期支护结构4与二次衬砌结构5，使得对既有地下结构产生的扰动降低，保证其使用安全。

本发明的用于地下结构下穿的超前支护结构，有大刚度特性，在其防护作用下，再行开挖新建地下结构，可以有效降低既有结构的附加变形。本发明中，管棚2与预切槽预筑拱3结合使用，可以起到防止预切槽施工中岩土体坍塌的效果，在城市浅层松散土体地下工程中有较好的适用性。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，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发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“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发明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至少一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。

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。在本发明的描述中，“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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。