CN102535513A - 结构终极法 - Google Patents
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Abstract
结构终极法为地下空间资源开发利用新论,由结构法和终极法组成,开发为结构法,分结构和施工,结构为自立结构,由支承、托换、支护、抗隆等结构组成;施工融合多种现代土木工程工法而成。结构、施工按现行规范执行,施工过程中,工程不受地质特性控制,与岩土工程理论无关。利用为终极法,分用途和模式,用途以地高为主,市政设施、通用建筑为辅;模式以公共隧道形式对资源进行综合一次终极开发。新论为地下空间资源开发利用的基本理论,结束人类社会开发地下空间资源凭经验、工程不安全的历史。新论规划、开发、建设现代城市,能有效地克服城市“综合症”,对人类生存质量有着深远意义,堪称城市可持续发展典范,并补充、完善全球可持续发展。
Description
结构终极法属于地下空间资源开发利用。
本发明基于下面事实提出的:伦敦以地铁为轴线的地下空间资源开发利用,被视为现代地下空间资源开发利用的起点,即城市现代交通的起点,结束步行交通、马车交通的历史。地铁问世于1863年,当时世界上尚未发明汽车和开发石油,25年后(1888年),德国奔驰汽车商业上市,开创人类汽车交通新纪元。纵观现代城市交通,其模式大概有三,一是地铁交通单一模式(1863年至1888年),二是地铁、汽车交通多元和谐模式(1888年至二战后),期间由于车少路多,城市出现有轨电车;三是地铁、汽车交通多元堵车模式(二战后至现在)。随着人类社会经济发展和科技进步,城市交通模式为动态模式。半个多世纪前,城市开始堵车,今天已是限车“治堵”,有车不能上路。2000年世界未来城市大会《柏林宣言》郑重宣称,全世界城市没有一个做到真正可持续发展。城市“堵车”非一国一城“独家新闻”,而是全球性的、灾难性的。城市交通堵塞等诸多弊端总称为城市“综合症”,
多年以来,人类社会迫切希望实现汽车地下化,解决城市交通堵塞,但只是纸上谈兵,并无实际进展。汽车地下化不能实现的症结在于地下空间资源开发施工工法。现有地下空间主要施工工法有二:一是基坑法;二是盾构法,基坑法施工不安全,但能开发任意地下空间;盾构法施工安全,但只能开发小空间——隧道。准确地说:按现有岩土工程理论开发任意地下空间,地面道路两侧的建筑要倒塌,对城市(建筑)而言是场“灾难”,地下空间资源不能有效开发和合理利用,汽车地下化受阻,酿成城市“综合症”。两害相权取其轻,各国政府与国际社会对“灾难”和“综合症”权衡利弊,苦涩地接受城市“综合症”,认同城市“综合症”带来苦不堪言,甚至令人恐惧的城市交通,无条件接受限车“治堵”措施,这样残酷的现实全球城市必须面对,无一幸免。理性是人类发展的基础。
现有地下空间开发利用模式为“岩土工程·地下空间·地铁”模式,诠释为:利用岩土工程理论开发地下空间,目的是建立地铁交通。现有模式具有工程施工不安全;不能实现汽车地下化,建立城市地下立体交通;资源利用率低等诸多缺陷。一味修建地铁无助于城市交通畅通。以北京为例,即使修建1000公里地铁,数量为全球之冠,也只能实现交通不瘫痪的最低要求,城市交通仍将以限车为“基调”,堵车为“常态”,车速不会超过15km/h。“首堵”桂冠将与后人为伴、与历史共存,永不分离,试问,北京城市可持续发展模式何在?!
其实,全球城市“综合症”的始作俑者为联合国“地空门”。所谓联合国“地空门”是指联合国发表了“开发地下空间,实现城市的可持续发展”文件,其目的是为现有地下空间开发模式——地铁模式“保驾护航”,将地下空间资源开发利用锁定在地铁模式上,并视为可持续发展模式,放弃资源开发利用创新换代,致使全球出现城市“综合症”,城市不可持续发展已成为全球可持续发展的软肋,其论点称为联合国“地空门”。
城市交通实现汽车地下化,必须解决任意地下空间施工工法的安全。结构终极法(又称结构法)研发核心宗旨是取代现有地下空间开发工法(基坑法、盾构法)。结构终极法是通过对岩土工程重新定位、结构工程工艺融合、交通工程更新换代、开发模式一改现状,使多层面、多学科的地下空间资源开发利用重新洗牌,重塑未来城市交通模式。结构终级法开发地下空间模式为“结构工程·地下空间·地下高速(地高)”模式,诠释为:利用结构工程理论开发地下空间,目的是实现以汽车地下化为主,市政设施(雨水、污水等)、通用建筑为辅的综合开发。应该指出:结构终极法为地下空间资源开发利用提出了全新理论和换代模式,通过“结构工程·地下空间·地高”开发模式与现有“岩土工程·地下空间·地铁”开发模式全方位比较,联合国“地空门”真真切切赤裸于天下。世界各国政府、国际学术界应坚定不移地摒弃有悖于城市汽车交通模式的地铁交通,大胆地揭露联合国“地空门”贪婪者唯利是图的丑恶本性,强有力地推广本发明,“还我”城市可持续发展,福祉人类社会,当代人、后代人将会“铭诸肺腑”。客观地说,城市交通模式换代是科技进步的需要、时代发展的需要,城市可持续发展的需要,岂能等闲。
结构终极法有自立结构、公共隧道、辅助结构三个层面。自立结构是结构终极法的核心,也是敷设公共隧道(地下框架结构)的安全保障,辅助结构是实现自立结构的措施结构。结构终极法由结构法和终极法组成,资源开发采用结构法,分结构和施工二个层面,结构为自立结构,由支承结构、托换结构、支护结构、抗隆结构等组成,施工融合多种现代土建和勘察施工工艺而成,结构、施工按现行规范执行,施工过程中,工程不受地质特性控制,与岩土工程理论无关。资源利用采用终极法,分用途和模式,用途以地高为主,市政设施、通用建筑为辅,模式以公共隧道形式对资源进行综合、一次终极开发。结构终极法按线性结构终极法和点块结构终极法分别叙述于次。
甲、线性结构终极法
结构终极法用于城市道路下地下空间资源开发利用,其结构终极法称为线性结构终极法,按资源开发、资源利用二个层面分别叙述。
一、资源开发
线性地下空间资源开发采用结构法,分结构(设计)和施工(工艺)二个层面。
一)结构
结构按自立结构、公共隧道、辅助结构等分别叙述。
(一)自立结构
自立结构按由支承结构、托换结构、支护结构、抗隆结构等分别叙述。
1、支承结构
支承覆盖地层和公共隧道荷载的结构称其为支承结构,支承结构按支承柱、支承柱基础等分别叙述。
1)支承柱
支承柱有隔离挖孔支承柱、冲击支承柱等二种。隔离挖孔支承柱,采用隔离挖孔竖井敖设支承柱,其柱称为隔离挖孔支承柱。冲击支承柱,采用冲击支护竖井敷设支承柱,其柱称为冲击支承柱。
2)支承桩基础
支承柱基础有单桩基础和多桩基础二种。支承柱支承于单桩上,其基础称为单桩基础;支承柱支承于多桩上,其基础称为多桩基础。
2、托换结构
支承覆盖地层等竖向荷载的结构称其为托换结构。托换结构有单层、双层托换结构二种。单层托换结构仅有一衬,由纵梁支承,双层托换结构由一衬和二衬拱板组成,一衬称为托换结构,属于施工措施,二衬为现浇结构,属于结构部分。纵梁支承于围护结构和支承柱上。
3、支护结构
支护结构由围护结构和顶撑结构构成。
1)围护结构
围护结构有梁板围护结构和平板围护结构二种,前者受力模型:土压力——拱板——竖梁——顶撑结构。后者受力模型:土压力——平板——水平暗梁——顶撑结构。梁板围护结构命名以板为准,分多工艺拱板梁板围护结构和连续墙拱板梁板围护结构二种,多工艺拱板梁板围护结构的竖梁有现浇隔离挖孔竖梁和冲击支护竖梁二种,连续墙拱板梁板围护结构的竖梁有冲击支护竖梁和连续墙竖梁二种。平板围护结构采用支护沉井敷设,其结构称为支护沉井平板围护结构,支护沉井平板围护结构于顶撑处设置水平暗梁。
2)顶撑结构
顶撑结构按竖向、平面以及连接和节点分别叙述。
(1)按竖向
顶撑结构按竖向有板上顶撑、板下顶撑二种。结构底板上的顶撑称为板上顶撑,为工具式钢结构;结构底板下的顶撑称为板下顶撑,为一次性钢筋混凝土结构。
(2)按平面
按平面有横向结构和纵向结构二种。
A、横向结构
横向结构为支护顶撑结构,承担土压力水平荷载,有沉梁顶撑结构、冲击顶撑结构二种。
A)沉梁顶撑结构
沉梁顶撑结构有整体沉梁顶撑结构、组合沉梁顶撑结构二种。
(A)整体沉梁顶撑结构
沉梁顶撑结构全长下沉,其结构称为整体沉梁顶撑结构。整体沉梁顶撑结构是对组合沉梁结构而言,其实整体沉梁顶撑结构即沉梁顶撑结构。沉梁顶撑结构是通过底座沉梁顶撑敷设。底座沉梁顶撑按竖向、平面分别叙述。按竖向,底座沉梁顶撑由沉梁加固结构、沉梁嵌槽结构、沉梁π形结构组成。沉梁π形结构相当于一根π形梁,在其π形梁外侧设置纠偏水平杆,沉梁π形结构是沉梁下沉和挖土工作室。在沉梁π形结构上面设有沉梁加固结构,沉梁嵌槽结构,是敷设竖向支护杆的工作室。沉梁顶撑的下沉支护是由沉梁π形结构、支承支护体系、沉梁工具式钢管顶撑组成。从平面,底座沉梁顶撑中间为沉梁π形结构等,两侧为竖井,坚井是土方开挖和沉梁下沉的工作通道。板下沉梁顶撑为钢筋混凝土结构,其形式有二,一是底座顶撑,即在底座沉梁内敷设钢筋混凝土而成,二是现浇顶撑,现浇顶撑设在沉梁π形结构上面,直接现浇钢筋混凝土而成。根据框架结构深度和地质特性,板上、板下沉梁顶撑的数量按设计确定。从工作原理,沉梁顶撑是依托底座沉梁顶撑液压下沉。
(B)组合沉梁顶撑结构
组合沉梁顶撑结构由局部沉梁顶撑和拓长沉梁顶撑组成。沉梁顶撑仅部份下沉,其顶撑称为局部沉梁顶撑。局部沉梁顶撑的剩余部份称其为拓长沉梁顶撑。
a、局部沉梁顶撑
局部沉梁顶撑与整体沉梁顶撑相同,不赘述。
b、拓长顶撑结构
拓长顶撑结构是通过顶杆管洞敷设,有板上拓长沉梁顶撑、板下拓长沉梁顶撑二种。
B、冲击顶撑结构
冲击顶撑结构有分段、整体冲击顶撑结构二种。冲击顶撑采用分段冲击成型,其结构称为分段冲击顶撑结构;冲击顶撑采用全长冲击成型,其结构称为整体冲击顶撑结构。冲击顶撑结构用于乱石、建筑垃圾地层。
(2)纵向结构
纵向结构有顶撑、拉杆、竖井加固三种。顶撑详见横向顶撑。拉杆为斜拉杆,斜拉杆对称设置,从上层框架结构与下层支承柱斜拉。竖井加固是通过支承柱与竖井护壁加固而成。
(3)连接与节点
顶撑结构采用混凝土连接,便于顶撑拆除,支承柱与顶撑采用工具式钢结构结点。
4、抗隆结构
抗隆结构有支护抗隆结构和配重抗隆结构二种。
1)支护抗隆结构
通过支护结构实现抗隆,其结构称为支护抗隆结构。支护抗隆结构设置后,不能随意变动,所以,支护抗隆结构又称其为静态抗隆。支护抗隆结构有倒悬臂抗隆结构和简支抗隆结构二种。
(1)倒悬臂抗隆结构
底板顶撑下面的倒恳臂支护结构阻止土体隆起,其抗隆结构称为倒悬臂抗隆结构。
(2)简支抗隆结构
底板顶撑下面的简支支护结构阻止土体隆起,其抗隆结构称为简支抗隆结构。支护抗隆结构由底板顶撑和抗隆顶撑共同支撑支护结构而成。
2)配重抗隆结构
配重抗隆结构是利用物体重量阻止土体隆起,其抗隆结构称为配重抗隆结构。配重抗隆结构由建筑配重抗隆结构与措施配重抗隆结构组成,配重抗隆结构可理解为结构底板下面的虚拟底板,所以,配重抗隆结构又称其为虚拟底板抗隆。措施配重抗隆结构按实际抗隆监测设计,所以又称为动态抗隆结构。
(1)建筑抗隆结构
利用框架结构的重量阻止土体隆起,其抗隆结构称为建筑配重抗隆结构。
(2)措施抗隆结构
措施抗隆结构,是指框架结构土方开挖时,支护抗隆结构(倒悬臂抗隆结构或简支抗隆结构)不能有效阻止土体隆起,需要及时采用措施抗隆结构阻止框架结构内土体隆起,其结构称为措施抗隆结构。实际上,措施抗隆结构是与框架结构共同组成配重抗隆结构,阻止土体隆起。建筑抗隆结构已经存在,关键是措施抗隆结构敷设。措施抗隆结构有T形沉井措施抗隆结构、旋喷搅拌措施抗隆结构二种。
(1)T形沉井措施抗隆结构
T形沉井措施抗隆结构是将T形沉井下沉至底板下面,沉井敷设钢筋混凝土底板,并从沉井内向外高压注浆或通过水平旋喷搅拌,使沉井外土体变为结石,沉井内填土,构成T形沉井措施抗隆结构。
(2)旋喷搅拌措施抗隆结构
旋喷搅拌措施抗隆结构是在框架结构内,敷设竖向旋喷搅拌,使土体变为结石,实现旋喷搅拌桩阻止土体隆起,其抗隆结构称为旋喷搅拌措施抗隆结构。
覆盖地层等竖向荷载、土体向上隆起荷载和土压力水平荷载均由自立结构自身承担,其设计、施工按现行结构规范执行。自立结构是敷设公共隧道的安全保障。
(二)公共隧道
地下空间资源从开发、利用层面,称其为结构终极法;从用途、模式层面,称其为公共隧道法。准确地讲,公共隧道法对其资源实施综合、一次终极开发,只有在公共隧道法的前提下,框架结构才能界定为公共隧道,否则,不能称其为公共隧道。公共隧道按框架结构、抗隆结构、墙板结构分别叙述。
一)框架结构
地下工程为框架结构,有常规框架结构和混合框架结构两种。所谓混合框架结构是指框架结构下面设置大型雨水排水管网(管道),实际上,混合框架结构是由框架结构和框架结构下面的管网组成。管网设计因工程而异,可设置于框架结构内或框架结构下面。
二)抗隆结构
按抗隆结构有无抗隆结构和有抗隆结构两种。有抗隆结构是根据抗隆监测,设置虚拟底板抗隆结构。
三)墙板结构
按受力模型,墙板结构分为相同模型和非同模型二种。墙板结构与围护结构的受力模型两者相同,其模型称为相同模型;墙板结构与围护结构的受力模型两者非同,其模型称为非同模型,相同模型即围护结构等于墙板结构。非同模型的墙板结构不等于围护结构。围护结构为梁板结构,墙板结构为平板结构,即非同模型,墙板结构为复合平板墙板结构。所谓复合平板墙板结构是指墙板结构是在原梁板围护结构的基础上,增设正作墙板,两者构成复合平板墙板结构。
(三)辅助结构
辅助结构有顶杆管洞、多工艺拱板、特殊沉井、隔离挖孔桩、冲击支护竖井、支承支护体系等六种。
1、顶杆管洞
顶杆管洞由管洞顶杆、管洞格栅、管洞内衬等组成。顶杆管洞用于多桩承台、拓长结构、管网敷设。
2、多工艺拱板
多工艺拱板利用底座拱板敷设。底座拱板由拱板加固结构、拱板嵌槽结构桩头液压结构、拱板变换结构组成。拱板嵌槽结构设有嵌槽,桩头液压结构设置千斤顶,拱板变换结构分顶压拱板、挤压拱板、混压(顶压、挤压兼有)拱板三种,拱板变换结构不设置挤压桩头,其拱板称为顶压拱板,拱板变换结构全部设置挤压桩头,不设置空室,其拱板称为挤压拱板,拱板变换结构兼有空室和挤压桩头,其拱板称为混合拱板,挤压桩头是通过千斤顶加压下沉,沉箱底座拱板敷设逆作拱板混凝土。
3、特殊沉井
特殊沉井有T形沉井和支护沉井两种。前者仅用于抗隆;后者用于管网、抗隆。
1)T形沉井
T形沉井由沉井拱座和沉井井筒组成,沉井拱座上部为拱形,沉井井筒为圆形,沉井拱座为挖土、下沉工作室,井筒为输土、施工工作通道。其工作原理与一般沉井相同,但结构不同。
2)支护沉井
支护沉井分底座沉井和支承支护体系两个层面,底座沉井由沉井加固结构、沉井嵌槽结构和沉井底座结构组成。沉井嵌槽结构设有嵌槽。支承支护体系是通过液压将底座沉井下沉,用于墙板、管网敷设。
4、隔离挖孔桩
隔离挖孔桩不同于现有挖孔桩,其竖井可为圆、椭圆、矩形等任意形状。隔离挖孔桩敷设是通过底座实现。隔离挖孔桩按工作室、底座与导向架、竖井与导向架、竖向结构分别叙述。
1)工作室
隔离挖孔桩通过导向杆,将桩平面划分为输土工作室和安全工作室二个部分,输土工作室是土方挖掘、输土工作通道,仅设置一个,安全工作室是施工安全操作工作室,可设置一个或二个,所以,隔离挖孔桩有二室隔离挖孔桩和三室隔离挖孔桩二种。
2)底座与导向架
底座与导向架按底座种类、嵌槽设置、底座导向架分别叙述。隔离挖孔桩是通过底座实现逆作竖井成型。底座种类有底座竖井、底座导框二种。底座竖井按竖向和平面二个层面,按竖向,由竖井加固结构、竖井嵌槽结构和竖井整体结构组成;按平面,由竖井壁、嵌槽、竖向支护杆、安全挡土板、导向杆、安全盖板等组成。底座导框由上导框、下导框、导框角柱、安全挡土板、导向杆、安全盖板等组成。按嵌槽有设置嵌槽和不设置嵌槽二种。不设置嵌槽,底座加固结构、嵌槽结构取消。底座(底座竖井、底座导框)安全挡土板或底座壁固定二根I形导向杆,构成底座“一次”导向架。蟹斗土方施工法设置底座“一次”导向架;挖掘土方施工法,不设置底座“一次”导向架。
3)竖井与导向架
竖井由逆作混凝土、逆作模板、逆作护壁顶撑、导向杆、安全挡土板等组成。两根导向杆固定于逆作护壁顶撑或逆作混凝土上,构成竖井“一字”导向架。竖井“一字”导向架与底座“一字”导向架为同心结构,前者为静态导向架,后者为动态导向架。确切的讲,底座“一字”导向架可自由地沿竖井“一字”导向架下沉。
4)竖向结构
竖向结构在逆作竖井内敷设,有灌注隔离竖向结构和现浇隔离竖向结构二种。灌注隔离竖向结构有灌注隔离工程桩和灌注隔离支护桩二种,现浇隔离竖向结构有现浇隔离支承柱、现浇隔离竖梁和现浇隔离圆环悬臂支护桩三种,所谓现浇隔离圆环悬臂支护桩由圆环悬臂竖梁和两侧的圆环悬臂组成,所以,称其支护桩为现浇隔离圆环悬臂支护桩。现浇隔离圆环悬臂支护桩有单一、组合现浇隔离圆环恳臂支护桩二种。单一现浇隔离圆环悬臂支护桩即现浇隔离圆环悬臂支护桩;组合现浇隔离圆环悬臂支护桩是由现浇隔离圆环悬臂支护桩与挡土支护组成。换言之,支护结构是利用挡土支护将现浇隔离圆环恳臂支护桩连为整体,所以,其支护桩称为组合现浇隔离圆环恳臂支护桩。组合现浇隔离圆环悬臂支护桩的圆环悬臂应设置预留孔或牛腿,便于挡土支护敷设。挡土支护采用板式或杆式构件,并可辅以喷浆处理。
5、冲击支护竖井
所谓冲击支护竖井是指竖井采用孔状冲击成型,并在竖井内敷设支护结构,其竖井称为冲击支护竖井。主要用于有建筑垃圾地层的支承柱。
6、支承支护体系
支承支护体系由立杆、水平支护杆和水平顶撑组成,立杆可采用千斤顶支承杆或对其加固,具有支承、支护两种功能。支承功能是指液压对底座(底座沉井、底座沉梁顶撑)加压支承功能;支护功能是指对竖向支护杆的支护功能。支承支护体系用于支护沉井和沉梁顶撑。
辅助结构是敷设自立结构不可或缺的措施结构。
二)施工
施工按自立结构施工、公共隧道施工、辅助结构施工分别叙述。
(一)自立结构施工
自立结构施工有支承结构施工法、顶板结构施工法、支护结构施工法、抗隆结构施工法四种。
1、支承结构施工法
支承结构施工法按支承柱基础施工法和支承柱施工法分别叙述。
(1)支承柱基础施工法
支承柱基础施工法有单桩基础施工法和多桩基础施工法二种,单桩基础的支承柱支承于单桩之上,桩的种类根据工程确定,多桩基础的支承柱支承于多桩之上,多桩基础关健是承台施工,多桩承台采用顶杆管洞、注浆工艺敷设,然后在承台上敷设支承柱。
(2)支承柱施工法
支承柱施工采用隔离挖孔支承柱施工法和冲击支承柱施工法施工竖井,支承柱在竖井内施工。
2、托换结构施工法
托换结构施工法分逆作顶板施工法、托换顶板施工法二种。逆作顶板施工法采用明挖工艺施工。托换顶板施工法采用暗挖工艺。
3、支护结构施工法
支护结构施工法有两个层面:一是围护结构施工法,二是顶撑结构施工法。
1)围护结构施工法
围护结构施工法有梁板围护结构施工法和平板围护结构施工法二种。梁板围护结构施工法有多工艺拱板、连续墙拱板梁板围护结构施工法等二种。多工艺拱板梁板围护结构施工法由竖梁施工法和多工艺拱板施工法组成,竖梁施工法有现浇隔离竖梁施工法和冲击支护竖梁施工法二种。具体施工程序:先施工竖梁竖井;然后施工多工艺拱板,多工艺拱板的土方推入竖井直接输至地面,拱板采用逆作施工法;最后施工竖梁,形成梁板围护结构。连续墙拱板梁板围护结构施工法由竖梁施工法和连续墙拱板施工法组成,竖梁施工法有冲击支护施工法和连续墙竖梁施工法二种。平板围护结构施工法采用支护沉井敷设,其施工法称为支护沉井平板围护结构施工法。
2)顶撑结构施工法
顶撑结构施工法分横向顶撑施工、纵向顶撑施工二种。
(1)横向顶撑施工法
横向顶撑施工法有沉梁顶撑施工法和冲击顶撑施工法二种。
A、沉梁顶撑施工法
沉梁顶撑施工法分组合沉梁顶撑施工法和整体沉梁顶撑施工法二种。
A)组合沉梁顶撑施工法
组合沉梁顶撑施工法按局部沉梁顶撑施工法、液压下沉施工法、随沉措施施工法、纠偏施工法和拓长沉梁顶撑施工法分别叙述。
(A)局部沉梁顶撑施工法
局部沉梁顶撑施工从上而下就位。现按一根板上局部沉梁顶撑和一根底座局部沉梁顶撑为例予以说明。施工流程分三步:底座局部沉梁顶撑、板上局部沉梁顶撑下沉至地面;板上局部沉梁顶撑就位;底座局部沉梁顶撑就位。如果底座局部沉梁顶撑、板下局部沉梁顶撑均为多根,板上局部沉梁顶撑仍依次从上而下就位,底座局部沉梁顶撑首先就位,但底座局部沉梁顶撑上面的局部沉梁板下顶撑应从下而上敷设板下局部拓长顶撑,然后敷设中间板下局部沉梁顶撑。
(B)液压下沉施工法
液压下沉有两种方式:一是常规千斤顶,在顶撑间采用独立支承支护体系,其体系由竖向支护杆、立杆、水平杆组成;二是空心千斤顶,在顶撑间采用组合支承支护体系,其体系由独立支承支护体系与空心千斤顶的支承杆组成。
(C)随沉措施施工法
所谓随沉措施是指局部沉梁下沉时,拓长沉梁顶撑的结构钢筋等和钢管结构等安置于局部沉梁顶撑内随之下沉,属于施工措施,所以,称其措施为随沉措施。随沉措施有板下随沉措施和板上随沉措施二种。板下随沉措施为钢筋混凝土的结构钢筋等,板上随沉措施为钢管结构,否则拓长沉梁顶撑就不能实现。
(D)纠偏施工法
板下沉梁顶撑采用水平杆纠偏,板上沉梁顶撑采用竖向支护杆纠偏。
(E)拓长沉梁顶撑施工法
局部板下沉梁顶撑就位后,进行纠偏调整,在局部沉梁顶撑内采用顶杆管洞、注浆工艺,将沉梁顶撑拓长为管洞(坑道),利用随沉结构钢筋和钢管结构,将拓长板下顶撑敷设为钢筋混凝土结构,板上拓长沉梁顶撑敷设为工具式钢管结构。
B)整体沉梁顶撑施工法
整体沉梁顶撑施工是全长沉梁顶撑均采用液压下沉工艺敷设,其施工流程同局部沉梁顶撑施工,但无需随沉措施施工和拓长沉梁顶撑施工。
B、冲击顶撑施工法
冲击顶撑施工法分冲击成型施工和混合支护施工二个层面,冲击成型采用线性一次冲击成型;混合支护由顶顶撑结构与支承支护体系组成,从地面直接敷设,其施工法称为冲击顶撑施工法。冲击顶撑施工法有分段冲击顶撑施工法和整体冲击顶撑施工法二种。
(2)纵向顶撑施工
纵向顶撑施工有顶撑结构施工法、拉杆施工法、加固竖井施工法。顶杆结构施工法(见前)。拉杆施工采用钻孔施工法。加固是通过支承柱竖井护壁与土体加固顶紧,确保支承柱、竖井护壁、土体三者稳固。
4、抗隆结构施工
抗隆结构施工有支护抗隆施工和配重抗隆施工二种。
1)支护抗隆施工法
支护抗隆施工法有倒悬壁抗隆施工法和简支抗隆施工法二种。倒悬臂抗隆施工与围护结构一并施工。简支抗隆施工分二个层面:一是支护抗隆施工,支护抗隆施工与围护结构一并施工;二是顶撑施工,顶撑施工有底板顶撑施工、抗隆顶撑施工等二种,其施工与上部顶撑施工一并进行。
2)配重抗隆施工法
配重抗隆施工法有建筑抗隆施工与措施抗隆施工两个层面,建筑抗隆施工即框架结构施工,实际上,配重抗隆施工是指措施抗隆施工法。措施抗隆施工法按T形沉井措施抗隆施工法、旋喷搅拌措施抗隆施工法等分别叙述。
(1)T形沉井措施抗隆施工法
T形沉井措施抗隆施工法分三步,第一步:将T形沉井沉至设计标高,并采用钢筋混凝土封底;第二步:在T形沉井外高压注浆,或通过水平旋喷搅拌,使沉井外土体变为结石;第三步:沉井内回填土。
(2)旋喷搅拌桩措施抗隆施工
旋喷搅拌措施抗隆施工法是在框架结构内,按设计要求,通过竖向旋喷搅拌施工,使其框架结构结构底板下土体变为结石。
(二)公共隧道施工
自立结构、辅助结构施工贯穿公共隧道施工全过程。公共隧道施工是按路段单元逐一实施,每段公共隧道施工类似一个基坑施工。公共隧道施工按框架施工、抗隆施工、墙板施工分别叙述。
一)框架施工
框架施工有常规框架施工法和混合框架施工法二种。所谓混合框架结构施工法是框架施工至底板后,再采用支护沉井施工法和顶杆管洞施工法交替施工大型雨水管网。大型雨水管网施工后,继续施工框架结构底板等。常规框架施工法和混合框架施工法均采用逆作施工法。
二)抗隆施工
抗隆施工分无措施抗隆结构施工和有措施抗隆结构施工两类。无措施隆结构施工是指公共隧道施工不设置配重抗隆结构(亦称为虚拟底板),即无动态抗隆,只有静态抗隆。有措施抗隆施工是指公共隧道施工设置配重抗隆结构,即静态抗隆和动态抗隆兼有。具体施工:首先根据抗隆监测,公共隧道施工至一定高度,采用T形沉井敷设配重抗隆结构(虚拟地板),然后继续施工公共隧道。管网施工采用下沉沉井,下沉沉井下沉就位后,管网在下沉沉井内成型。
三)墙板施工
墙板结构施工法有同模型施工法和非同模型施工法二种。同模型施工法的墙板施工等围护结构施工。非同模型施工法为复合平板墙板施工法。所谓复合平板墙板施工法是指将已施工的梁板围护结构的基础上,增设正作墙板,两者构成复合墙板,其施工法称为复合平板墙板施工法。
(三)辅助结构施工
辅助结构施工有顶杆管洞施工法、多工艺拱板施工法、特殊沉井施工法、隔离挖孔桩施工法、冲击支护竖井施工法、支承支护体系施工法等六种。
1、顶杆管洞施工法
管洞竖井敷设后,顶杆管洞施工流程:(1)敷设管洞顶杆;(2)管洞格栅顶进;(3)管洞土方开挖;(4)敷设管洞内衬。
2、多工艺拱板施工法
多工艺拱板施工是通过液压(沉箱)底座拱板下沉,敷设逆作拱板而成。由于地质特性差异,挤压桩头设置不同,底座拱板加压方式有顶压(需要挖土)、挤压(无需挖土)、混压(减少挖土)等三种下沉工艺,所以,其拱板称为多工艺拱板。多工艺拱板用于围护结构,施工程序:首先施工竖井(竖梁),然后施工多工艺拱板;最后在竖井内施工竖梁。其工艺特点是将多工艺拱板土方直接推入竖井,由竖井输送至地面。
3、特殊沉井施工法
特殊沉井施工不同于现有一般沉井施工,分T形沉井施工法和支护沉井施工法两种。
1)T形沉井施工法
T形沉井与一般沉井施工工艺相同:挖土、下沉、井筒混凝土浇灌等逐一交叉进行。
2)支护沉井施工法
支护沉井施工分底座沉井施工和支承支护体系施工两个层面,底座沉井通过机具挖土和液压促使底座沉井下沉,支承支护体系随底座沉井下沉逐一敷设。两者交替施工,直至底座沉井下沉设计标高为止。
4、隔离挖孔桩施工法
隔离挖孔桩施工法按土方施工法、底座施工法、竖井施工法、竖向结构施工法分别叙述。
1)土方施工法
隔离挖孔桩土方施工法有蟹斗土方施工法和挖掘土方施工法二种,蟹斗施工法于输土工作室内抓土,并直接输至地面,安全工作室的土方不断推入输土工作室,并及时输至地面,其土方施工法称为蟹斗土方施工法。挖掘施工法是采用挖掘机在安全工作室、输土工作室挖掘土方,由输土工作室输至地面,其土方施工法称为挖掘土方施工法。
2)底座施工法
底座施工法有底座竖井施工法和底座导框施工法二种。底座竖井施工法采用液压支承支护体系下沉施工法。底座导框施工法采用杠杆加压下沉施工法。
3)竖井施工法
竖井施工法程序:土方施工;底座下沉至设计标高;敷设逆作模板、逆作护壁顶撑、竖井“一次”导向架、浇灌逆作混凝土而成。
4)竖向结构施工法
竖向结构在隔离挖孔竖井内施工,分灌注施工法和现浇隔离施工法二种。在隔离挖孔竖井内灌注混凝土,有灌注隔离挖孔灌注工程桩和现浇隔离支护桩二种。在隔离挖孔竖井内,现浇钢筋混凝土有现浇隔离支承柱和现浇隔离圆环悬臂支护桩施工法二种。现浇隔离恳臂支护桩施工法有单一现浇隔离悬臂支护桩施工法和组合现浇隔离悬臂支护桩施工法二种。单一现浇隔离圆环悬臂支护桩施工法即圆环悬臂支护桩施工法。圆环悬臂支护桩施工法分三步:圆环悬臂竖井施工;在竖井内施工竖梁;在圆环悬臂内填土。组合现浇隔离圆环悬臂支护桩施工法分两步:先施工现浇隔离圆环悬臂支护桩,然后,待基坑开挖时,逐一敷设挡土支护。
5、冲击支护竖井施工
冲击支护竖井施工有成型、支护、结构施工三个层面。一、成型采用孔状冲击成型;二、成型后,设置支护结构;三、排除泥浆后,在竖井内敷设现浇支承柱。
6、支承支护体系施工法
支承支护体系施工法是随底座下沉逐一敷设。换言之,随底座下沉,支承支护体系的立杆、水平支护杆、水平顶撑逐一施工。
自立结构、辅助结构、公共隧道等设计、施工按有关现行规范执行。
二、资源利用
线性地下空间资源利用采用终极法,分用途和模式二个层面。
一)用途
用途是以地高为主,市政设施和通用建筑为辅的综合开发。
(一)地高
在城市道路下面设置地高,是汽车地下化的需要,也是拓展城市道路交通唯一途径,别无选择。地高不仅能有效地“治堵”,而且为人类社实现会梦寐以求的智能、秩序、和谐城市交通提供了平台。地高立交位于道路界定范围内,其立交又称为路界立交。地高按一层地高、二层地高、铁上地高、多道交叉分别叙述。
1、一层地高
一层地高按交通种类、路段设置、交叉与立交等分别叙述。
1)车道种类
车道种类分单道交通和多道交通二种,单道交通仅设置地高,多道交通由地高和非机道(自行车道)组成。
2)路段设置
在地高路段上,设置路段进出匝(垂直、平行)、路段换向匝、路段变线段、公交路段立交。路段进出匝按道路方向,有垂直、平行进出匝两种,垂直进出匝可直接进出地高或间接进出地高,间接进出地高是通过上层通用建筑进出地高路段进出匝可对称或非对称设置;路段换向匝有环形换向匝和进出换向匝二种,通过单边拓宽或双边拓宽实现;路段变线段可以拓宽;公交路段立交设置于地面、地高路段上,地面与地高中间层设置通用建筑。
3)交叉与立交
交叉与立交按地面交叉、地面立交、非机平台、地高立交、地高组合、立交公交等分别叙述。
(1)地面交叉
地面交叉为信号平交
(2)地面立交
地面立交为下穿地面立交,按立交道型、立交种类、通行控制等分别叙述
A、立交道型
现有城市道路宽窄不一,要想在现有道路范围内建立地高立交,应因地制宜,采用多种立交道型,立交道型有宽型、窄型二种。道型实际上是利用长度换宽度。宽型于第一坡段设置主线(直通线、穿跨线)、右匝、换向左匝、进出匝,其立交道型称为宽型立交;调整立交进出匝和主线的纵向位置,立交在第一坡段仅设置右匝、换向左匝,将主线、进出匝向立交外移,其立交称为窄型立交。
B、立交种类
地面立交种类有非互通地面立交和互通地面立交两种。下穿立交可直通、右转,但不能左转,其立交称为非互通地面立交;在非互通地面立交的基础上,增设线下换向左匝,其立交称为互通地面立交。所谓线下换向左匝,是指左匝在地面主线下面通过,其左匝称为线下换向左匝。
C、通行控制
地面通行控制有三种:一是信号控制,地面平交为信号控制。二是混合控制,非互通地面立交(即下穿立交)为混合控制。所谓混合控制是指信号控制和无信号控制二者兼有,下穿线(直通)为无信号控制,地面主线、左匝(左转)为信号控制。三是无信号控制,互通地面立交为无信号控制
(3)非机平台
设置非机道(自行车道、行人道)的平台称其为非机平台。非机平台设置信号平交、公交路段立交下面、非互通、互通地面立交间(直通线与下穿线间)。按功能、道路、竖向标高、平交分别叙述。按功能,有单非机道平台、双非机道平台两种,单非机道平台仅设行人道,双非机道平台有行人道和自行车道二种。按道路,非机平台分立交非机平台和路段非机平台二种。按竖向标高,非机平台有地上非机平台和地下非机平台二种,地上非机平台位于地面层,实际上,平台上面的交通相当于高架。地下非机平台位于地面下层,地面层设有地面平台梯。按平交有地上、地下非机道平交两种,地上非机道平交有环形交织平交、信号平交两种,地下非机道平交为错位平交。所谓错位平交,是指自行车道在平台行人道竖梯下通过,形成自行车环行道。
(4)地高立交
地高立交按立交形式、立交道型、立交组成等分别叙述。
A、立交形式
地高立交形式同地面立交
B、立交道型
地高立交道型同地面立交
C、立交组成
地高立交由主线(跨越线和直通线)、左匝、右匝、进出匝(斜坡道)、补充匝等分别叙述。
A)主线
主线有直通线、下穿线、上跨线。
B)左匝
左匝按换向、拓宽等分别叙述。按换向,左匝有主线换向左匝、多匝换向左匝、单匝换向左匝、无道换向左匝等四种。主线换向左匝:换向左匝在主线中间换向,其换向称为主线换向左匝。多匝换向左匝:避免立交出现主线换向左匝,主线(下穿立交的下穿线)提前下穿,将主线换向左匝变为多匝换向左匝。所谓多匝换向左匝是指换向左匝在右匝和进出匝等匝道中间换向。单匝换向左匝:换向左匝在右匝中间换向,其换向称为单匝换向左匝。无道换向左匝:换向左匝在无其它车道条件下换向,其换向称为无道换向左匝。按拓宽有单边拓宽换向和双边拓宽二种。仅在道路一边拓宽,称其为单边拓宽。在道路两边同时拓宽,称其为双边拓宽。
C)右匝
右匝按立交,有下穿立交设上层右匝、上跨立交设下层右匝等二种。
D)进出匝
地高立交进出匝是立交重要的组成部份,进出匝的纵向位置根据立交形式、立交层次和立交道型设置。
E)补充匝
补充匝是指上跨立交为实现全圆互通,需要增设上跨上层右匝作为补充匝。
(5)地高组合
地高组合分地高组合立交和地高组合路段两种
A、地高组合立交
地高组合立交由地面信号平交、非互通地面立交、互通地面立交与地高立交叠加,其地高组合立交依次为信号组合地下二层地高立交(信号地高立交)、非互通地面组合地下三层地高立交(非互通地高立交)和互通地面组合地下三层地高立交(互通地高立交)三种。地高组合立交分下穿、上跨二类。地高组合立交为全圆互通立交。对于下穿地高立交而言,设置主线,右匝、左匝、进出匝等就能实现立交全圆互通,但上跨地高立交需要增加补充匝,补充匝为上跨上层右匝,才能实现上跨立交全圆互通。所谓全圆互通立交是指地高纠合立交(信号地高立交、非互通地高立交、互通地高立交)具有从地面一相进、出地高另三相的功能。
B、地高组合路段立交
地高组合路段立交由垂直、平行非互通地面立交、垂直、平行互通地面立交、地面直通与地高直通叠加,其地高组合路段立交依次为垂直、平行非互通路段立交、垂直、平行互通路段立交、公交路段立交等五种。按换向匝有进出换向匝和环形换向匝二种。对地高而言,路段立交有进出匝和换向匝种特殊匝道。
(6)立交公交
立交公交按设计原则、地面公交分类、公交组成和公交换乘等分别叙述。
A、设计原则
立交公交设计原则为各行其道,互不交织,为此,立交设置专用公交段,为站位、竖梯、通道、公交进出道、非机道平交等设施提供平台。
B、地面公交分类
地面公交分有公交站和无公交站二种。无信号互通地面立交为有公交站;地面信号平交、非互通地面立交为无公交站。非互通地面立交为混合控制,所谓混合控制是指控制兼有信号控制、无信号控制二种,所以,其控制称为混合控制。
C、公交组成
立交公交由站位、竖梯、通道、公交进出道、非机道平交组成。
A)站位
站位分主线站位和匝道站位等二种。主线站位有主线内站(内站)和主线外站(外站)二种。站位设置于主线中间,称其为内站,站位设置于主线外则,称其为外站。匝道站位设置于主线外侧。主线站位按类型,有分散型和集中型二种。内站和匝道站位分别设置,站位称其为分散型;外站与匝道站位均设置于主线处侧,站位称其为集中型。匝道站位按类型,有单一型和混合型二种。单一型站位为一匝一站;混合型站位为二匝一站,即左、右匝道共用一个站位。
B)竖梯
公交竖梯有内梯、线上外梯、线下外梯、地面平台梯、中间通道对称梯五种。竖梯位于主线中间,其梯称为内梯;竖梯位于主线外侧,从主线上面通过,其外梯称为线上外梯;从主线下面通过,其外梯称为线下外梯;地面至地下平台梯称为地面平台梯。
C)通道
通道设置于地面、楼板、底板下面,有中间通道、主线通道和匝道通道三种。中间通道设置于主线中间;主线通道、匝道通道与主线、匝道垂直。
D)公交进出道
根据立交形式、道路宽窄、交通流量等多种因素,公交进出道有非机平台进出道和地面进出道二类。
(A)非机平台进出道
非机平台进出道是通过非机平台实现。非机平台有地上、地下非机平台进出道两种。地上非机平台进出道是由地面公交、地高公交行人汇于地上非机平台,再进出地面行人道;地下非机平台进出道是由地面公交、地高公交行人汇于地下非机平台,经地面平台梯,再进出地面行人道。
(B)地面进出道
地面进出道有T形进出道、I形进出道和U形进出道三种。T形进出道是在立交公交内梯、外梯和通道的基础上,增设中间通道、中间通道对称梯、地高出站信号安全区而成,从信号安全区进出地面行人道,其进出道称其为T形进出道,用于信号地高立交、非互通地高立交、垂直、平行非互通路段立交。I形进出道是通过内梯、线下外梯、中间通道、主线通道形成I形通道平台,组成I形进出道。地面行人、地面公交行人、地高公交行人,通过I形通道平台,实现行人互通平交。适用于互通地高立交、垂直、平行互通路段立交;U形进出道即主线通道,适用于公交路段立交。T形、I形、U形进出道因其平面或竖向路线相似T形、I形、U形而得名。
E)非机道平交
非机道由自行车道和行人道组成。自行车道有地面自行车道和地下自行车道二种。行人道有三个层面,一是地面行人道(地下通道);二是地面公交行人道;三是地高公交行人道。根据不同立交和公交进出道,非机道平交分五种:一、信号非机道平交,适用于T形进出道的信号地高立交非互通地高立交、非互通路段立交;二、立交分离式非机道平交,立交分离式非机道平交自行车道采用下穿环形平交,行人道采用互通平交,(即利用I形通道平台实现互通),适用于I形进出道的互通地高立交、互通路段立交。所谓下穿环形平交是指自行车道设置于地面下穿层的道下换向左匝外侧,实现互通地面平交,简称下穿环形平交;三、路段分离式非机道平交,路段分离式非机道平交自行车道采用中间环形平交,行人道采用通道平交(即主线通道),适用于U形进出道的公交路段立交;所谓中间环形平交是指自行车道设置于公交路段立交的地面与地高中间层,实现公交路段立交自行车环形平交,简称中间环形平交;四、可控式非机道平交,可控式非机道平交有环形非机道平交和信号非机道平交两种,两者变换根据非机道流量确定,适用于地上非机平台进出道;五、错位非机道平交,错位非机道平交适用于地下非机道平台进出道。
D、公交换乘
地面与地高公交换乘于立交内实现,其换乘称为一站换乘;地面与地高公交换乘于立交外实现,其换乘称为就地换乘。公交换乘模式取决于地面通行控制。无信号控制为一站换乘;信号控制、混合控制为就地换乘。互通地高立交、垂直、平行互通路段立交、公交路段立交以及地高立交(自身)为一站换乘;信号地高立交、非互通地高立交和垂直、平行非互通路段立交为就地换乘。
2、二层地高
地下空间设置二层地高,其地高称为二层地高,按路段和立交分别叙述。
1)路段
二层地高的上层与一层地高相同,下层无非机道,不设公交,其进出匝是通过上层和垂直进出匝实现。
2)立交
二层地高交叉为地下四层地高立交,形成两个互通地高立交。下层无公交。
3、铁上地高
在地铁上设置地高,其地高称为铁上地高,按路段和立交分别叙述。
1)路段
铁上地高是指地高设置于地铁上面,地高在上,地铁在下,视竖向高度,两者间可设置通用建筑。
2)立交
铁上地高同类交叉为二层地高、二层地铁立交,地高在上,地铁在下。地铁建成,地高拟建。所以,地高立交和公交设计取决于地铁车站的竖向标高和平面位置,具有多样性。
4、多道交叉
多道交叉是指地高、地铁多种交通形式交叉,分为二类:一是同类交叉,二是混合交叉。同类交叉是指地高相互交叉,有二层、三层、四层地下地高立交三种;混合交叉是指一层地高、二层地高与铁上地高相互交叉,混合交叉有三种:一、铁上混合三层立交,一层地高与铁上地高交叉,其立交称为铁上混合三层立交(二层地高、一层地铁)二、铁隔混合四层立交,二层地高与铁上地高,其立交称为铁隔混合四层立交(一层地铁、三层地高)。三、铁上混合四层立交,铁上地高自身交叉其立交称为铁上混合四层立交(二层地高、二层地铁)。
应该指出:同类地下二层公交互通立交、同类地下四层公交互通立交和混合地下三层公交互通立交等三种立交均可在其立交上,设置信号地面,非互通地面立交和互通地面立交等三种不同形式地面交通,构成不同功能、层次的组合立交。另外,铁上地高的地高是在已建地铁上敷设而成,具有竖向高度和平面位置二个层面的不确定性,所以,铁上地高设计只能因地制宜,随工程而异。
(二)市政设施
市政设施有雨水管网、超级蓄水池、污水管网、污水处理设施、以及其它市政管网设施等。按项目有建设项目和拟建项目二类。拟建项日采用预留空间,届时,根据城市发展规划需要再敷设。
(三)通用建筑
通用建筑有四个层面:一是商业、住房建筑;二是静态交通;三是汽车换代基础设施(充电或加氢);四是防灾抗毁设施。所谓通用建筑是指各种用途可相互置换。根据需要通用建筑有单层和多层二种。
线性地下空间资源开发遇上江、河、铁路、建筑物等,是通过隧道敷设地下交通、市政管网与两端相连。
二)模式
资源开发利用模式按综合开发和开发法则分别叙述。
(一)综合开发
综合开发是将地下交通、市政设施、通用建筑等,以公共隧道形式进行综合一次终极开发。
(二)开发法则
开法法则是地下空间资源实施综合一次终极开发的设计规则,分规划法则、设计法则、实施法则三个层面。
1、规划法则
规划法则采用超前统筹规划法则。规划法则是以城市交通(汽车动、静态交通)需求为依据,使其汽车动、静态交通等实现需求与供应相匹配。所以,又称为供需匹配规划法则。地下空间资源规划是以路段作为规划建设单元,逐一形成地下交通网络,确保城市交通(路、车)供需动态平衡。
2、设计法则
设计法则采用通用置换设计法则。通用置换设计法则的核心是设计安全度取值,结构设计应根据超前统筹规划的项目,设计荷载按最大值取用,以及有关构造处理,使工程适应各种用途动态变化需求,置换灵活方便,达到通用的目的,所以,设计法则称为通用置换设计法则。因工程设计按最大荷载取值,设计法则又称为最大荷载设计法则。
3、实施法则
实施法则采用一次分段实施法则。实施法则是终极开发的关键。地下空间资源开发不像地面建筑,可多次重复再开发,而地下空间开发后难以变换,只能一次开发,所以,框架结构竖向(深度),采用一次终极开发。城市交通为山峰形,中区交通量多,周边交通量少,地下空间开发是以城市中区逐一分段向周边延伸,不断的加长、加密,逐步形成地高路网,确保路与车二者供需平衡,所以,道路(纵向)从功能上,需要分段终极开发,实施法则由一次终极开发和分段终极开发构成,法则统称为一次、分段终极实施法则(简称终极实施法则)。实施法则遵循规划法则的道与车供需动态平衡的原则。
乙、点块结构终极法
点块地下空间资源采用点块结构终极法,点块结构终极法分资源开发和资源利用二个层面,资源开发有抗力法、结构法和组合法三种。抗力法即基坑法的抗力支护,抗力支护为隔离挖孔支护;结构法同前;组合法是由结构法与作岛法组成,即中间采用作岛法,周边采用结构法,所以,称其法为组合法。点块地下空间资源利用与线性地下空间资源利用不同,其用途和模式因工程而异,并无定式。
由于地下空间资源开发利用受地质特性、基坑深度、场地周边建筑和开发用途等诸多因素制约,资源开发对岩土理论、自然放坡等非结构理论仍需应用,不能弃之。结构终极法为地下空间资源开发利用的核心和主体,属于基本理论和方法,结束人类社会长期以来,对地下空间资源开发利用处于被动、无序、低效以及凭“经验”、施工不安全的历史。
全球可持续发展倍受世界各国政府和国际社会广泛关注,城市可持续发展是全球可持续发展不可惑缺的组成部分,目前,对城市可持续发展有两种截然不同的观点,一是联合国观点,认为城市是可持续发展;二是2000年柏林全球市长会议的《柏林宣言》观点,认为城市不可持续发展。前者观点是错误的,其观点被本发明称为联合国“地空门”;后者观点是正确的,但需要对地下空间资源开发利用创新研发,采用新技术理论作支撑,否则,只是纸上谈兵空议论,无实际意义。
地下空间资源为自然资源,与其它资源一样,能否开发利用其关键是工法。像与人类生活息息相关的能源换代、海水淡化应用等产业出现奇迹,应归功于科技创新。科技创新是本写不完的“天书”,时空无边无界,产业无处不在。创新换代是人类社会不断发展、进步的泉源,永无止境。结构终极法开发地下空间资源,做到“物用其尽,好钢用在刀刃上”的目的,为人类社会书写城市可持续发展“新篇章”,补充、完善全球可持续发展。
众所周知,联合国是管理全球最高的国际机构,并非学术团体,对全球可持续发展议题应慎之又慎。特别是涉及多层面、多学科、关系到城市可持续发展的地下空间资源开发利用,岂能说三道四。通过本发明(结构终极法)全面诠释,城市不可持续发展总结于次:一、联合国“地空门”由联合国贪婪、腐败的官员与唯利是图的商家合谋操控,一手泡制了现代城市“综合症”,祸害全球,这正是城市不可持续发展的元凶;二、城市可持续发展必须有新的技术理论作支撑,地下空间资源开发创建新理论、利用宗旨重新定位,实现汽车地下化,建立地高取代地铁,才能实现城市可持续发展;三、城市可持续发展是全球可持续发展的重要组成部分。应吸取“地空门”惨重教训,利用现代科技,全面审势各领域可持续发展现况,建立全球可持续发展管理体制乃当务之急。
可以肯定,唯有利用本发明规划、开发、建设现代城市,对人类城市生存质量具有现实的深远意义,堪称城市可持续发展典范。本发明为中国创立了第一个具有原始创新的新兴巨无霸产业——全球地下空间资源产业。
本发明为重大科技发明。现将其优越性闸述于次:1、资源开发节约土地资源,开辟地下多元地产,城市也更环保;2、医治“城市综合症”,实现和谐、秩序、畅通交通和城市集约;3、克服物流顽症;4、消弭内涝灾害;5、对目前汽车换代所需的基础设施(充电或加氢)能提供最佳场地;6、多维路网络效应台城市道路交通获得最佳优化,有益节能碱排;7、汽车地下化对全球汽车产业的发展不无裨益;8、地下空间资源以公共隧道模式开发,有利于市政设施增设、换代、维护,避免城市污染;9、工程施工安全,造价便宜。
附图名称:
图1、自立结构平面图
图2、自立结构横剖面图(A-A)
图3、T形沉井立面图
图4、支护沉井底座沉井图:立面图
图5、支护沉井底座沉井图:沉井加固结构平面图(A-A)
图6、支护沉井底座沉井图:沉井嵌槽结构平面图(B-B)
图7、支护沉井底座沉井图:沉井整体结构平面图(C-C)
图8、顶杆管洞施工流程图:(1)敷设管洞顶杆
图9、顶杆管洞施工流程图:管洞杆件横剖面(A-A)
图10、顶杆管洞施工流程图:(2)管洞格栅顶进
图11、顶杆管洞施工流程图:管洞格栅横剖面(B-B)
图12、顶杆管洞施工流程图:(3)管洞土方开挖
图13、顶杆管洞施工流程图:管洞土方开挖横剖面(C-C)
图14、顶杆管洞施工流程图:(4)敷设管洞内衬;
图15、顶杆管洞施工流程图:管洞内衬横剖面(D-D)
图16、隔离挖孔桩工作室平面图:(1)二室平面图
图17、隔离挖孔桩工作室平面图:(2)三室平面图
图18、二室隔离挖孔桩底座竖井图:(1)立面图
图19、二室隔离挖孔桩底座竖井图:(2)竖井加固结构平面图(A-A);
图20、二室隔离挖孔桩底座竖井图:(3)竖井嵌槽结构平面图(B-B);
图21、二室隔离挖孔桩底座竖井图:(4)竖井整体结构平面图(C-C);
图22、二室隔离挖孔桩底座竖井图:(5)安全挡土板剖面图(D-D)
图23、二室隔离挖孔桩底座导框图:(1)立面图
图24、二室隔离挖孔桩底座导框图:(2)平面图(A-A)
图25、现浇隔离圆环悬臂支护桩平面图:(1)支护桩护壁成型平面图
图26、现浇隔离圆环悬臂支护桩平面图:(2)支护桩结构平面图
图27、多工艺拱板底座拱板图:(1)立面图
图28、多工艺拱板底座拱板图:(2)拱板加固结构平面图(A-A)
图29、多工艺拱板底座拱板图:(3)拱板嵌槽结构平面图(B-B)
图30、多工艺拱板底座拱板图:(4)桩头液压结构平面图(C-C)
图31、多工艺拱板底座拱板图:(5)拱板变换结构平面图(D-D)——(A)顶压拱板平面图
图32、多工艺拱板底座拱板图:(5)拱板变换结构平面图(D-D)——(B)挤压拱板平面图
图33、多工艺拱板底座拱板图:(5)拱板变换结构平面图(D-D)——(C)混压拱板平面图
图34、底座沉梁顶撑图:(1)立面图
图35、底座沉梁顶撑图:(2)沉梁加固结构平面图(A-A)
图36、底座沉梁顶撑图:(3)沉梁嵌槽结构平面图(B-B)
图37、底座沉梁顶撑图:(4)沉梁π形结构平面图(C-C)
图38、底座沉梁顶撑图:(5)通道剖面图(D-D)
图39、底座沉梁顶撑图:(6)中间剖面图(E-E)
图40、局部沉梁顶撑施工流程图:(1)底座、板上局部沉梁顶撑下沉至地面
图41、局部沉梁顶撑施工流程图:(2)板上局部沉梁顶撑就位
图42、局部沉梁顶撑施工流程图:(3)底座局部沉梁顶撑就位
图43、地上非机平台平面图(位于地面层)
图44、地下非机平台平面图(位于地面下层)
图45、宽型互通地面立交和分散单一型公交平面图(直通层,位于地上非机平台上面)
图46、宽型互通地面立交和分散单一型公交平面图(下穿层,位于地上非机平台上面)
图47、非互通垂直路段立交和公交平面图(地面层)
图48、非互通垂直路段立交和公交平面图(中间层)
图49、非互通垂直路段立交和公交平面图(地高层)
图50、非互通平行路段立交和公交平面图(地面层)
图51、非互通平行路段立交和公交平面图(中间层)
图52、非互通平行路段立交和公交平面图(地高层)
图53、公交路段立交平面图(地面层)
图54、公交路段立交平面图(地高层)
图55、宽型下穿信号地高立交和分散单一型公交平面图(地面层)
图56、宽型下穿信号地高立交和分散单一型公交平面图(地高上层)
图57、宽型下穿信号地高立交和分散单一型公交平面图(地高下层)
图58、宽型上跨信号地高立交和分散单一型公交平面图(地面层)
图59、宽型上跨信号地高立交和分散单一型公交平面图(地高上层)
图60、宽型上跨信号地高立交和分散单一型公交平面图(地高下层)
图61、窄型下穿地高立交和集中混合型公交平面图(地高上层)
图62、窄型下穿地高立交和集中型混合公交平面图(地高下层)
图63、窄型上跨地高立交和集中型混合公交平面图(地高上层)
图64、窄型上跨地高立交和集中型混合公交平面图(地高下层)
根据附图进一步说明
图1-图2为自立结构图
自立结构承担竖向荷载(覆盖地层)、水平荷载(土压力)、隆起荷载(土体隆起),其最大的特点是:底板下面不设支护结构,而是由抗隆结构来平衡结构底板下的土压力荷载产生的隆起。
图3为T形沉井立面图
T形沉井的井筒为现浇钢筋混凝土结构,沉井拱座下沉与井筒现浇交替进行。
图4——图7为支护沉井底座沉井图
支护沉井由底座沉井与支承支护体系组成,底座沉井是通过对支承支护体系加压,促使底座沉井下沉。换言之,支护沉井是通过底座沉井下沉敷设支承支护体系。
图8——图15为顶杆管洞施工流程图
顶杆管洞用于多桩承台、局部沉梁顶撑的拓长顶撑施工等。
图16——图17为隔离挖孔桩工作室平面图
二室、三室隔离挖孔桩按工程需要确定。
图18——图22为二室隔离挖孔桩底座竖井图。
底座竖井下沉需要增加液压。
图23——图24为二室隔离挖孔桩导框底座图。
底座导框采用杠杆施压。
图25——图26为现浇隔离圆环悬臂支护桩平面图。
圆环悬臂视为竖梁的牛腿。
图27——图33为多工艺拱板底座拱板图
底座拱板下沉有三种工作状态:顶压、挤压、混压等三种,根据地质特性工作状态可相互置换,以适用竖向土层变化。挤压桩头是通过移动千斤顶液压下沉。
图34——图39为底座沉梁顶撑图
底座沉梁顶撑由沉梁π形结构、沉梁嵌槽结构和沉梁加固结构组成。沉梁π形结构为挖土、下沉工作室,沉梁嵌槽结构敖设竖向支护杆,沉梁加固结构上设置千斤顶,沉梁顶撑结构两端设置沉梁工作通道。
图40——图42为局部沉梁顶撑施工流程图
局部沉梁顶撑施工流程图是以一根底座局部沉梁顶撑和一根板上局部沉梁顶撑为例,采用混合支承支护体系,拓长沉梁顶撑采用顶杆管洞敷设。
底座沉井、底座沉梁顶撑、底座拱板、底座竖井均可不设置嵌槽,取消加固结构、嵌槽结构,仅设置整体结构,竖向支护杆直接设置于底座。底座沉井、底座沉梁顶撑的竖向支护杆采用工具式;底座拱板、底座竖井的竖向支护杆采用一次性。
图43——图44为地上非机平台平面图、地下非机平台平面图
地上非机平台采用非机道环形平交(即交织平交)或信号平交二种。地下非机平台采用非机道错位平交。
图45——图46为宽型互通地面立交和分散单一型公交平面图。
互通地面立交采用I形进出道,自行车道为下穿环形平交,行人道为互通平交。下穿环形平交图面上未表示。
图47——图49为非互通垂直路段立交和公交平面图
非互通垂直路段立交采用T形进出道,下穿线具有地面下穿、地高进出等多种功能,所以,地面下层不允许变线,避免交织。
图50——图52为非互通平行路段立交和公交平面图
非互通平行路段立交采用T形进出道,在地面与地高间设有中间层,中间层设置环形换向匝,在地高层设置进出换向匝。
图53——图54为公交路段立交图
公交路段立交采用U形进出道,自行车道为中间环行平交,行人道为主线通道,两者各行其道,互不干扰。
图55——图60为宽型下穿、宽型上跨信号地高立交和分散单一型公交平面图
信号地高立交采用T形进出道。分散型站位,在地高上、下层间采用线上外梯与线下外梯,集中型站位,地高上、下层间仅采用线下外梯。主线通道、匝道通道位于楼板、底板下面。
图61——图64为窄型下穿、窄型上跨地高立交和集中混合型公交平面图
地高立交可与信号平交、非互通地面立交、互通地面立交分别组成信号地高立交、非互通地高立交、互通地高立交三种。
站位、竖梯、通道、行人道、非机道、进出道等按现行有关设计规范设计。在确保进出道、非机道平交优化畅通的前提下,站位、竖梯、通道、行人道、非机道的设计可因工程而异,不拘一格。
图中数字表示:
1-自立结构、2-支承柱、3-拱板、4-竖梁、5-支护结构、6-支承结构、7-托换结构、8-抗隆结构、9-顶撑结构、10-竖向荷载、11-水平荷载、12-隆起荷载、13-结构底板、14-简支支护抗隆结构、15-抗隆顶撑、16-底板顶撑、17-底座导框、18-隔离挖孔竖井、19-导框角柱、20-上导框、21-下导框、22-嵌槽、23-虚拟底板、24-沉梁工作通道、25-沉梁加固结构、26-沉梁嵌槽结构、27-沉梁π形结构、28——底座竖井、29-竖向支护杆、30-下沉顶座、31-逆作护壁顶撑、32-逆作模板、33-沉井加固结构、34-沉井嵌槽结构、35-沉井整体结构、36-支护桩填土、37-拱板加固结构、38-拱板嵌槽结构、39-拱板整体结构、40-桩头液压结构、41-拱板变换结构、42-底座拱板、43-千斤顶、44-空室、45-挤压桩头、46-顶压拱板、47-挤压拱板、48-混压拱板、49-圆环悬臂、50-圆环恳臂竖梁、51-逆作混凝土、52-现浇隔离圆环悬臂支护桩、53-千斤顶支承杆、54-底座沉井、55-管洞顶杆、56-管洞格栅、57-管洞内衬、58-管洞土方开挖、59-T形沉井、60-输土工作室、61-安全工作室、62-移动千斤顶、63-圆环悬臂竖肋、64-顶杆管洞、65-管洞竖井、66-公共隧道、67-竖井加固结构、68-竖井嵌槽结构、69-竖井整体结构、70-支承支护体系、71-竖井“一字”导向架、72-安全挡土板、73-水平支护、74-支护顶撑、75-沉井拱座、76-沉井井筒、77-底座沉梁顶撑、78-底座局部沉梁顶撑、79-板上局部沉梁顶撑、80-底座拓长沉梁顶撑、81-板上拓长沉梁顶撑、82-混合支承支护体系、83-底座“一字”导向架、84-导向杆、85-地上非机平台、86-地下非机平台、87-非机道错位平交、88-道下换向左匝、89-T形进出道、90-中间通道、91-中间通道对称梯、92-地面平台梯、93-非机道环形平交、94-地面信号主线、95-右匝、96-中间换向左匝、97-进出匝、98-内站、99-内梯、100-外站、101-主线通道、102-匝道通道、103-线上外梯、104-线下外梯、105-地下非机平台进出道、106-自行车道、107-自行车环形道、108-地面交通、109-地高、110-地面直通线、111-地面下穿线、112-地高直通线、113-地高下穿线、114-地高上跨线、115-主线换向左匝、116-多匝换向左匝、117-单匝换向左匝、118-无道换向左匝、119-地高出站信号安全区、120-环形换向匝、121-进出换向匝、122-上跨上层右匝、123-U形进出道、124-地上非机平台进出道、125-地面行人道、126-I形进出道。
Claims (21)
1.一种地下空间资源开发利用的结构终极法,分线性结构终极法和点块结构终极法二种,线性结构终极法有资源开发和资源利用二个层面,资源开发分结构与施工,结构有自立结构(1)、公共隧道(66)、辅助结构三种,自立结构由支承结构(6)、托换结构(7)、支护结构(5)、抗隆结构(8)组成;施工融合多种现代上建和勘察施工工艺而成,结构、施工按现行规范执行,施工过程中,工程不受地质特性控制,与岩土工程理论无关,自立结构(1)承受竖向荷载(10)、水平荷载(11)和隆起荷载(12)三种荷载,竖向荷载(10)由支承结构(6)、托换结构(7)承担,支承结构(6)由支承柱(2)构成,水平荷载(11)支护结构(5)承担,隆起荷载(12)由抗隆结构(8)承担,抗隆结构(8)为虚拟底板(23)抗隆,资源利用分用途和模式,用途有地高(109)、市政设施、通用建筑三种,模式是以公共隧道(66)形式,对其资源进行综合、一次终极开发,点块结构终极法有抗力法、结构法、组合法三种。
2.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的自立结构(1)有支承结构(6)、托换结构(7)、支护结构(5)、抗隆结构(8)组成,支护结构(5)由围护结构和顶撑结构(9)组成。
3.根据权利要求1或2所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的围护结构有梁板围护结构和平板围护结构二种,梁板围护结构由竖梁(4)和拱板(3)组成,有多工艺拱板梁板围护结构和连续墙拱板梁板围护结构二种,平板围护结构于顶撑处设置水平暗梁。
4.根据权利要求1或2所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的顶撑结构(9)有横向顶撑结构和纵向顶撑结构二种,横向顶撑有沉梁顶撑结构、冲击顶撑结构二种,沉梁顶撑结构的底座沉梁顶撑(77)由沉梁加固结构(25)、沉梁嵌槽结构(26)、沉梁π形结构(27),沉梁工作通道(24)和嵌槽(22)组成,沉梁顶撑两端设置沉梁工作通道(24),沉梁工作通道(24)是沉梁土方和施工通道,沉梁顶撑结构有整体沉梁顶撑结构和组合沉梁顶撑结构二种,组合沉梁顶撑结构由局部沉梁顶撑和拓长沉梁顶撑组成,冲击顶撑结构有分段冲击顶撑结构和整体冲击顶撑结构二种,纵向结构有顶撑、拉杆、竖井纵向加固三种。
5.根据权利要求1或2所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的抗隆结构(8)有支护抗隆结构和虚拟底板(23)抗隆两种,支护抗隆结构有倒恳臂支护抗隆结构和简支支护抗隆结构(14)二种,结构底板(13)以下悬臂支护结构称其为倒悬臂支护抗隆结构,简支支护抗隆结构(14)由底板顶撑(16)和抗隆顶撑(15)支撑支护抗隆结构而成,虚拟底板(23)抗隆由建筑抗隆结构和措施抗隆结构构成,措施抗隆结构有T形沉井措施抗隆结构、旋喷搅拌措施抗隆结构二种。
6.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的结构终极法的公共隧道按墙板结构有复合平板墙板结构,复合平板墙板结构是在梁板围护结构的基础上,增设正作墙板,两者构成复合平板墙板结构。
7.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的结构终极法的辅助结构分顶杆管洞(64)、多工艺拱板、特殊沉井、隔离挖孔桩、冲击支护竖井、支承支护体系(70)等六种,顶杆管洞(64)由管洞顶杆(55)、管洞格栅(56)和管洞内衬(57)组成;多工艺拱板是通过底座拱板(42)敷设,底座拱板(42)由拱板加固结构(37)、拱板嵌槽结构(38)、拱板整体结构(39)、嵌槽(22)构成,拱板整体结构(39)有桩头液压结构(40)和拱板变换结构(41)两个层面,桩头液压结构(40)设置移动千斤顶(62),拱板变换结构(41)分顶压拱板(46)、挤压拱板(47)、混压拱板(48)三种,拱板变换结构(41)不设置挤压桩头(45),即拱板变换结构(41)为空室(44),其拱板称为顶压拱板(46),拱板变换结构(41)全部设置挤压桩头(45),不设置空室(44),其拱板称为挤压拱板(47),拱板变换结构(41)兼有空室(44)和挤压桩头(45)二种,其拱板称为混合拱板(48);特殊沉井有T形沉井(59)和支护沉井二种,T形沉井(59)由沉井井筒(76)和沉井拱座(75)构成,支护沉井由底座沉井(54)和支承支护体系(70)组成,底座沉井(54)由沉井加固结构(33)、沉井嵌槽结构(34)、沉井整体结构(35)、嵌槽(22)组成;冲击支护竖井由冲击成型和支护结构构成;支承支护体系(70)由千斤顶支承杆(53)、水平支护(73)、支护顶撑(74)组成,具有支承和支护两种功能。
8.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的结构终极法的隔离挖孔桩按工作室、底座、逆作竖井、竖向结构四个层面,工作室有二室隔离挖孔桩和三室隔离挖孔二种,二室隔离挖孔桩由一个输土工作室(60)和一个安全工作室(61)组成,三室隔离挖孔桩由一个输土工作室(60)和两个安全工作室(61)组成;底座有底座竖井(28)、底座导框(17)二种,底座竖井(28)按竖向和平面二个层面,竖向由竖井加固结构(67)、竖井嵌槽结构(68)、竖井整体结构(69)组成,按平面,由嵌槽(22)、竖向支护杆(29)、导向杆(84)、安全挡土板(72)、安全盖板组成,构成以导向杆(84)为核心的底座“一次”导向架(83),底座导框(17)由导框角柱(19)、上导框(20)、下导框(21)安全挡土板(72)、导向杆(84)、安全盖板组成,逆作竖井由逆作混凝土(51)、逆作模板(32)、逆作护壁顶撑(31)、导向杆(84)、安全挡土板(72)、安全盖板组成,构成以导向杆(84)为核心的竖井”一字”导向架(71),竖井”一字”导向架(71)与底座”一字”导向架(83)为同心结构,前者为静态导向架,后者为动态导向架,随土方开挖,底座能及时下沉,确保竖井垂直运输,竖向结构有灌注隔离竖向结构和现浇隔离竖向结构二种,灌注隔离竖向结构有灌注隔离工程桩和灌注隔离支护桩二种,现浇隔离竖向结构有现浇隔离支承柱、单一现浇隔离圆环悬臂支护桩和组合现浇隔离圆环悬臂支护桩三种,单一现浇隔离圆环悬臂支护桩即现浇隔离圆环恳臂支护桩(52),现浇隔离圆环悬臂支护桩(52)是在隔离挖孔竖井(18)内敷设,由圆环悬臂竖梁(50)、圆环悬臂(49)、支护桩填土(36)、圆环悬臂竖肋(63)组成,组合现浇隔离圆环悬臂支护桩由现浇隔离圆环悬臂支护桩(52)与挡土支护组成。
9.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的施工有自立结构(1)施工法、公共隧道(66)施工法,辅助结构施工法三种,自立结构(1)施工法有支承结构(6)施工法、托换结构(7)施工法、支护结构(5)施工法、抗隆结构(8)施工法,支护结构(5)施工法有围护结构施工法和顶撑结构施工法两个层面,公共隧道(66)施工法有混合框架施工法和复合平板墙板施工法,其施工法是在梁板围护结构的基础上,增设正作墙板施工而成。
10.根据权利要求1或8所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的围护结构施工法有梁板围护施工施工法和平板围护结构施工法二种,梁板围护结构施工法分多工艺拱板梁板围护结构施工法和连续墙拱板梁板围护结构施工法二种,多工艺拱板梁板围护结构施工法由竖梁(4)施工法和多工艺拱板施工法组成,连续墙拱板梁板围护结构施工法由竖梁施工法和连续墙拱板施工法组成,多工艺拱板围护结构施工程序:竖梁(4)竖井施工;多工艺拱板施工,多工艺拱板土方推入竖井,直接由竖井输送至地面;在竖井内施工竖梁(4),平板围护结构采用支护沉井施工法,水平暗梁结构钢筋随支护沉井逐一下沉。
11.根据权利要求1或8所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的顶撑结构施工法分横向顶撑施工和纵向顶撑施工二种,横向顶撑施工有沉梁顶撑施工法、冲击顶撑施工法二种,沉梁顶撑施工法有整体沉梁顶撑施工法和组合沉梁顶撑施工法二种,纵向顶撑施工有顶撑施工法;竖井纵向加固施工法;拉杆施工法。
12.根据权利要求1或9所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的组合沉梁顶撑施工法分局部沉梁顶撑施工法、下沉支护施工法、随沉措施施工法、纠偏施工法和拓长沉梁顶撑施工法组成,局部沉梁顶撑施工流程:通过下沉顶座(30),千斤顶(43)液压底座局部沉梁顶撑(78)、板上局部沉梁顶撑(79)下沉至地面,板上局部沉梁顶撑(81)就位,底座局部沉梁顶撑(80)就位;下沉支护施工法采用混合支承支护体系(82)施工法,由底座沉梁顶撑、板上沉梁顶撑、支承支护体系(70)组成,随沉措施施工法有底座随沉措施和板上随沉措施二种,底座随沉措施为结构钢筋,板上随沉措施为钢管顶撑;纠偏施工法:板下采用π形结构水平杆,板上采用竖向支护杆(29),拓长沉梁顶撑施工法是通过顶杆管洞(64)施工法敷设,有底座拓长沉梁顶撑(80)施工法和板上拓长沉梁顶撑(81)施工法二种。
13.根据权利要求1或9所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的抗隆结构(8)施工法有支护抗隆结构施工法和虚拟底板(23)抗隆施工法二种,支护抗隆结构施工与上部支护结构(5)一并施工,虚拟底板(23)抗隆施工法即措施抗隆结构施工法,措施抗隆结构施工法根据工程抗隆监测确定。
14.根据权利要求1或9所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的辅助结构施工有顶杆管洞(64)施工法、多工艺拱板施工法、特殊沉井施工法、隔离挖孔桩施工法、冲击支护竖井施工法、支承支护体系(70)施工法六种,顶杆管洞(64)施工法应首先敷设管洞竖井(65),其施工流程:敷设管洞顶杆(55);管洞格栅(56)顶进;管洞土方开挖(58);敷设管洞内衬(57),多工艺拱板成型分土方施工和拱板成型二个层面,拱板土方推入竖井,由竖井输至地面,拱板成型是通过移动千斤顶(62)液压挤压桩头(45),有顶压拱板(46)成型法、挤压拱板(47)成型法、混压拱板(48)成型法三种,多工艺拱板施工采用逆作法;特殊沉井施工有T形沉井(59)施工法和支护沉井施工法两种,T形沉井(59)施工法为土方开挖与T形沉井(59)下沉交替进行,支护沉井施工法是通过液压支承支护体系(70)使底座沉井(54)下沉,冲击支护竖井施工法有二个层面,一是冲击成型;二是竖井支护;支承支护体系(70)施工法是通过千斤顶(43)液压下沉。
15.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的结构终极法的隔离挖孔桩施工法有土方施工法、底座施工法、竖井施工法、竖向结构施工法四种,土方施工法有蟹斗土方施工法和挖掘土方施工法二种;底座施工有底座竖井(28)液压施工法、底座导框(17)杠杆施工法二种;竖井施工采用逆作法,以二室隔离挖孔桩为例,二室隔离挖孔桩采用底座竖井,其施工流程:二室隔离挖孔桩底座竖井(28)就位;底座竖井(28)下沉至地面;二室隔离挖孔桩底座竖井(28)下沉至设计标高;二室隔离挖孔桩逆作混凝土浇灌,多次循环施工,达到设计要求为止;竖向结构施工有灌注隔离竖向结构施工法和现浇隔离竖向结构施工法二种,灌注隔离竖向结构施工法有灌注隔离工程桩施工法和灌注隔离支护桩二种,现浇隔离竖向结构施工法有现浇隔离支承柱施工法、单一现浇隔离圆环恳臂支护桩施工法、组合现浇隔离圆环悬臂支护桩施工法三种,单一现浇隔离圆环恳臂支护桩施工法即现浇隔离圆环悬臂支护桩(52)施工法,施工程序:先施工圆环悬臂(49);再施工圆环悬臂竖梁(50);最后支护桩填土(36),组合现浇隔离圆环悬臂支护桩施工法程序;先施工单一现浇隔离圆环恳臂支护桩(52),待基坑开挖时,再敷设挡土支护。
16.根据权利要求1所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的资源利用有用途和模式两个层面,用途有地高(109)、市政设施、通用建筑三种,地高(109)有一层地高、二层地高、铁上地高三种,模式为终极模式、终极模式有综合开发和开发法则两个内容,综合开发以公共隧道(66)形式,对其资源进行综合一次终极开发,开发法则有规划法则、设计法则、实施法则三种。
17.根据权利要求1或16所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的地面立交分非互通地面立交和互通地面立交二种,非互通地面立交由地面直通线(110)、地面下穿线(111)和右匝(95)组成,互通地面立交是在非互通地面立交基础上,增加道下换向左匝(88)而成。
18.根据权利要求1或16所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的非机平台有地上、地下非机平台二种,地上非机平台平交有非机道环形平交(93)、信号平交两种;地下非机平台平交为非机道错位平交(87),自行车道(106)从地面平台梯(92)下面通过,形成自行车环行道(107)。
19.根据权利要求1或16所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的地高立交为互通立交,按立交有下穿立交和上跨立交二种,由地高直通线(112)、地高下穿线(113)、地高上跨线(114)、右匝(95)、中间换向左匝(96)和进出匝(97)组成,中间换向左匝(96)有主线换向左匝(115)、多匝换向左匝(116)、单匝换向左匝(117)、无道换向左匝(118)四种;按道型有宽型和窄型二种。
20.根据权利要求1或16所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的地高组合有地高组合立交和地高组合路段立交两种,地高组合立交由信号平交、非互通地面立交、互通地面立交与地高立交叠加而成,其地高组合立交有信号下穿、上跨地高立交、非互通下穿、上跨地高立交和互通下穿、上跨地高立交六种,上跨地高立交增加补充匝,补充匝为上跨上层右匝(122),地高组合立交具有全圆互通功能,即从地面一相进、出地高另三相,地高组合路段立交由垂直、平行非互通地面立交、垂直、平行互通地面立交、路段上地面交通(108)与地高(109)叠加,其立交有垂直、平行非互通路段立交、垂直、平行互通路段立交、公交路段立交五种;路段立交设置环形换向匝(120)和进出换向匝(121)二种。
21.根据权利要求1或16所述的结构终极法,其特征在于:所述的线性结构终极法的立交公交有公交组成、公交换乘二个层面,公交由站位、竖梯、通道、公交进出道和非机道平交组成,站位有内站(98)和外站(100)二种;竖梯有内梯(99)、线上外梯(103)、线下外梯(104)、中间通道对称梯(91)、地面平台梯(92)五种;通道有主线通道(101)、匝道通道(102)、中间通道(90)三种;进出道有地上非机平台进出道(124)、地下非机平台进出道(105)、T形进出道(89)、I形进出道(123)和U形进出道(126)五种,地上非机平台进出道(124)是由地面公交、地高公交行人汇于地上非机平台(85),再进出地面行人道(125),地下非机平台进出道(105)是由地面公交、地高公交行人汇于地下非机平台(86),经地面平台梯(92),再进出地面行人道(125),T形进出道(89)用于地面信号主线(94),经由内梯(99)、中间通道(90)、中间通道对称梯(91)、地高出站信号安全区(119)进出地面行人道(125),I形进出道(126)用于地面直通线(110),其地面公交、地高公交行人汇于地面直通线(110)中间,再经地面主线通道进出地面行人道(125),U形进出道(123)用于公交路段立交,地面、地高公交行人道通过主线通道进出地面;非机道平交有信号非机道平交、立交分离式非机道平交、路段分离式非机道平交、可控式非机道平交、错位非机道平交五种;公交换乘有一站换乘和就地换乘二种。
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