[发明专利]一种用于浅埋大型地下结构建造的棚架法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于浅埋大型地下结构建造的棚架法，适用于城市道路下大型地下结构的安全、快速施工，减少对地面交通的影响和地下管线的拆改。

背景技术

目前以地下铁道为主的城市地下工程施工通常采用明挖法、暗挖法、盖挖法和铺盖法等。这些方法技术成熟，但各具特点，都有一定的适用范围和条件。明挖法要求有较大的施工场地，如果地下铁道车站等大型地下结构位于城市道路下，需要长时间占用部分或全部道路，对交通影响大，并需对道路下的地下管线进行拆改。采用盖挖法、铺盖法可以减少占用道路的时间，但在进行盖挖顶板或铺盖结构施工过程中，仍需占用部分或全部道路，并拆改地下管线。暗挖法对地面交通影响最小，但要求埋深大、地质条件好、地下水位低，同时其造价高、安全风险大、施工速度慢。随着我国社会经济的进一步发展，需要在繁华的城市中心区修建大量的大型地下结构，目前主要是地下铁道的地下车站，将来会有地下商业街、地下高速路和防空地下室等。这些区域通常具有交通流量大，地下管线复杂，施工场地狭窄等特点，同时有些城市或地区地质条件差，地下水位高，邻近建筑物沉降变形控制要求严格等，为面对这些不利条件对城市地下工程施工造成的压力，迎接未来大型地下结构建造的挑战，需要进行地下工程施工方法的再创新、再创造。

发明内容

基于上述问题，本发明在消化吸收明挖法、盖挖法、暗挖法思想的基础上，提出了一种用于浅埋大型地下结构建造的棚架法，其采用明挖法的围护结构（如排桩加止水帷幕、地下连续墙等）挡土挡水；采用盖挖半顺作半逆作的方法进行主体结构施工，并利用先构筑好的中立柱、侧墙、中板和顶板提供开挖空间内的竖向和横向支撑体系；在采用暗挖法开挖出的小导洞内，进行主体结构中立柱条形基础的施工；通过设置大直径管棚承受路面和地层的荷载，并保护地下管线。其目的在于提供一种在城市道路下进行浅埋大型地下结构建造的一种新方法，做到技术合理可行，易于保证主体结构质量，施工安全快速，对地面交通和地下管线影响小。为了实现上述目的，本发明的用于浅埋大型地下结构建造的棚架法，其技术方案如下：

步骤一：在拟建地下结构两侧构筑围护结构（例如，排桩加止水帷幕或地下连续墙等），围护结构的混凝土灌注到地面，围护结构中的钢筋笼顶端低于地面一定深度，位于如下所述大直径密排管棚底面以下。其中，围护结构的嵌固深度满足整体稳定性及开挖底部渗流稳定性的要求。地下结构两端采用围护桩或暗挖横通道进行封堵，对于地铁车站需预留盾构进出洞条件。

步骤二：平行并紧贴所述围护结构一侧开挖一长条形基坑，作为下述大直径密排管棚施工的工作室；该基坑开挖宽度根据场地条件确定，并尽量少占地面道路，以4～6m为宜；基坑的深度满足如下所述大直径密排管棚底面以下0.5m左右；在所述长条形基坑内，施作大直径密排管棚，大直径密排管棚的横截面能够抵抗路面和地层荷载的作用，具有足够的强度和刚度；大直径密排管棚两端伸出围护结构两端一定长度，以减少大直径密排管棚跨中的弯矩；大直径密排管棚之间相互咬合，或采取平行于大直径密排管棚的水平深孔注浆措施，防止上部土层水土流失，以利于控制上覆土层的沉降，更好地保护地下管线。

步骤三：所述大直径密排管棚施作完毕后，回填所述长条形基坑，并恢复路面；在邻近地下结构附近，构筑竖井及横通道，在横通道内通过打设水平孔，疏干拟开挖空间内土层中地下水；通过所述竖井及横通道，开挖小导洞，小导洞的跨度和高度满足人员及小型机具设备作业需要即可，不宜过大，以净空高度和跨度均小于3m为宜；在小导洞内浇筑主体结构中立柱的条形基础，条形基础两侧施工缝处预留足够长度的钢筋，以使其与两侧底板浇筑时能更好的连接，并预留中立柱底部杯形口及节点连接件。

步骤四：通过所述竖井及横通道，在大直径密排管棚以下一侧开挖出一定空间，在大直径密排管棚与围护结构搭接的位置内侧构筑内置冠梁，采取措施使该内置冠梁与大直径密排管棚和围护结构牢固连结。

步骤五：在所述开挖空间内继续向下开挖土方，并对另一侧土体边坡采用支护结构进行加固，防止另一侧土体边坡滑移，并对所述大直径密排管棚起竖向支撑作用；其向下挖土深度到中板底面标高。

步骤六：在所述开挖空间内，对主体结构中立柱进行放样定位，向下钻孔并构筑中立柱（一般采用钢管混凝土中立柱），中立柱底部设置在所述中立柱底部杯形口中并通过所述节点连接件构筑成柱底座节点。

步骤七：构筑所述地下结构的中板及中板与中立柱的节点，中板施工缝处预留足够长度的钢筋，以使其与另一侧中板浇筑时能更好的连接，同时构筑地下结构中板以上一侧的侧墙和顶板，并回填顶板以上空间。