CN1060840C - 地下空间的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用暗挖法修建大型平顶直墙地下空间的方法。包括：用跳格法开挖侧洞和中洞、并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，施做二次衬砌，待其达到设计强度后，再拆除初期支护的中间临时支撑立柱；用本发明的方法修建的地下空间为平顶直墙框架结构，而不是传统的仰拱曲墙马蹄形结构，能节省空间、降低工程造价，并能有效地控制地面沉降。
Description
本发明涉及一种修建大型地下空间的方法，尤其涉及一种特别适用于在软弱土质地层，利用浅埋暗挖法修建地下过街道、地下商场、地下停车场及类似的大型地下工程的方法。
在城市里修建大型地下工程常用的施工方法有盖挖法和暗挖法。
采用传统的暗挖法施工的隧洞，一般为曲墙仰拱马蹄形断面，如1987年第11期《铁道建筑》中《用“眼镜法”处理大跨度隧道坍方的尝试》所公开的方法。这种方法有非常明显的缺点，如开挖分步数多，使围岩重复扰动，在软弱地层施工中尤其如此；在埋深很小的情况下，很难保证地面不沉降；空间利用不合理，拱脚净空较低，拱顶净空较高，仰拱部分，为要形成地下空间的地面，又需进行回填。
本发明的目的在于提供一种用暗挖法修建埋深浅且对地面扰动小，同时空间利用合理的大型地下空间的方法。
本发明的目的是通过以下技术解决方案来实现的。
对于单跨的大型地下空间，包括以下几个施工步骤：
a、对称开挖两侧洞，并施做初期支护；
b、开挖中洞，并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，初期支护的周边维护结构为喷射混凝土，中间的临时支撑为立柱；
c、施做二次衬砌，待二次衬砌达到设计强度后，再拆除二次衬砌顶板与底板之间的临时支撑立柱。
对于多跨的大型地下空间，则包括以下几个施工步骤：
a、跳格开挖两侧洞和中洞，施做初期支护；
b、开挖其余的中洞，并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，初期支护的周边维护结构为喷射混凝土，中间的临时支撑为立柱；
或者
a、跳格开挖一侧的侧洞和中洞，并施做初期支护；
b、跳格开挖另一侧的侧洞和中洞，施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，初期支护的周边维护结构为喷射混凝土，中间的临时支撑为立柱；
然后
c、施做二次衬砌及中柱或中隔墙，待二次衬砌及中柱或中隔墙达到设计强度后，再拆除二次衬砌顶板与底板之间的临时支撑立柱。
本发明的辅助工法是打超前小导管，并对地层进行预加固注浆。
本发明工法的中间临时支撑立柱由上、中、下三节组合而成，上、下节的高度分别等于二次衬砌顶板和底板的厚度，中间临时支撑立柱可以是型钢、钢筋格栅柱或活动脚手架。
本发明工法的二次衬砌，可以采用钢筋混凝土，还可以使用钢结构。
本发明工法与传统的暗挖法相比，有三个特点：
1、修建的地下空间为平顶直墙框架结构，而不是曲墙仰拱马蹄形结构，从而节省空间，抬高了底板的埋置深度；
2、初期支护的中间临时支撑为立柱，而不是隔墙，这就为施做二次衬砌创造了一个通透的空间，提高了二次衬砌的施工速度和施工质量；另外，中间立柱可重复使用，从而减少了大量的废弃工程；
3、待二次衬砌达到设计强度后，方拆除二次衬砌顶板与底板之间的临时支撑立柱的中间一节，减少了受力转换次数，能有效地控制地面沉降。
图1至图3为用本发明所述的方法修建一个单层单跨地下过街道各施工步骤的示意图。
图4至图7为用本发明所述的方法修建一个单层双跨地下空间各施工步骤的示意图
下面结合附图及实施例对本发明所述的方法进行详细说明。
实施例一
参照图1，首先将单跨的大断面分解成三个连续的小断面，对称开挖两侧洞1，并施做初期支护2，初期支护2包括中间临时支撑立柱3。
参照图2，开挖中洞4，并施做初期支护5，初期支护2与初期支护5形成一个封闭的平顶直墙框架结构。
在开挖土方和施做初期支护时，采用了紧跟掌子面的较刚性支护和短进尺的开挖方法。在本实施例中，向前开挖的每一循环步长严格控制在0．5米，开挖后立即进行支护，支护完成后再继续开挖。初期支护完成后，监测到的地面沉降值只有3～8mm，说明设计是比较合理的。在本实施例中初期支护厚度为300mm，边跨断面顶底板(相当于一端连续，一端简支板)的高跨比为1／11，中跨断面顶底板(相当于连续板)的高跨比为1／16，可以说支护断面的刚度是比较大的。而覆土厚度是1．2米，进尺的覆跨比为0．24。
参照图3，施做二次衬砌6，中间的临时支撑立柱3由上节31、中节32和下节33组合而成，上节31的高度等于二次衬砌6的顶板61的厚度，下节33的高度等于二次衬砌6的底板62的厚度。施做二次衬砌6时，初期支护的中间临时支撑立柱3不拆除，直至二次衬砌6达到设计强度后，才将中间临时支撑立柱3的中节32拆除，此时结构由三跨小断面转换为一个单跨大断面，来承受使用阶段的永久荷载，结构受力体系转换过程短且平稳。拆除中间的临时支撑立柱的中节32后，现场实测二次衬砌6的顶板61跨中最大下沉量只有4～6mm，说明结构受力体系转换是合理的。
实施例二
参照图4，首先将地下空间的大断面分解成奇数跨，如实施例二所示的五个连续小断面，用跳格的方式开挖两侧洞11和中洞12，并施做初期支护13、14，初期支护13和14中包括中间临时支撑立柱15。
参照图5，开挖与上述侧洞11和中洞12相邻的中间洞16，并施做初期支护17，初期支护13、14和17形成一个封闭的平顶直墙框架结构。
参照图6，施做二次衬砌18及中柱或中隔墙19，余下的步骤与修建单跨地下空间的步骤相同，最终形成如图7所示的单层双跨地下空间。
若将地下空间的大断面分解成偶数跨的连续小断面，则要用跳格的方式开挖一侧的侧洞和中洞，并施做初期支护；然后用跳格的方式开挖另一侧的侧洞和中洞，并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构；然后施做二次衬砌、中柱或中隔墙，余下的步骤与修建单跨地下空间的步骤相同，最终形成单层多跨的地下空间。
为描述本发明而举出上述实施例，但本实施例仅用于进一步说明本发明方法的细节及其效果，并不对本发明的方法构成限制。在本发明方法的基础上，本领域普通技术人员均可采用本发明的方法施做横向多跨或多层的地下框架结构。尤其是本发明方法并不仅仅局限于用来施做地下过街道，该方法同样可以用于施做地下商场、地下停车场或其他类似的地下工程，这种变换是本领域普通技术人员无需创造性劳动均可完成的一般施工步骤设置，这种变换当属本发明方法范围之内。
Claims (6)
1、一种地下空间的施工方法，其步骤包括：
a、对称开挖两侧洞，并施做初期支护；
b、开挖中洞，并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，初期支护的周边维护结构为喷射混凝土，中间的临时支撑为立柱；
c、施做二次衬砌，待二次衬砌达到设计强度后，再拆除二次衬砌顶板与底板之间的临时支撑立柱。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的中间临时支撑立柱由上、中、下三节组合而成，上、下节的高度分别等于二次衬砌顶板和底板的厚度。中间临时支撑立柱可以是型钢、钢筋格栅柱或活动脚手架。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的二次衬砌为钢筋混凝土或钢结构。
4、一种地下空间的施工方法，其步骤包括：
a、跳格开挖两侧洞和中洞，并施做初期支护；
b、开挖其余的中洞，并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，初期支护的周边维护结构为喷射混凝土，中间的临时支撑为立柱；
或者
a、跳格开挖一侧的侧洞和中洞，并施做初期支护；
b、跳格开挖另一侧的侧洞和中洞，并施做初期支护，使初期支护形成一个封闭的平顶直墙框架结构，初期支护的周边维护结构为喷射混凝土，中间的临时支撑为立柱；
然后
c、施做二次衬砌及中柱或中隔墙，待二次衬砌及中柱或中隔墙达到设计强度后，再拆除二次衬砌顶板与底板之间的临时支撑立柱。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的中间临时支撑立柱由上、中、下三节组合而成，上、下节的高度分别等于二次衬砌顶板和底板的厚度，中间临时支撑立柱可以是型钢、钢筋格栅柱或活动脚手架。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的二次衬砌为钢筋混凝土或钢结构。
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