本发明涉及工程建设的技术领域，具体涉及一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构。在非等径双圆弧段基坑内设有双圆弧支护机构，双圆弧支护机构包括双圆弧连续墙和三层以上环形支撑机构，环形支撑机构的层内之间采用内环连接梁和一对相互垂直的直撑梁机构连接，使内圆弧支撑梁、外圆支撑梁之间构成应力传递通道，一方面对双圆弧段基坑侧壁的应力起到合理分配的作用，另一方面又可控制环形支撑机构的变形，环形支撑机构之间采用立柱机构轴向贯穿连接，增强了双圆弧支护机构的整体强度。
1.一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，包括依次贯通的直线段基坑、双圆弧段基坑和端头段基坑，直线段基坑内设有直线段支护机构（1），双圆弧段基坑内设有双圆弧段支护机构（2），端头段基坑内设有端头段支护机构（3）；所述直线段支护机构（1）包括相互平行的第一直线段连续墙（13）和第二直线段连续墙（131），端头段支护机构（3）包括U形连续墙（31），双圆弧段支护机构（2）包括由第一外圆弧连续墙（22）、第二外圆弧连续墙（221）和内圆弧连续墙（21）组成的双圆弧连续墙；
所述第一外圆弧连续墙（22）的一端和第一直线段连续墙（13）的对应端固定连接，第一外圆弧连续墙（22）的另一端和U形连续墙的一端固定连接；所述第二外圆弧连续墙（221）的一端和U形连续墙的另一端固定连接，第二外圆弧连续墙（221）的另一端和内圆弧连续墙（21）的一端通过连接墙固定连接，内圆弧连续墙（21）的另一端和第二直线段连续墙（131）的对应端固定连接；
其特征在于：所述双圆弧段支护机构（2）包括沿着双圆弧基坑的轴向均布设有三层以上环形支撑机构，且通过立柱机构轴向贯穿连接；每层环形支撑机构均位于双圆弧基坑的同一径向平面内，包括内圆弧支撑梁（24）、第一外圆弧支撑梁（23）、第二外圆弧支撑梁（231）和中间圆环支撑机构；
每个内圆弧支撑梁（24）的两端分别和同一水平面的内圆弧连续墙（21）的两端固定连接，形成连续完整的内圆支撑梁；
每个第一外圆弧支撑梁（23）均位于直线段基坑和双圆弧段基坑的贯通处，每个第二外圆弧支撑梁（231）均位于端头段基坑和双圆弧段基坑的贯通处；所述第一外圆弧支撑梁（23）的一端和第一直线段连续墙（13）对应端固定连接，第一外圆弧支撑梁（23）的另一端连接在第二直线段连续墙（131）上，第二外圆弧支撑梁（231）的两端分别和U形连续墙的两端对应连接；且同一水平面上的第一外圆弧支撑梁（23）、第二外圆弧支撑梁（231）、第一外圆弧连续墙（22）和第二外圆弧连续墙（221）形成连续的外圆支撑梁，且同一水平面的内圆支撑梁和外圆支撑梁之间均布有外环连接梁（240）；
所述第一外圆弧连续墙（22）为1/4 1/2圆弧段的连续墙，第二外圆弧连续墙（221）和内~圆弧连续墙（21）均为小于1/4圆弧段的连续墙；所述内圆弧支撑梁（24）为大于3/4圆弧段的支撑梁，第一外圆弧支撑梁（23）和第二外圆弧支撑梁（231）均为1/14 1/8圆弧段的支撑梁。
2.根据权利要求1所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于：
每个所述中间圆环支撑机构均包括同圆心的中间外圆支撑梁（252）和中间内圆支撑梁（253），且中间外圆支撑梁（252）和中间内圆支撑梁（253）之间均匀布设有内环连接梁（250）；每个所述中间圆环支撑机构均通过一对直撑梁机构与同一水平面上的内圆支撑梁、外圆支撑梁固定连接。
3.根据权利要求2所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于： 每一对直撑梁机构均包括相互垂直设置的第一直撑梁机构（26）和第二直撑梁机构（27），且第一直撑梁机构（26）沿着外圆支撑梁的径向布置，且包括两个平行的直撑横梁，一个直撑横梁的一端延伸至U形连续墙的端部，且和U形连续墙固定连接；
所述第二直撑梁机构（27）包括三个相互平行设置的直撑竖梁，且沿第二直撑梁机构（27）延伸方向均匀布设有直撑连接梁（270）。
4.根据权利要求1所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于：
所述立柱机构沿着双圆弧基坑轴向贯穿连接每层环形支撑机构；所述立柱机构包括八根以上内圆弧支撑立柱（241）、四根以上中间外圆立柱（251）、六根以上第一直撑梁立柱（261）和六根以上第二直撑梁立柱（271），且每根内圆弧支撑立柱（241）、每根中间外圆立柱（251）、每根第一直撑梁立柱（261）和每根第二直撑梁立柱（271）均竖直立于双圆弧基坑内，且底部均嵌入双圆弧基坑的坑底。
5.根据权利要求4所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于：
所述内圆弧支撑立柱（241）轴向贯穿连接着内圆弧支撑梁（24），且内圆弧支撑立柱（241）和内圆弧支撑梁（24）的连接位置对应着内圆弧支撑梁（24）和外环连接梁（240）的连接位置；
所述中间外圆立柱（251）轴向贯穿连接着中间外圆支撑梁（252），且中间外圆立柱（251）和中间外圆支撑梁（252）的连接位置对应着中间外圆支撑梁（252）和内环连接梁（250）的连接位置；
所述第一直撑梁立柱（261）轴向贯穿连接着第一直撑梁机构（26），且第一直撑梁立柱（261）和第一直撑梁机构（26）的连接位置沿着第一直撑梁机构（26）延伸方向均匀分布；
所述第二直撑梁立柱（271）轴向贯穿连接着第二直撑梁机构（27），且第二直撑梁立柱（271）和第二直撑梁机构（27）的连接位置对应着第二直撑梁机构（27）和直撑连接梁（270）的连接位置。
6.根据权利要求1所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于：
每层环形支撑机构的外环连接梁（240）通过圆弧形的腰梁和同一水平面的第一外圆弧连续墙（22）、第二外圆弧连续墙（221）固定连接，且腰梁嵌入对应的第一外圆弧连续墙（22）、第二外圆弧连续墙（221）内。
7.根据权利要求1所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于：
所述第一直线段连续墙（13）和第二直线段连续墙（131）、双圆弧连续墙、U形连续墙（31）的底部分别嵌固至直线段基坑、双圆弧段基坑和端头段基坑的坑底深度依次增加。
8.根据权利要求1所述一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，其特征在于：
一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构
技术领域
[0001] 本发明涉及工程建设的技术领域，具体涉及一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构。
背景技术
[0002] 随着城市化进程的快速发展，城市用地资源也变得愈加紧张，受既有建筑设施和交通干道的限制，导致新建基坑多以不规则形式出现，即异形基坑。尤其是在建筑物密集的城市地区开挖地铁基坑，基坑支护结构不仅要保证基坑自身安全稳定，同时还要考虑开挖过程对邻近建筑物的影响。
[0003] 目前常用的地铁基坑支护的形式主要有锚杆、地下连续墙、排桩支护等。地下连续墙虽然强度高、承载力强，但是造价高，增加成本；排桩支护止水效果好，但不适用于软土地基和深基坑；尽管锚杆支护在造价上低于地下连续墙和排桩，但是，在强度和止水效果上都与地下连续墙和排桩支护存在差距。
[0004] 针对地铁基坑开挖过程中，出现岩体侵入土体的变异地层，因岩体和土体物理参数差距较大，造成处于变异地层中的异形基坑受力更复杂，基坑支护结构受力和变形控制更困难，常规支护形式对基坑传力效果不明显，尤其是在变异地层下的深大异形基坑中，单一支护形式很难同时满足基坑支护和造价要求。因此，变异地层中的异形基坑支护给工程技术人员带来很多困扰，针对上述情况，对支护方法进行合理的设计成为解决上述问题的关键。
发明内容
[0005] 本发明解决背景技术中的问题，提供一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，该支护方法对变异地形下异形基坑受力传递路径进行优化，拟解决异形基坑受力不均，变形过大的现象，多种支护方式组合使用，降低工程成本，为了达到上述目的，本发明具体技术方案为：
[0006] 一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构，包括依次贯通的直线段基坑、双圆弧段基坑和端头段基坑，直线段基坑内设有直线段支护机构1，双圆弧段基坑内设有双圆弧段支护机构2，端头段基坑内设有端头段支护机构3；所述直线段支护机构1包括相互平行的第一直线段连续墙13和第二直线段连续墙131，端头段支护机构3包括U形连续墙31，双圆弧段支护机构2包括由第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221和内圆弧连续墙21组成的双圆弧连续墙；
[0007] 所述第一外圆弧连续墙22的一端和第一直线段连续墙13的对应端固定连接，第一外圆弧连续墙22的另一端和U形连续墙的一端固定连接；所述第二外圆弧连续墙221的一端和U形连续墙的另一端固定连接，第二外圆弧连续墙221的另一端和内圆弧连续墙21的一端通过连接墙固定连接，内圆弧连续墙21的另一端和第二直线段连续墙131的对应端固定连接；所述双圆弧段支护机构2包括沿着双圆弧基坑的轴向均布设有三层以上环形支撑机构，且通过立柱机构轴向贯穿连接；每层环形支撑机构均位于双圆弧基坑的同一径向平面内，包括内圆弧支撑梁24、第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁231和中间圆环支撑机构；
[0008] 每个内圆弧支撑梁24的两端分别和同一水平面的内圆弧连续墙21的两端固定连接，形成连续完整的内圆支撑梁；
[0009] 每个第一外圆弧支撑梁23均位于直线段基坑和双圆弧段基坑的贯通处，每个第二外圆弧支撑梁231均位于端头段基坑和双圆弧段基坑的贯通处；所述第一外圆弧支撑梁23的一端和第一直线段连续墙13对应端固定连接，第一外圆弧支撑梁23的另一端连接在第二直线段连续墙131上，第二外圆弧支撑梁231的两端分别和U形连续墙的两端对应连接；且同一水平面上的第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁231、第一外圆弧连续墙22和第二外圆弧连续墙221形成连续的外圆支撑梁，且同一水平面的内圆支撑梁和外圆支撑梁之间均布有外环连接梁240。
[0010] 进一步，所述第一外圆弧连续墙22为1/4～1/2圆弧段的连续墙，第二外圆弧连续墙221和内圆弧连续墙21均为小于1/4圆弧段的连续墙；所述内圆弧支撑梁24为大于3/4圆弧段的支撑梁，第一外圆弧支撑梁23和第二外圆弧支撑梁231均为1/14～1/8圆弧段的支撑梁。
[0011] 进一步，所述每个中间圆环支撑机构均包括同圆心的中间外圆支撑梁252和中间内圆支撑梁253，且中间外圆支撑梁252和中间内圆支撑梁253之间均匀布设有内环连接梁250；所述每个中间圆环支撑机构均通过一对直撑梁机构与同一水平面上的内圆支撑梁、外圆支撑梁固定连接。
[0012] 进一步，每一对直撑梁机构均包括相互垂直设置的第一直撑梁机构26和第二直撑梁机构27，且第一直撑梁机构26沿着外圆支撑梁的径向布置，且包括两个平行的直撑横梁，一个直撑横梁的一端延伸至U形连续墙的端部，且和U形连续墙固定连接；
[0013] 所述第二直撑梁机构27包括三个相互平行设置的直撑竖梁，且沿第二直撑梁机构27延伸方向均匀布设有直撑连接梁270。
[0014] 进一步，所述立柱机构沿着双圆弧段支护机构2轴向贯穿连接每层环形支撑机构；所述立柱机构包括八根以上内圆弧支撑立柱241、四根以上中间外圆立柱251、六根以上第一直撑梁立柱261和六根以上第二直撑梁立柱271，且每根内圆弧支撑立柱241、每根中间外圆立柱251、每根第一直撑梁立柱261和每根第二直撑梁立柱271均竖直立于双圆弧基坑内，且底部均嵌入双圆弧基坑的坑底。
[0015] 进一步，所述内圆弧支撑立柱241轴向贯穿连接着内圆弧支撑梁24，且内圆弧支撑立柱241和内圆弧支撑梁24的连接位置对应着内圆弧支撑梁24和外环连接梁240的连接位置；
[0016] 所述中间外圆立柱251轴向贯穿连接着中间外圆支撑梁252，且中间外圆立柱251和中间外圆支撑梁252的连接位置对应着中间外圆支撑梁252和内环连接梁250的连接位置；
[0017] 所述第一直撑梁立柱261轴向贯穿连接着第一直撑梁机构26，且第一直撑梁立柱261和第一直撑梁机构26的连接位置沿着第一直撑梁机构26延伸方向均匀分布；
[0018] 所述第二直撑梁立柱271轴向贯穿连接着第二直撑梁机构27，且第二直撑梁立柱271和第二直撑梁机构27的连接位置对应着第二直撑梁机构27和直撑连接梁270的连接位置。
[0019] 进一步，每层环形支撑机构的外环连接梁240通过圆弧形的腰梁和同一水平面的第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221固定连接，且腰梁嵌入对应的第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221内。
[0020] 进一步，所述第一直线段连续墙13和第二直线段连续墙131、双圆弧连续墙、U形连续墙31的底部分别嵌固至直线段基坑、双圆弧段基坑和端头段基坑的坑底深度依次增加。进一步，相邻环形支撑机构的垂直距离为4～7m。
[0021] 本发明的有益技术效果体现在以下方面：
[0022] (1)本发明一种变异地层非等径双圆弧基坑组合支护结构，双圆弧段基坑内设有双圆弧段支护机构，双圆弧段支护机构包括双圆弧连续墙和三层以上环形支撑机构，每个内圆弧支撑梁和同一水平面的内圆连续墙形成连续完整的内圆支撑梁，第一外圆弧支撑梁、第二外圆弧支撑梁和同一水平面上的第一外圆连续墙、第二外圆连续墙形成连续的外圆支撑梁；同一水平面的内圆支撑梁和外圆支撑梁之间均布有外环连接梁，使内圆支撑梁、外圆支撑梁之间构成应力传递通道，一方面对双圆弧基坑侧壁的应力起到合理分配的作用，另一方面又可控制环形支撑机构的变形；环形支撑机构之间通过立柱机构轴向贯通连接，增强了双圆弧段支护机构的整体强度。
[0023] (2)每个内圆弧支撑梁的两端分别和内圆连续墙的两端对应连接，第一外圆弧支撑梁的一端和第一直线段连续墙对应端固定连接，另一端连接在第二直线段连续墙上，第二外圆弧支撑梁的两端分别和U形连续墙的两端对应连接，使得环形支撑机构作为双圆弧连续墙的延伸与双圆弧连续墙构成一个整体，避免双圆弧连续墙与直线段连续、U形连续墙的接头处出现应力集中现象，对接头位置应力起到分散的作用，提高双圆弧连续墙接头位置稳定性。
[0024] (3)对本发明的双圆弧段支护机构和常规双圆弧基坑的支护机构进行分析的结果表明，双圆弧基坑采用常规支护机构，双圆弧连续墙最小位移20.1mm，最大位移58.9mm；采用本发明的双圆弧段支护机构，双圆弧连续墙最小位移16.2mm，最大位移40.3mm，因此说明本发明一种变异地层非等径双圆弧基坑组合支护结构对双圆弧基坑变形控制更有效。
附图说明
[0025] 图1为本发明一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构的结构示意图。
[0026] 图2为本发明的环形支撑机构的结构示意图。
[0027] 图3为本发明的环形支撑机构的受力原理图。
[0028] 图4为本发明双圆弧段支护机构和常规支护机构下双圆弧连续墙敏感部位的位移对比图。
[0029] 图5为现有技术中非等径双圆弧基坑的常规支护机构的俯视图。
[0030] 图中：1-直线段支护机构；11-锚杆；12-单桩；13-第一直线段连续墙；131-第二直线段连续墙；14-支撑钢管；2-双圆弧段支护机构；21-内圆弧连续墙；22-第一外圆弧连续墙；221-第二外圆弧连续墙；23-第一外圆弧支撑梁；231-第二外圆弧支撑梁；24-内圆弧支撑梁；240-外环连接梁；241-内圆弧支撑立柱；250-内环连接梁；251-中间外圆立柱；252-中间外圆支撑梁；253-中间内圆支撑梁；26-第一直撑梁机构；261-第一直撑梁立柱；27-第二直撑梁机构；270-直撑连接梁；271-第二直撑梁立柱；3-端头段支护机构；32-混凝土支撑梁；33-混凝土斜撑梁。
具体实施方式
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032] 某近海地区拟建工程，基坑开挖深度约30m，场址范围内拟建场地地表为人工堆积形成的填土，其下土层属第四系全新统和上更新统的海相淤积和陆相冲洪击成因类型，其中土层物理参数如表1所示；
[0033] 表1
[0034]
[0035] 基坑包括依次贯通的直线段基坑、双圆弧段基坑和端头段基坑，直线段基坑内设有直线段支护机构1，双圆弧段基坑内设有双圆弧段支护机构2，端头段基坑内设有端头段支护机构3。直线段支护机构1依次包括锚杆支护机构、排桩支护机构和直线段连续墙；多根锚杆11均匀插设于直线段基坑端头及两侧，每根锚杆11打入直线段基坑侧壁倾角10～15°，多根单桩12沿着直线段基坑横向延伸方向依次嵌入直线段基坑的坑底基岩中；所述直线段连续墙紧邻排桩支护机构设置，直线段连续墙底部嵌入直线段基坑的坑底基岩中，嵌固深度与排桩支护机构的嵌固深度一致。
[0036] 直线段基坑内均匀布设有支撑钢管14，直线段连续墙包括相互平行的第一直线段连续墙13和第二直线段连续墙131；端头段支护机构3包括U形连续墙31，端头段基坑内均匀布设有混凝土支撑梁32，U形连续墙31的端部的一直角处设有混凝土斜撑梁33。直线段连续墙和U形连续墙31的墙壁厚度均为0.8m。
[0037] 双圆弧段支护机构2包括由第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221和内圆弧连续墙21组成的双圆弧连续墙，双圆弧连续墙的墙壁厚度为1.0m；第一外圆弧连续墙22一端和第一直线段连续墙13的对应端固定连接，另一端和U形连续墙的一端固定连接；所述第二外圆弧连续墙221的一端和U形连续墙的另一端固定连接，另一端和内圆弧连续墙21的一端通过连接墙固定连接，内圆弧连续墙21的另一端和第二直线段连续墙131的对应端固定连接。
[0038] 所述双圆弧段支护机构2包括沿着双圆弧基坑的轴向均匀布设的六层环形支撑机构，相邻层环形支撑机构的垂直距离为5m，且通过立柱机构轴向贯穿连接。
[0039] 每层环形支撑机构均包括内圆弧支撑梁24、第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁231和中间圆环支撑机构；每个内圆弧支撑梁24和同一水平面的内圆弧连续墙21形成连续完整的内圆支撑梁，第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁231和同一水平面上的第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221形成连续的外圆支撑梁，且同一水平面的内圆支撑梁和外圆支撑梁之间均布有外环连接梁240。
[0040] 所述第一外圆弧连续墙22为5/12圆弧段的连续墙，第二外圆弧连续墙221为5/24圆弧段的连续墙，内圆弧连续墙21为5/24圆弧段的连续墙；所述内圆弧支撑梁24为19/24圆弧段的支撑梁，第一外圆弧支撑梁23和第二外圆弧支撑梁231均为1/12圆弧段的支撑梁。
[0041] 每个内圆弧支撑梁24的两端分别和内圆弧连续墙21的两端对应连接，第一外圆弧支撑梁23的一端和第一直线段连续墙13对应端固定连接，另一端连接在第二直线段连续墙131上，第二外圆弧支撑梁231的两端分别和U形连续墙的两端对应连接。
[0042] 所述每个中间圆环支撑机构均包括同圆心的中间外圆支撑梁252和中间内圆支撑梁253，且中间外圆支撑梁252和中间内圆支撑梁253之间均匀布设有内环连接梁250；所述每个中间圆环支撑机构均通过一对直撑梁机构和同一水平面上的内圆支撑梁、外圆支撑梁固定连接。每一对直撑梁机构均包括相互垂直设置的第一直撑梁机构26和第二直撑梁机构27，且第一直撑梁机构26沿着外圆支撑梁的径向布置，且包括两个平行的直撑横梁，一个直撑横梁的一端和第一外圆弧支撑梁23固定连接，另一端延伸至U形连续墙的端部，且和U形连续墙固定连接；另一个直撑横梁的两端分别和第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁
231固定连接。
[0043] 第二直撑梁机构27包括三个相互平行设置的直撑竖梁，且沿第二直撑梁机构27延伸方向均匀布设有直撑连接梁270；三个直撑竖梁的一端均和第一外圆弧连续墙22固定连接，另一端均和内圆支撑梁固定连接。
[0044] 所述立柱机构沿着双圆弧段支护机构2轴向贯穿连接每层环形支撑机构；所述立柱机构包括八根以上内圆弧支撑立柱241、四根以上中间外圆立柱251、六根以上第一直撑梁立柱261和六根以上第二直撑梁立柱271，且每根内圆弧支撑立柱241、每根中间外圆立柱251、每根第一直撑梁立柱261和每根第二直撑梁立柱271均竖直位于双圆弧段支护机构2内，且底部均嵌固在双圆弧段支护机构2的坑底，兼作嵌固桩使用。
[0045] 所述内圆弧支撑立柱241轴向贯穿连接着内圆弧支撑梁24，且内圆弧支撑立柱241和内圆弧支撑梁24的连接位置对应着内圆弧支撑梁24和外环连接梁240的连接位置；
[0046] 所述中间外圆立柱251轴向贯穿连接着中间外圆支撑梁252，且中间外圆立柱251和中间外圆支撑梁252的连接位置对应着中间外圆支撑梁252和内环连接梁250的连接位置；
[0047] 所述第一直撑梁立柱261轴向贯穿连接着第一直撑梁机构26，且第一直撑梁立柱261和第一直撑梁机构26的连接位置沿着第一直撑梁机构26延伸方向均匀分布；
[0048] 所述第二直撑梁立柱271轴向贯穿连接着第二直撑梁机构27，且第二直撑梁立柱271和第二直撑梁机构27的连接位置对应着第二直撑梁机构27和直撑连接梁270的连接位置。同一水平面上的外环连接梁240均通过圆弧形的腰梁和对应的第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221固定连接，且腰梁嵌入对应的第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙
221内。
[0049] 所述第一直线段连续墙13和第二直线段连续墙131、双圆弧连续墙、U形连续墙31的底部分别嵌固至直线段基坑、双圆弧段基坑和端头段基坑的坑底深度依次增加。
[0050] 针对变异地层中的异形基坑，根据岩体侵入土体具体情况合理地选择基坑支护形式。在岩体分布广、岩性较好的直线段基坑内采用锚杆11、单桩12、第一直线段连续墙13和第二直线段连续墙131配合支撑钢管14使用；在土体分布广的端头段基坑内采用U形连续墙31配合混凝土支撑梁32使用。
[0051] 直线段支护机构1、双圆弧段支护机构2和端头段支护机构3的结构物理参数如表2所示。
[0052] 表2
[0053]
[0054] 上述第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁231、内圆弧支撑梁24、外环连接梁240、内环连接梁250、中间外圆支撑梁252、中间内圆支撑梁253、两平行的直撑横梁、三个平行的直撑竖梁、混凝土支撑梁32和混凝土斜撑梁33均为钢筋骨架结构且由混凝土浇筑而成，对应表2中混凝土撑的参数特征；内圆弧支撑立柱241、中间外圆立柱251、第一直撑梁立柱261和第二直撑梁立柱271均对应着对应表2中立柱的参数特征；直线段连续墙、双圆弧连续墙和U形连续墙对应着应表2中连续墙的参数特征；支撑钢管14对应着表2中钢管撑的参数特征。
[0055] 上述实施例中在双圆弧段基坑内设有双圆弧段支护机构2，双圆弧段支护机构2包括双圆弧连续墙和六层环形支撑机构，每个内圆弧支撑梁24和同一水平面的内圆弧连续墙21形成连续完整的内圆支撑梁，第一外圆弧支撑梁23、第二外圆弧支撑梁231和同一水平面上的第一外圆弧连续墙22、第二外圆弧连续墙221形成连续的外圆支撑梁；同一水平面的内圆支撑梁和外圆支撑梁之间均布有外环连接梁240，使内圆支撑梁、外圆支撑梁之间构成应力传递通道，一方面对双圆弧基坑侧壁的应力起到合理分配的作用，另一方面又可控制环形支撑机构的变形；环形支撑机构之间通过立柱机构轴向贯通连接，增强了双圆弧段支护机构2的整体强度。
[0056] 每个内圆弧支撑梁24的两端分别和内圆弧连续墙21的两端对应连接，第一外圆弧支撑梁23的一端和第一直线段连续墙13对应端固定连接，另一端连接在第二直线段连续墙131上，第二外圆弧支撑梁231的两端分别和U形连续墙31的两端对应连接，使得环形支撑机构作为双圆弧连续墙的延伸与双圆弧连续墙构成一个整体，避免双圆弧连续墙与第一直线段连续墙13、第二直线段连续墙131、U形连续墙31的接头处出现应力集中现象，对接头位置应力起到分散的作用，提高双圆弧连续墙接头位置稳定性。
[0057] 本发明的双圆弧段基坑的双圆弧段支护机构2的受力原理分析：
[0058] 环形支撑机构可看做为一种超静定拱结构。受力分析时，将拱结构从中间切开，用多余未知力X1、X2、X3代替拱结构切开未知内力约束，式中 为拱轴任意点切线的倾角。
[0059] 根据超静定结构求解方法，结构的主位移和自由项分别为：
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064]
[0065]
[0066] 由经典方程，多余未知力可按下式计算：
[0067]
[0068]
[0069]
[0070] 根据叠加法原理，拱结构任一截面的内力由上述三个未知力作用合力和基本结构内力相加所得，即：
[0071] M＝X1+X2y+X3x+MP
[0072]
[0073]
[0074] 上式中，E为结构的弹性模量，I为距拱顶x处结构截面二次矩，A为结构截面面积，MP、FSP、FNP分别为基本结构在荷载作用下任一截面的弯矩、剪力和轴力。
[0075] 下面结合实施例具体说明本发明的设计方法模拟结果与常规支护的设计方法模拟结果对比分析，以验证本发明支护结构的设计的可靠性。
[0076] 分别采用本发明所述支护方式和常规支护方式建模分析；常规支护设计中，双圆弧段基坑部分采用十字交叉形式混凝土支撑，其他部分直线段支护机构1和端头段支护机构3采用本发明支护方式。本发明支护设计中，设置六层的环形支撑机构。
[0077] 选取双圆弧连续墙受力变形敏感部位计算分析，数值模拟计算结果如图4所示，其中左侧为采用常规支护双圆弧连续墙敏感位置随连续墙深度位移曲线，右侧为采用本发明支护方式双圆弧连续墙敏感位置随连续墙深度位移曲线。由图中可以看出，由于两种模型的双圆弧段支护机构2在双圆弧基坑内的轴向位置相同，因此双圆弧连续墙具有相同的变形趋势。双圆弧基坑内采用常规的支护机构，双圆弧连续墙最小位移20.1mm，最大位移58.9mm，采用本发明的双圆弧段支护机构2，双圆弧连续墙最小位移16.2mm，最大位移
40.3mm。因此可以判断采用本发明的一种变异地层非等径双圆弧基坑的组合支护结构使得基坑更加安全。
