既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工方法及支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工方法及支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，城市地下空間的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視，伴隨施工環(huán)境越來越復(fù)雜，施工難度也越來越大。目前，在城市道路、鐵路、機(jī)場、景觀綠地等既有設(shè)施下方建造地下通道、城市地鐵車站、地下停車場等工程，一般采用明挖順作法、逆作法、盾構(gòu)法、頂管法和管幕法等進(jìn)行施工。然而，明挖順作法對周圍環(huán)境擾動較大;盾構(gòu)、頂管法受到設(shè)備、結(jié)構(gòu)截面尺寸及成本的限制；管幕法適用于埋深較淺地層較好的地下工程支護(hù);采用單純的逆作法存在施工空間狹小、施工不便、出土困難且施工效率低等缺點(diǎn)。
[0003]因此，有必要開發(fā)一種適用于軟土地區(qū)，同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、工期及環(huán)境保護(hù)等多方面的要求的，既有設(shè)施下大斷面長距離多層地下空間的順逆結(jié)合施工方法及支護(hù)結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工方法及支護(hù)結(jié)構(gòu)，用于解決既有設(shè)施下大斷面、長距離、多層地下空間施工難度大的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0007]步驟一、垂直于掘進(jìn)方向在擬建地下空間兩端分別構(gòu)筑工作井和接收井，并沿著掘進(jìn)方向在所述擬建地下空間兩側(cè)施工一對相互平行的鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)；
[0008]步驟二、在所述擬建地下空間土體上方施工管幕，所述管幕由若干鋼管通過側(cè)面的鎖口依次并排緊密連接而成，所述鎖口空隙處填充止水材料，所述鋼管的軸線與掘進(jìn)方向一致，所述管幕平行于掘進(jìn)方向的兩端分別固接于所述鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，所述管幕垂直于掘進(jìn)方向的兩端分別懸設(shè)于所述工作井和所述接收井中；
[0009]步驟三、根據(jù)掘進(jìn)寬度，將擬建地下空間地下一層土體沿垂直于掘進(jìn)方向劃分為若干單元，每個所述單元四周均采用凍結(jié)法施工凍結(jié)壁；
[0010]步驟四、在所述凍結(jié)壁的保護(hù)下，從工作井開始沿垂直于掘進(jìn)方向兩側(cè)對稱分段開挖擬建地下空間的地下一層土體，在地下一層永久結(jié)構(gòu)的下方土體中施工靜壓鋼管粧，并同時(shí)沿著掘進(jìn)方向和垂直于掘進(jìn)方向采用逆作法施工地下一層永久結(jié)構(gòu)；
[0011]步驟五、對所述擬建地下空間的地下二層至地下N層土體通過旋噴粧加固，N為大于等于2的整數(shù)；
[0012]步驟六、采用抽條法逐層開挖所述擬建地下空間的地下二層至地下N層土體，邊開挖邊施工臨時(shí)支撐，并采用順作法依次施工基坑底板以及地下N層至地下二層永久結(jié)構(gòu)，割除所述擬建地下空間內(nèi)的靜壓鋼管粧。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟一中還包括由一對相互平行設(shè)置的地下連續(xù)墻構(gòu)成的工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)和接收井圍護(hù)結(jié)構(gòu)，所述工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)和接收井圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)垂直相接。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟四包括待開挖部分?jǐn)M建地下空間的地下一層土體后，施工地下一層頂板以及地下一層頂梁，使得垂直于掘進(jìn)方向的地下一層頂梁與所述鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)固定連接，沿著掘進(jìn)方向的地下一層頂梁與所述地下連續(xù)墻固定連接;繼續(xù)開挖并在所述擬建地下空間的地下一層土體下方施工靜壓鋼管粧;并依次施工地下一層底梁和地下一層結(jié)構(gòu)柱，使得垂直于掘進(jìn)方向的地下一層底梁與所述鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)固定連接，沿著掘進(jìn)方向的地下一層底梁與所述地下連續(xù)墻固定連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述管幕為平板型結(jié)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步地，所述地下連續(xù)墻上埋設(shè)有接駁器。
[0017]進(jìn)一步地，所述止水材料為止水劑或遇水膨脹橡膠條。
[0018]進(jìn)一步地，所述擬建地下空間的地下一層土體開挖前，分別在所述工作井和所述接收井內(nèi)施工臨時(shí)柱和臨時(shí)梁，用于支撐所述管幕。
[0019]進(jìn)一步地，所述臨時(shí)柱和臨時(shí)梁由H型鋼制作而成。
[0020]本發(fā)明還公開了一種既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括對稱設(shè)置于擬建地下空間土體兩端的工作井和接收井，垂直于掘進(jìn)方向且分別設(shè)置于所述工作井和所述接收井相向一側(cè)的一對平行設(shè)置的地下連續(xù)墻，對稱設(shè)置于所述擬建地下空間土體另外兩端且平行于掘進(jìn)方向的一對鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu);設(shè)置于所述擬建地下空間土體上方的一道管幕，所述管幕為若干并排設(shè)置的鋼管通過鎖口相連構(gòu)成的平板型結(jié)構(gòu)，所述鎖口空隙處填充止水材料;還包括設(shè)置于所述管幕下方的凍結(jié)壁、旋噴粧以及靜壓鋼管粧。
[0021]進(jìn)一步地，所述靜壓鋼管粧的頂端與地下一層底梁固定連接，所述靜壓鋼管粧深埋入所述擬建地下空間地下結(jié)構(gòu)底板下方的土體中，所述靜壓鋼管粧的埋深大于所述鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)的埋深。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于:
[0023]1、本發(fā)明的既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工方法，首先形成工作井和接收井的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并施工工作井和接收井;其次在擬建地下空間土體上部頂入密集設(shè)置的鋼管組成一道管幕，形成水密性的地下一層空間；然后對管幕下方的地下一層空間土體進(jìn)行凍結(jié)加固處理后，邊開挖邊采用逆作法施工地下一層永久結(jié)構(gòu)，隨著土體的逐步開挖，在地下一層永久結(jié)構(gòu)下方施工靜壓鋼管粧，使得管幕的荷載通過地下一層永久結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)柱傳遞至靜壓鋼管粧，從而形成穩(wěn)定的豎向受力體系;接著對地下二層至地下N層土體采用豎向旋噴粧進(jìn)行加固處理，并逐層分段開挖至坑底，同時(shí)施工地下結(jié)構(gòu)底板;最后采用順作法逐層往上施工永久結(jié)構(gòu)，并拆除位于工作井兩端的臨時(shí)支撐，割除地下空間范圍內(nèi)的靜壓鋼管粧從而完成地下空間主體結(jié)構(gòu)的施工。該施工方法充分發(fā)揮了順作法和逆作法結(jié)合的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)條件下的大斷面、長距離、多層地下空間的安全施工，而且在管幕法以及逆作法施工永久結(jié)構(gòu)體系的支護(hù)下有效控制了施工變形量，對其上方的既有設(shè)施影響小，無污染、無噪聲、環(huán)保，施工周期短，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益高。
[0024]2、本發(fā)明的既有設(shè)施下多層地下空間施工的支護(hù)結(jié)構(gòu)中管幕為平板型，在實(shí)現(xiàn)地下一層土方的開挖較傳統(tǒng)管幕法在控制變形方面具有明顯的優(yōu)勢，突破了傳統(tǒng)管幕法僅適用于單層地下空間開挖的局限性，同時(shí)，凍結(jié)壁和旋噴粧為土體開挖和永久結(jié)構(gòu)施工提供了穩(wěn)定的施工環(huán)境，靜壓鋼管粧的底端深入擬建地下空間待施工的地下結(jié)構(gòu)底板以下的土體中，其埋深大于鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)的埋深，從而靜壓鋼管粧深埋于擬建地下空間地下結(jié)構(gòu)底板以下的部分起到地基加固與地下抗拔粧的作用，使得地下空間受力體系安全穩(wěn)定。因此，通過該支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地下空間施工，不僅地下空間斷面形式不受限制、而且地下空間開挖規(guī)模不受限制，施工應(yīng)用范圍廣。此外，該支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工時(shí)不影響位于上方的既有設(shè)施，無污染、無噪聲，而且施工便捷，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)且環(huán)保。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟一的平面示意圖；
[0026]圖2是圖1的a-a剖視圖；
[0027]圖3是圖1的b-b剖視圖；
[0028]圖4是步驟二的a-a剖視圖；
[0029]圖5是步驟二的b-b剖視圖；
[0030]圖6是步驟三的a-a剖視圖；
[0031 ]圖7是步驟三的b-b剖視圖；
[0032]圖8、圖10是步驟四的a-a剖視圖；
[0033]圖9、圖11是步驟四的b-b剖視圖；
[0034]圖12是步驟五的a-a剖視圖；
[0035]圖13是步驟五的b-b剖視圖；
[0036]圖14是步驟六的a-a剖視圖；
[0037]圖15是步驟六的b-b剖視圖。
[0038]圖中:
[0039]A-擬建地下空間土體;1-工作井;2-接收井;3-鋼管粧圍護(hù)結(jié)構(gòu)，31-工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)，32-接收井圍護(hù)機(jī)構(gòu);4-管幕;5-凍結(jié)壁;61-地下一層頂梁，62-地下一層結(jié)構(gòu)柱，63-地下一層底梁，64-臨時(shí)梁，65-臨時(shí)柱;7-靜壓鋼管粧;8-旋噴粧;9-地下結(jié)構(gòu)底板。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的既有設(shè)施下多層地下空間順逆結(jié)合施工方法及支護(hù)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。為敘述方便，下文中所述的“上”、“下”與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
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