CN105464686A - 既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构，属于建筑工程技术领域。该施工方法，首先施工工作井、接收井和围护结构；其次设置管幕；然后对管幕下方的地下一层空间土体冻结加固处理后，边开挖边设临时支撑，形成地下一层幕架体系；接着从地下二层开始至地下N层，逐层对土体采用压密注浆法加固处理，边开挖边施工临时支撑，直至形成地下N层幕架体系，并同步进行地下结构底板施工；最后由下至上逐层施工永久结构。该支护结构包括对称设置于拟建地下空间土体两端的工作井和接收井，以及围护结构；设置于拟建地下空间土体上方的一道管幕，以及设置于管幕下方的地下一层至地下N层共N个幕架体系，N为大于等于2的整数。

Description

既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构。

背景技术

合理有效地开发利用地下空间资源有助于特大城市的可持续发展。为了充分利用城市道路、铁路、机场、景观绿地等既有公共设施下方的地下空间，且要求有效控制地表变形并尽可能减小施工对其的影响，一般采用盾构、顶管、管幕等非开挖技术进行施工。但是，盾构、顶管由于受到设备、结构截面尺寸及成本的限制，不能满足大断面空间开挖的要求；常规管幕工法则受连接件承载力及对施工环境要求较高的限制只适用于埋深较浅、单层地下空间的开挖。

因此，有必要开发一种富水软土地区，经济、安全、高效的，既有公共设施下大断面长距离多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构，用于解决传统管幕法仅适用于埋深较浅、单层地下空间开挖而不适用于大断面、长距离、多层地下空间暗挖施工的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法，包括如下步骤：

步骤一、垂直于掘进方向在拟建地下空间两端分别构筑工作井和接收井，并在所述拟建地下空间两侧施工一对相互平行的钢管桩围护结构，所述钢管桩围护结构平行于掘进方向设置；

步骤二、在所述拟建地下空间土体上方施工管幕，所述管幕由若干钢管水平并排形成，相邻所述钢管通过侧面的锁口相互连接，所述锁口空隙处填充止水材料，所述钢管的轴线与掘进方向一致，所述管幕平行于掘进方向的两端分别固接于所述钢管桩围护结构上，所述管幕垂直于掘进方向的两端分别悬设于所述工作井和所述接收井中；

步骤三、根据掘进宽度，将拟建地下空间地下一层土体沿垂直于掘进方向划分为若干单元，每个所述单元四周均采用冻结法施工冻结壁；

步骤四、在所述冻结壁的保护下，从工作井开始逐步放坡开挖拟建地下空间的地下一层土体，边开挖边施工临时支撑；

步骤五、继续开挖所述拟建地下空间的地下一层土体并逐步施工静压钢管桩以替代竖向临时支撑静压钢管桩的底端深入拟建地下空间待施工的地下结构底板以下的土体中，且所述静压钢管桩的埋深大于所述钢管桩围护结构的埋深；

步骤六、待所述拟建地下空间的地下一层若干单元土体开挖完毕，对所述静压钢管桩进行接桩施工，使得静压钢管桩的顶端与位于所述管幕下部的临时梁焊接连接，并将临时梁和地下一层临时水平支撑两端焊接至钢管桩围护结构上，直至地下一层土体全部开挖完毕，从而形成地下一层幕架体系；

步骤七、对所述拟建地下空间的地下二层至地下N层土体进行压密注浆法加固后采用抽条法逐步开挖，并施工临时水平支撑和临时剪刀撑，使得临时水平支撑分别固接于所述钢管桩围护结构上，从而形成地下二层幕架体系至地下N层幕架体系，并浇筑地下结构底板，N为大于等于2的整数；

步骤八、采用顺作法依次施工所述拟建地下空间的永久结构，割除所述拟建地下空间内的静压钢管桩并拆除剩余的临时支撑。

进一步地，所述步骤一中还包括由一对相互平行设置的地下连续墙构成的工作井围护结构和接收井围护结构，所述工作井围护结构和接收井围护结构与所述钢管桩围护结构垂直相接。

进一步地，所述管幕为平板型结构。

进一步地，所述临时支撑包括竖向临时支撑、临时梁、临时水平支撑以及剪刀撑，所述临时梁与所述管幕的底部顶紧，所述临时水平支撑与相邻的冻结壁顶紧，所述临时梁与所述竖向临时支撑的顶端固接，所述临时水平支撑与所述竖向临时支撑的底端固接，所述剪刀撑设置于沿掘进方向相邻的竖向临时支撑之间。

进一步地，所述止水材料为止水剂或遇水膨胀橡胶条。

进一步地，所述静压钢管桩与所述临时梁之间通过加长钢管桩连接。

进一步地，所述临时支撑由H型钢制作而成。

一种既有设施下多层地下空间管幕暗挖施工的支护结构，包括对称设置于拟建地下空间土体两端的工作井和接收井，垂直于掘进方向且分别设置于所述工作井和所述接收井相向一侧的一对平行设置的地下连续墙，对称设置于所述拟建地下空间土体另外两端且平行于掘进方向的一对钢管桩围护结构；设置于所述拟建地下空间土体上方的一道管幕，所述管幕为若干并排设置的钢管通过锁口相连构成的平板型结构，所述锁口空隙处填充止水材料；还包括设置于所述管幕下方逐层向下的地下一层至地下N层共N个幕架体系，N为大于等于2的整数。

进一步地，所述地下一层幕架体系包括设置地下一层土体中的冻结壁和临时支撑，所述冻结壁将所述拟建地下空间地下一层土体沿掘进方向划分为若干单元，每个所述单元四周由所述冻结壁包裹；设置于所述冻结壁内的临时支撑一，所述临时支撑一包括临时梁、临时水平支撑、竖向临时支撑、静压钢管桩和剪刀撑，所述临时梁和所述临时水平支撑分别设置于所述竖向临时支撑的上下两端，所述剪刀撑设置于沿掘进方向相邻的所述竖向临时支撑之间，所述静压钢管桩穿插设置于相邻的竖向临时支撑下方的土体中，所述静压钢管桩的顶端与所述临时水平支撑相接。

进一步地，所述地下N层幕架体系包括设置于地下一层幕架体系下方的压密注浆加固层和临时支撑二，所述临时支撑二设置于所述压密注浆加固层中已开挖的空隙中，所述临时支撑二包括临时水平支撑、静压钢管桩和剪刀撑，所述临时水平支撑设置于所述空隙的底端且与所述静压钢管桩固定连接，所述剪刀撑设置于沿掘进方向的相邻两个所述静压钢管桩之间，所述静压钢管桩与所述临时梁之间通过加长钢管桩连接。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

1、本发明的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法，主要通过在拟建地下空间上方设置平板型管幕，以及对地下一层土体采用冻结法加固，对地下二层至地下N层土体采用压密注浆法加固，并逐层分段开挖各层土体，边开挖边设置临时支撑，最后形成地下一层幕架体系，直至地下N层土体开挖完毕形成地下N层幕架体系，并浇筑地下结构底板；最后采用顺作法逐层往上施工永久结构。该施工方法对其上方的既有设施影响小，无污染、无噪声、具有环保性，施工周期短，造价低，临时支撑拆除方便，可重复使用，经济效益高。

2、本发明的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工的支护结构，取材方便，临时支撑为钢结构，拆除方便，可重复使用，降低了成本。该支护结构中管幕为平板型，在实现地下一层土方的开挖较传统管幕法在控制变形方面具有明显的优势，突破了传统管幕法仅适用于单层地下空间开挖的局限性，同时，不仅地下空间断面形式不受限制、而且地下空间开挖规模不受限制，施工应用范围广。此外，该支护结构在施工时不影响位于上方的既有设施，无污染、无噪声，而且施工便捷，造价低，经济且环保。

附图说明

图1是本发明实施例一的步骤一的平面示意图；

图2是图1的a-a剖视图；

图3是图1的b-b剖视图；

图4是步骤二的a-a剖视图；

图5是步骤二的b-b剖视图；

图6是步骤三的a-a剖视图；

图7是步骤三的b-b剖视图；

图8是步骤四的a-a剖视图；

图9是步骤四的b-b剖视图；

图10、图12是步骤五的a-a剖视图；

图11、图13是步骤五的b-b剖视图；

图14是步骤六的a-a剖视图；

图15是步骤六的b-b剖视图；

图16是步骤七的a-a剖视图；

图17是步骤七的b-b剖视图；

图18是步骤八的a-a剖视图；

图19是步骤八的b-b剖视图。

图中：

A-拟建地下空间土体；1-工作井；2-接收井；3-钢管桩围护结构,31-工作井围护结构，32-接收井围护机构；4-管幕；5-冻结壁；61-竖向临时支撑，62-临时梁，63-临时水平支撑，64-剪刀撑；7-静压钢管桩；81-加长钢管桩；82-位移自动补偿装置；9-地下结构底板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

下面结合图1至图19详细说明本发明的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构。

实施例一

参考图1，本发明的拟建地下空间土体A上方为大面积种植绿地、硬地铺装、广场以及相应的公共服务设施。根据设计要求，在进行地下空间施工过程中，保证位于其上方的既有设施保持原样，因此，该拟建地下空间施工环境比较复杂，施工难度大。为了解决这一问题，下面结合图1至图19，详细说明本发明的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法及支护结构。图中a-a剖视图为垂直于掘进方向的视图，b-b剖视图为沿着掘进方向的视图。本发明以施工地下三层空间结构为例进行说明。

本发明的地下空间施工采用顺作法施工，其基本思路是：首先形成工作井和接收井的围护结构，并施工工作井和接收井；其次在拟建地下空间土体A上部顶入密集设置的钢管组成一道管幕，形成水密性的地下一层空间；然后对管幕下方的地下一层空间土体进行冻结加固处理后，边放坡开挖边设置临时支撑，随着土体的逐步开挖，逐步用静压钢管桩代替竖向临时支撑；接着对地下二层土体采用压密注浆法进行加固处理，边开挖边施工临时支撑；接着对地下三层土体采用压密注浆法进行加固处理，边开挖边施工临时支撑，且在地下三层土体开挖过程中同步进行基坑底板施工，待底板施工完毕后在设计位置处施工地下三层结构柱、梁以及中板(即地下三层顶板)，并同时割除地下空间范围内的静压钢管桩，换成竖向临时支撑；最后逐步施工地下二层结构柱、中板、地下一层结构柱和基坑顶板，并拆除竖向临时支撑，从而完成地下空间主体结构的施工。

本发明的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法，具体包括以下步骤：

请参考图1至图3，S001：垂直于掘进方向在拟建地下空间A两端分别构筑工作井1和接收井2，并在拟建地下空间A两侧施工一对相互平行的钢管桩围护结构3，钢管桩围护结构3平行于掘进方向设置，工作井围护结构31和接收井围护结构32为一对相互平行设置的地下连续墙，地下连续墙垂直于钢管桩围护结构3。当然，工作井1和接收井2的构筑要保证顶管机进、出该拟建地下空间土体A的安全性。钢管桩围护结构3为采用静压法施工的若干钢管桩并排连接形成的防水抗压隔离带，其功能相当于地下连续墙。但是与地下连续墙相比，钢管桩围护结构3施工效率高，其成本也远远低于地下连续墙。当然，为了满足钢管桩围护结构3的刚度要求，该钢管桩可以选择直径为900mm、壁厚为14mm的型号，桩长根据设计需要确定，而且，可以通过在钢管桩内灌注混凝土芯来增强钢管桩围护结构3的刚度。

请参考图4和图5，S002：在拟建地下空间土体A上方施工管幕4，管幕4由若干钢管水平并排形成，相邻的钢管通过侧面的锁口相互连接，锁口空隙处填充止水材料，钢管的轴线与掘进方向一致，管幕4平行于掘进方向的两端分别固接于钢管桩围护结构3上，管幕4垂直于掘进方向的两端分别悬设于工作井1和接收井2中。也就是说，管幕4的长度大于工作井1和接收井2之间的净距。在顶管机进出洞之前，管幕4和钢管桩围护结构3以及地下连续墙形成一个稳定的受力体系，然而顶管机进出洞口时需要穿过地下连续墙和工作井1或接收井2的井壁，此时管幕4垂直于钢管桩围护结构3的两端竖向受力不稳，因而通过在管幕4悬设的一端加设竖向支撑来解决前述问题，保证顶管机能够安全进出洞口。具体来说，沿着拟建地下空间土体A纵深方向(即沿着顶管机的掘进方向)采用微型顶管法顶进带有“子母”企口钢管，相邻的钢管之间通过锁口固接，使得拟建地下空间土体A形成相对密闭、安全的施工环境。当然，轴线互相平行并排贴紧设置的相邻两根钢管以及与拟建地下空间土体A之间的锁口处会形成截面呈三角形的渗水空隙，影响结构安全性，因此，在锁口内填满止水材料，以形成良好的防水结构，实现防水功能。为了取材方便和节省成本，止水材料可以选择止水剂或遇水膨胀橡胶条等，只要满足防水、隔水功能即可。也就是说，通过在拟建地下空间土体A上方从工作井1往接收井2方向顶进钢管并固接形成一道密闭性的管幕4，保证了拟建地下空间土体A的稳定性，可控制地层变形、预防坍塌，且因无泥浆的特点对管幕4上方的植被等既有设施影响较小。为满足上敷土层沉降变形要求，与常规“伞拱状”的管幕不同，本实施例中组成管幕4的钢管采用平面顶进施工，形成平板型结构。因此，为了保证管幕4结构的稳定性，在管幕4下方增设了大量H型钢组成的临时钢支撑。较佳地，用于管幕4施工的钢管形式为直径610mm，壁厚14mm，钢管之间的间距为690mm，施工完毕后，对管幕4的钢管进行灌芯浇筑处理，以满足刚度要求。

请参考图6和图7，S003：根据掘进宽度，将拟建地下空间地下一层土体沿垂直于掘进方向划分为若干单元，每个单元四周均采用冻结法施工冻结壁5。具体来说，每个单元土体的长度等于工作井1与接收井2之间的间距，单元土体的宽度小于等于掘进宽度，掘进宽度需根据土性参数进行稳定性计算确定，实施例中取6m，相邻两个单元土体之间通过冻结壁5隔开。该冻结法是采用人工制冷的方法，将拟建地下空间土体A周围土体中的水冻结为冰并与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用以抵抗土压力，隔绝地下水，并在冻结壁5的保护下，进行地下土体开挖、地下结构构筑等施工。采用冻结法施工冻结壁5，可以有效隔绝地下水，土体冷冻后强度大，可承载开挖过程中土体及管幕4的压力，而且是一种环保工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，对管幕4上方的土质、植被无影响。较佳地，考虑到本实施例中施工范围大，需加固土体体量大，加固效果要求高，从成本与效果综合因素考虑，拟建地下空间地下一层土体并非采用全断面整体冻结施工，而是分单元施工“箱涵式”冻结壁5。每个单元中冻结壁5的长度等于工作井1与接收井2之间的间距，冻结壁的厚度为1m。根据掘进宽度，通过冻结壁5将拟建地下空间地下一层土体沿垂直于纵深方向(掘进方向)分隔成若干连续的单元，以确保拟建地下空间地下一层土体中每一单元待开挖土体均被冻结壁5包围，从而保证安全掘进施工。

请参考图8和图9，S004：在冻结壁5的保护下，从工作井1开始分段逐步放坡开挖拟建地下空间的地下一层土体，宽度方向从一侧向另一侧分段逐步开挖，边开挖边施工临时支撑，每段开挖进深4m，宽度6m。临时支撑包括竖向临时支撑61、临时梁62、临时水平支撑63以及剪刀撑64。即同时在拟建地下空间沿掘进方向和垂直于掘进方向开挖土体，而且边开挖土体边施工临时支撑，以保证整体的稳定性。根据设计要求，拟建地下空间的地下一层土体中已开挖完毕的空间内沿着掘进方向每隔4m，垂直于掘进方向每隔6m设置一竖向临时支撑61。临时梁62与管幕4的底端顶紧，临时水平支撑63与相邻的冻结壁5顶紧。该竖向临时支撑61的顶端与临时梁62固定连接，竖向临时支撑61的底端与临时水平支撑63固定连接。当然，为了保证临时支撑的整体稳定性，沿着掘进方向的相邻的竖向临时支撑61之间设有剪刀撑64。为了取材方便，降低成本，临时支撑均由H型钢制作而成。

请参考图10至图13，S005：继续开挖拟建地下空间的地下一层土体并逐步施工静压钢管桩7替代竖向临时支撑61，使得静压钢管桩7的底端深入拟建地下空间待施工的地下结构底板以下的土体中，且静压钢管桩7的埋深大于钢管桩围护结构3的埋深。静压钢管桩7深埋于拟建地下空间基坑底板以下的部分起到地基加固与地下抗拔桩的作用，使得地下结构安全稳定。

较佳地，为了增强临时支撑体系的稳定性，沿掘进方向相邻的静压钢管桩7之间、竖向临时支撑61之间或者静压钢管桩7与竖向临时支撑61之间设置剪刀撑64。

请参考图14和图15，S006：待拟建地下空间的地下一层若干单元土体开挖完毕，对静压钢管桩7进行接桩施工，静压钢管桩7的顶端与管幕4下部的临时梁62焊接连接，并将临时梁62和地下一层临时水平支撑61两端焊接至钢管桩围护结构3上，直至地下一层土体全部开挖完毕，从而形成地下一层幕架体系。也就是说，由于施工空间的局限性，静压钢管桩7无法一次性直接与管幕4下部的临时梁62连接，而是需要后期接桩施工。即在临时梁62与管幕4之间设置加长钢管桩81，使得加长钢管桩的顶端与管幕4的底端固定连接，加长钢管桩81的底端与静压钢管桩7的顶端固定连接。当然，为了保证整个地下一层幕架体系的受力稳定性，通过计算将静压钢管桩7的核心受力点处的加长钢管桩81替换为位移自动补偿装置82。位移自动补偿装置82包括电连接的位移传感器、液压缸、压力传感以及监测与反馈控制装置，从而进一步控制地下一层幕架体系的竖向变形，保持结构稳定性。至此，形成由管幕4和临时梁62组成的水平支撑，地下连续墙(31，32)、钢管桩围护结构3、静压钢管桩7以及加长钢管桩81、位移自动补偿装置82构成的竖向支撑以及剪刀撑64组合而成的稳定的地下一层幕架体系。

与步骤S006类似，对拟建地下空间的地下二层土体进行压密注浆法加固后采用抽条法逐步开挖，边开挖边施工临时梁和临时水平支撑(临时梁位于拟建地下空间地下二层结构的顶板位置处，临时水平支撑位于拟建地下空间地下二层结构的底板位置处)，并使得临时梁和临时水平支撑的分别固接于钢管桩围护结构3上，从而形成地下二层幕架体系。由于进行地下二层土体开挖之前，已经形成了由静压钢管桩7构成的竖向支撑，故地下二层土体开挖过程中仅需施工水平方向的支撑。当然，为了进一步提高地下二层幕架体系的稳定性，在拟建地下空间地下二层的空间内沿掘进方向的相邻静压钢管桩7之间还设有剪刀撑64。

请参考图16和图17，S007：对拟建地下空间的地下三层土体进行压密注浆加固后采用抽条法逐步开挖并施工临时梁和临时水平支撑(临时梁位于拟建地下空间地下三层结构的顶板位置处，临时水平支撑位于拟建地下空间地下三层结构的底板位置处)，并使得临时梁和临时水平支撑分别固接于静压钢管桩7上，从而形成地下三层幕架体系，并浇筑地下结构底板9。

当然，若拟建地下空间地下共有N层，N为大于等于2的整数，则重复步骤S007即可，直至拟建地下空间的地下N层土体开挖完毕并形成地下N层幕架体系，并浇筑基坑底板9。

请参考图18和图19，S008：采用顺作法依次施工拟建地下空间的永久结构，割除拟建地下空间内的静压钢管桩7，并拆除剩余的临时支撑。具体来说，由下至上依次施工地下三、二、一层的结构柱、结构板、梁和侧墙等永久结构，并拆除临时梁、剪刀撑等临时支撑。

可见，本发明的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法主要通过在拟建地下空间上方设置平板型管幕，以及对地下一层土体采用冻结法加固，对地下二层及以下各层土体采用压密注浆法加固，并逐层分段开挖各层土体，边开挖边设置临时支撑，最后形成幕架体系，直至地下N层土体开挖完毕形成地下N层幕架体系，并浇筑地下结构底板，采用顺作法逐层往上施工永久结构。该施工方法对其上方的既有设施影响小，无污染、无噪声、具有环保性，施工周期短，造价低，临时支撑拆除方便，可重复使用，经济效益高。

实施例二

请继续参考图1至图19，本发明还提供了既有设施下多层地下空间管幕暗挖施工的支护结构。该支护结构包括对称设置于拟建地下空间土体A两端的工作井1和接收井2，垂直于掘进方向且分别设置于工作井1和接收井2相向一侧的一对平行设置的地下连续墙(31,32)，对称设置于拟建地下空间土体A另外两端且平行于掘进方向的一对钢管桩围护结构3；设置于拟建地下空间土体A上方的一道管幕4，管幕4为若干并排设置的钢管通过锁口相连构成的平板型结构，锁口空隙处填充止水材料；还包括设置于管幕4下方逐层向下的地下一层至地下N层共N个幕架体系，N为大于等于2的整数。

具体来说，本发明的既有设施下多层地下空间管幕暗挖施工的支护结构，取材方便，临时支撑为钢结构，拆除方便，可重复使用，降低了成本。该支护结构中管幕为平板型，在实现地下一层土方的开挖较传统管幕法在控制变形方面具有明显的优势，突破了传统管幕法仅适用于单层地下空间开挖的局限性，同时，不仅地下空间断面形式不受限制、而且地下空间开挖规模不受限制，施工应用范围广。此外，该支护结构在施工时不影响位于上方的既有设施，无污染、无噪声，而且施工便捷，造价低，经济且环保。

由于冻结法进行土体加固成本高，但是土体加固效果好，而且地下一层的支撑体系的稳定性在整个地下结构施工过程中起到举足轻重的作用。因此，地下一层土体加固采用冻结法加固，而其余的各层土体加固采用压密注浆法加固。较佳地，地下一层幕架体系包括设置地下一层土体中的冻结壁5和临时支撑一，冻结壁5将拟建地下空间地下一层土体A沿掘进方向划分为若干单元，每个单元四周由冻结壁5包裹；设置于冻结壁5内的临时支撑一，临时支撑一包括临时梁62、临时水平支撑63、竖向临时支撑61、静压钢管桩7和剪刀撑64，临时梁62和临时水平支撑63分别设置于竖向临时支撑61的上下两端，剪刀撑64设置于沿掘进方向相邻的竖向临时支撑61之间，静压钢管桩7穿插设置于相邻的竖向临时支撑61下方的土体中，静压钢管桩7的顶端与临时水平支撑63相接。

较佳地，地下N层幕架体系包括设置于地下一层幕架体系下方的压密注浆加固层和临时支撑二，临时支撑二设置于压密注浆加固层中已开挖的空隙中，临时支撑二包括临时水平支撑63、静压钢管桩7和剪刀撑64，临时水平支撑63设置于空隙的底端且与静压钢管桩7固定连接，剪刀撑64设置于沿掘进方向的相邻两个静压钢管桩7之间，静压钢管桩7与临时梁62之间通过加长钢管桩81连接。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、垂直于掘进方向在拟建地下空间两端分别构筑工作井和接收井，并在所述拟建地下空间两侧施工一对相互平行的钢管桩围护结构，所述钢管桩围护结构平行于掘进方向设置；

步骤二、在所述拟建地下空间土体上方施工管幕，所述管幕由若干钢管水平并排形成，相邻所述钢管通过侧面的锁口相互连接，所述锁口空隙处填充止水材料，所述钢管的轴线与掘进方向一致，所述管幕平行于掘进方向的两端分别固接于所述钢管桩围护结构上，所述管幕垂直于掘进方向的两端分别悬设于所述工作井和所述接收井中；

步骤三、根据掘进宽度，将拟建地下空间地下一层土体沿垂直于掘进方向划分为若干单元，每个所述单元四周均采用冻结法施工冻结壁；

步骤四、在所述冻结壁的保护下，从工作井开始逐步放坡开挖拟建地下空间的地下一层土体，边开挖边施工临时支撑；

步骤五、继续开挖所述拟建地下空间的地下一层土体并逐步施工静压钢管桩以替代竖向临时支撑静压钢管桩的底端深入拟建地下空间待施工的地下结构底板以下的土体中，且所述静压钢管桩的埋深大于所述钢管桩围护结构的埋深；

步骤六、待所述拟建地下空间的地下一层若干单元土体开挖完毕，对所述静压钢管桩进行接桩施工，使得静压钢管桩的顶端与位于所述管幕下部的临时梁焊接连接，并将临时梁和地下一层临时水平支撑两端焊接至钢管桩围护结构上，直至地下一层土体全部开挖完毕，从而形成地下一层幕架体系；

步骤七、对所述拟建地下空间的地下二层至地下N层土体进行压密注浆法加固后采用抽条法逐步开挖，并施工临时水平支撑和临时剪刀撑，使得临时水平支撑分别固接于所述钢管桩围护结构上，从而形成地下二层幕架体系至地下N层幕架体系，并浇筑地下结构底板，N为大于等于2的整数；

步骤八、采用顺作法依次施工所述拟建地下空间的永久结构，割除所述拟建地下空间内的静压钢管桩并拆除剩余的临时支撑。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤一中还包括由一对相互平行设置的地下连续墙构成的工作井围护结构和接收井围护结构，所述工作井围护结构和接收井围护结构与所述钢管桩围护结构垂直相接。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述管幕为平板型结构。

4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述临时支撑包括竖向临时支撑、临时梁、临时水平支撑以及剪刀撑，所述临时梁与所述管幕的底部顶紧，所述临时水平支撑与相邻的冻结壁顶紧，所述临时梁与所述竖向临时支撑的顶端固接，所述临时水平支撑与所述竖向临时支撑的底端固接，所述剪刀撑设置于沿掘进方向相邻的竖向临时支撑之间。

5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述止水材料为止水剂或遇水膨胀橡胶条。

6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述静压钢管桩与所述临时梁之间通过加长钢管桩连接。

7.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述临时支撑由H型钢制作而成。

8.如权利要求1至7任一项所述的既有设施下多层地下空间幕架式暗挖施工的支护结构，其特征在于，包括对称设置于拟建地下空间土体两端的工作井和接收井，垂直于掘进方向且分别设置于所述工作井和所述接收井相向一侧的一对平行设置的地下连续墙，对称设置于所述拟建地下空间土体另外两端且平行于掘进方向的一对钢管桩围护结构；设置于所述拟建地下空间土体上方的一道管幕，所述管幕为若干并排设置的钢管通过锁口相连构成的平板型结构，所述锁口空隙处填充止水材料；还包括设置于所述管幕下方逐层向下的地下一层至地下N层共N个幕架体系，N为大于等于2的整数。

9.如权利要求8所述的支护结构，其特征在于，所述地下一层幕架体系包括设置地下一层土体中的冻结壁和临时支撑，所述冻结壁将所述拟建地下空间地下一层土体沿掘进方向划分为若干单元，每个所述单元四周由所述冻结壁包裹；设置于所述冻结壁内的临时支撑一，所述临时支撑一包括临时梁、临时水平支撑、竖向临时支撑、静压钢管桩和剪刀撑，所述临时梁和所述临时水平支撑分别设置于所述竖向临时支撑的上下两端，所述剪刀撑设置于沿掘进方向相邻的所述竖向临时支撑之间，所述静压钢管桩穿插设置于相邻的竖向临时支撑下方的土体中，所述静压钢管桩的顶端与所述临时水平支撑相接。

10.如权利要求9所述的支护结构，其特征在于，所述地下N层幕架体系包括设置于地下一层幕架体系下方的压密注浆加固层和临时支撑二，所述临时支撑二设置于所述压密注浆加固层中已开挖的空隙中，所述临时支撑二包括临时水平支撑、静压钢管桩和剪刀撑，所述临时水平支撑设置于所述空隙的底端且与所述静压钢管桩固定连接，所述剪刀撑设置于沿掘进方向的相邻两个所述静压钢管桩之间，所述静压钢管桩与所述临时梁之间通过加长钢管桩连接。