CN106836273B - 一种双拱形城市地下综合体及其暗挖建造方法 - Google Patents
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Abstract
一种双拱形城市地下综合体及其暗挖建造方法，双拱形城市地下综合体自下到上分为5层，分别为海绵城市专用水舱、下层交通专用舱、上层交通专用舱、地下综合管廊舱和安全人行与检修舱，各层之间分别由下层车道底梁板、上层车道底梁板、综合管廊层底板和安全人行与检修层底板隔开；海绵城市专用水舱内设置维修车道、维修车、水管墩、水管；所述的下层交通专用舱、上层交通专用舱均分别设置安全防火隔离墙，将其分隔为内侧空间较大的交通舱和两侧空间较小的安全疏散舱；所述的地下综合管廊舱由两侧的斜墙和若干个竖直的综合管廊竖隔板分隔为多个舱；本发明采用暗挖的建造方法，对周围环境影响小，且能保证施工安全，且施工经济。
Description
技术领域
本发明属于城市地下道路工程领域与市政设施技术领域，特别是涉及一种双拱形城市地下综合体及其暗挖建造方法。
背景技术
目前城市交通建设如火如荼，随着国家进一步推进综合管廊、海绵城市战略，我国大中城市必将掀起地下工程建设的新一轮高潮，由于地下空间的稀缺性，对集“城市地下综合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空间”的城市地下综合体的需求巨大。
日本和欧美地下空间的开发和建设处于领先地位，最先倡导并提出地下城市和城市地下空间的综合化和立体化开发理念，1990年提出东京宣言：大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代，2010年国际隧道协会扩展到隧道与地下空间协会并宣告：21世纪是地下空间的世纪。
对标国际大都市，变粗放式、摊大饼城市发展模式为集约式、立体化模式，向地下要空间；突破城市土地、空气、水源、绿地、人均城市空间、能源、环境等资源环境总量约束；对交通拥堵、空气污浊、噪音污染、视觉污染、城市看海、绿化不足、房地产财政转型、老城区活力下降等招招致命的城市病进行综合整治；变中国制造为中国创造，培育国际领先的高端产业集群。
国外城市地下空间开发利用历史悠久，多以大型地下交通枢纽结合商业设施和停车场、容多种交通形式于一体的地下空间综合体类型呈现。在国际上，日本和欧美在地下空间的开发和建设处于领先地位，最先倡导并提出地下城市和城市地下空间的综合化和立体化开发理念。总体看，包含有多种交通方式或多种功能的地下空间综合体许多国家时有出现，尚未见集“城市地下综合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空间” 城市地下综合体类型。因此，迫切需要开发地下空间综合体，适应国家绿色建筑和可持续发展战略。
发明内容
本发明的目的提供一种解决“交通拥堵、海绵城市、综合管廊”一体化的世界性城市发展难题、节约工程投资和打造“人在地上，物和车在地下”的绿色生态理想城市的双拱形城市地下综合体及其暗挖建造方法。
一种双拱形城市地下综合体主要包括超前中空注浆锚杆、待开挖隧道、中顶永久锚杆、中部临时锚杆、中顶初级永久支护、中部临时支护、侧壁永久锚杆、侧室侧壁临时锚杆、侧壁初级永久支护、侧室侧壁临时支护、侧室顶壁临时支护、临时支撑、侧边基础、下部侧边墙、中部基础、下部中承重墙、上部侧边墙、上部中承重墙、飞鸟顶部、中顶排水系统空间、顶部永久锚杆、顶部初级永久支护、顶部二次衬砌结构、综合管廊层底板、安全人行与检修层底板、综合管廊竖隔板、斜墙、底部初级支护、底部二次衬砌、下层车道底梁板、上层车道底梁板、维修车道、维修车、水管墩、水管和安全防火隔离墙；双拱形城市地下综合体为双拱形相连，两个马蹄形连接处设置一道中承重墙，整体布局与结构以中承重墙对称；双拱形城市地下综合体自下到上分为5层，分别为海绵城市专用水舱、下层交通专用舱、上层交通专用舱、地下综合管廊舱和安全人行与检修舱，各层之间分别由下层车道底梁板(30)、上层车道底梁板(31)、综合管廊层底板(24)和安全人行与检修层底板(25)隔开；海绵城市专用水舱内设置维修车道(32)、维修车(33)、水管墩(34)、水管(35)；所述的下层交通专用舱、上层交通专用舱均分别设置安全防火隔离墙(36)，将其分隔为内侧空间较大的交通舱和两侧空间较小的安全疏散舱；所述的地下综合管廊舱由两侧的斜墙(27)和若干个竖直的综合管廊竖隔板(26)分隔为多个舱。
一种双拱形城市地下综合体的暗挖建造方法为：
第1步：超前中空注浆锚杆、小导管安装、注浆；
第2步：Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区开挖；
第3步：Ⅳ区、Ⅴ区和Ⅵ区开挖；
第4步：下部侧边墙和下部中承重墙结构建造；
第5步：上部侧边墙和上部中承重墙结构建造以及临时支撑；
第6步：Ⅶ区和Ⅷ区开挖以及顶部初级支护；
第7步：顶部衬砌；
第8步：综合管廊层底板建造；
第9步：安全人行与检修层底板和综合管廊竖隔板建造；
第10步：Ⅸ区和Ⅹ区开挖；
第11步：底部二次衬砌；
第12步：下层车道底梁板建造；
第13步：上层车道底梁板建造；
第14步：海绵城市专用水舱建造；
第15步：安全防火隔离墙建造；
所述的Ⅰ区为待开挖隧道(2)的中区上部，所述的Ⅱ区为待开挖隧道(2)的左侧区上部，所述的Ⅲ区为待开挖隧道(2)的右侧区上部，所述的Ⅳ区为待开挖隧道(2)的左侧区下部，所述的Ⅴ区为待开挖隧道(2)的中区下部，所述的Ⅵ区为待开挖隧道的右侧区下部，所述的Ⅶ区位于待开挖隧道(2)的左侧单拱洞中上部，所述的Ⅷ区位于待开挖隧道(2)的右侧单拱洞中上部，所述的Ⅸ区位于待开挖隧道(2)的左侧单拱洞中下部，所述的Ⅹ区位于待开挖隧道(2)的右侧单拱洞中下部。
所述第1步进一步包括：
1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5 m,小导管为为3.5m，并应大于循环进尺的2 倍；
2）超前中空注浆锚杆外插角度为10-15°，小导管外插角为10-25°；
3）小导管周边注浆适用于自稳时间6~12小时。
所述第2步进一步包括：
1）先喷射顶部拱，从左到右或从右到左；
2）再喷射两侧墙体，自下而上；
3）围岩表面比较平整时，可不进行初喷混凝土，并先挂钢筋网，钢筋网需紧贴岩壁，再喷混凝土覆盖；
4）采用双层钢筋网时，第二层钢筋网在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不小于3cm；
5）钢筋网与锚杆连接牢固；
6)安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分；
7)现场测量定位，首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢架（钢格栅）的纵向位置；钢架（钢格栅）与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm；
8)两排钢架（钢格栅）间沿周边每隔1m 用φ22 纵向钢筋焊接联接，形成纵向连接系；
9）锚杆孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直线；杆体露出面的长度，不大于喷层厚度；
10）锚杆砂浆饱满，并作抗拔力试验，每300 根锚杆抽验一组，每组3 根；
11）进行二次喷射混凝土。
所述进行二次喷射混凝土进一步包括：
1）先喷射两侧墙体，自下而上；
2）再喷射顶部拱，从左到右或从右到左。
本发明的有益效果是统筹各类市政管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展，有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，有利于增加公共产品有效投资、拉动社会资本投入、打造经济发展新动力。变粗放式、摊大饼城市发展模式为集约式、立体化模式，向地下要空间；突破城市土地、空气、水源、绿地、人均城市空间、能源、环境等资源环境总量约束；对交通拥堵、空气污浊、噪音污染、视觉污染、城市看海、绿化不足、房地产财政转型、老城区活力下降等招招致命的城市病进行综合整治；变中国制造为中国创造，培育国际领先的高端产业集群。
该综合体易于采用暗挖方法施工，最底部为海绵城市专用舱，安全可靠，保证海绵城市的雨水储存与流动，具有超大的储存雨水能力，中间两层为地下交通，上面两层分别为综合管廊层与检修层，空间布局合理，均能保证各层的正常运营与维修。采用暗挖的建造方法，对周围环境影响小，且能保证施工安全，且施工经济。
附图说明
下面结合附图对本发明中的一种双拱形城市地下综合体及其暗挖建造方法作进一步说明：
图1为超前中空注浆锚杆、小导管安装、注浆示意图；
图2为Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区开挖示意图；
图3为Ⅳ区、Ⅴ区和Ⅵ区开挖示意图；
图4为下部侧边墙和下部中承重墙结构建造示意图；
图5为上部侧边墙和上部中承重墙结构建造以及临时支撑示意图；
图6为Ⅶ区和Ⅷ区开挖以及顶部初级支护示意图；
图7为顶部衬砌示意图；
图8为综合管廊层底板建造示意图；
图9为安全人行与检修层底板和综合管廊竖隔板建造示意图；
图10为Ⅸ区和Ⅹ区开挖示意图；
图11为底部二次衬砌示意图；
图12为下层车道底梁板建造示意图；
图13为上层车道底梁板建造示意图；
图14为海绵城市专用水舱建造示意图；
图15为安全防火隔离墙建造示意图；
图中：1为超前中空注浆锚杆；2为待开挖隧道；3为中顶永久锚杆；4为中部临时锚杆；5为中顶初级永久支护；6为中部临时支护；7为侧壁永久锚杆；8为侧室侧壁临时锚杆；9为侧壁初级永久支护；10为侧室侧壁临时支护；11为侧室顶壁临时支护；12为临时支撑；13为侧边基础；14为下部侧边墙；15为中部基础；16为下部中承重墙；17为上部侧边墙；18为上部中承重墙；19为飞鸟顶部；20为中顶排水系统空间；21为顶部永久锚杆；22为顶部初级永久支护；23为顶部二次衬砌结构；24为综合管廊层底板；25为安全人行与检修层底板；26为综合管廊竖隔板；27为斜墙；28为底部初级支护；29为底部二次衬砌；30为下层车道底梁板；31为上层车道底梁板；32为维修车道；33为维修车；34为水管墩；35为水管；36为安全防火隔离墙。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
一种双拱形城市地下综合体主要包括超前中空注浆锚杆1、待开挖隧道2、中顶永久锚杆3、中部临时锚杆4、中顶初级永久支护5、中部临时支护6、侧壁永久锚杆7、侧室侧壁临时锚杆8、侧壁初级永久支护9、侧室侧壁临时支护10、侧室顶壁临时支护11、临时支撑12、侧边基础13、下部侧边墙14、中部基础15、下部中承重墙16、上部侧边墙17、上部中承重墙18、飞鸟顶部19、中顶排水系统空间20、顶部永久锚杆21、顶部初级永久支护22、顶部二次衬砌结构23、综合管廊层底板24、安全人行与检修层底板25、综合管廊竖隔板26、斜墙27、底部初级支护28、底部二次衬砌29、下层车道底梁板30、上层车道底梁板31、维修车道32、维修车33、水管墩34、水管35和安全防火隔离墙36；双拱形城市地下综合体为双拱形相连，两个马蹄形连接处设置一道中承重墙，整体布局与结构以中承重墙对称；双拱形城市地下综合体自下到上分为5层，分别为海绵城市专用水舱、下层交通专用舱、上层交通专用舱、地下综合管廊舱和安全人行与检修舱，各层之间分别由下层车道底梁板30、上层车道底梁板31、综合管廊层底板24和安全人行与检修层底板25隔开；海绵城市专用水舱内设置维修车道32、维修车33、水管墩34、水管35；所述的下层交通专用舱、上层交通专用舱均分别设置安全防火隔离墙36，将其分隔为内侧空间较大的交通舱和两侧空间较小的安全疏散舱；所述的地下综合管廊舱由两侧的斜墙27和若干个竖直的综合管廊竖隔板26分隔为多个舱。
一种双拱形城市地下综合体的暗挖建造方法为：
第1步：超前中空注浆锚杆、小导管安装、注浆；
第2步：Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区开挖；
第3步：Ⅳ区、Ⅴ区和Ⅵ区开挖；
第4步：下部侧边墙和下部中承重墙结构建造；
第5步：上部侧边墙和上部中承重墙结构建造以及临时支撑；
第6步：Ⅶ区和Ⅷ区开挖以及顶部初级支护；
第7步：顶部衬砌；
第8步：综合管廊层底板建造；
第9步：安全人行与检修层底板和综合管廊竖隔板建造；
第10步：Ⅸ区和Ⅹ区开挖；
第11步：底部二次衬砌；
第12步：下层车道底梁板建造；
第13步：上层车道底梁板建造；
第14步：海绵城市专用水舱建造；
第15步：安全防火隔离墙建造；
所述的Ⅰ区为待开挖隧道2的中区上部，所述的Ⅱ区为待开挖隧道2的左侧区上部，所述的Ⅲ区为待开挖隧道2的右侧区上部，所述的Ⅳ区为待开挖隧道2的左侧区下部，所述的Ⅴ区为待开挖隧道2的中区下部，所述的Ⅵ区为待开挖隧道的右侧区下部，所述的Ⅶ区位于待开挖隧道2的左侧单拱洞中上部，所述的Ⅷ区位于待开挖隧道2的右侧单拱洞中上部，所述的Ⅸ区位于待开挖隧道2的左侧单拱洞中下部，所述的Ⅹ区位于待开挖隧道2的右侧单拱洞中下部。
所述第1步进一步包括：
1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5 m,小导管为为3.5m，并应大于循环进尺的2 倍；
2）超前中空注浆锚杆外插角度为10-15°，小导管外插角为10-25°；
3）小导管周边注浆适用于自稳时间6~12小时。
所述第2步进一步包括：
1）先喷射顶部拱，从左到右或从右到左；
2）再喷射两侧墙体，自下而上；
3）围岩表面比较平整时，可不进行初喷混凝土，并先挂钢筋网，钢筋网需紧贴岩壁，再喷混凝土覆盖；
4）采用双层钢筋网时，第二层钢筋网在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不小于3cm；
5）钢筋网与锚杆连接牢固；
6)安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分；
7)现场测量定位，首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢架的纵向位置；钢架与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm；
8)两排钢架（钢格栅）间沿周边每隔1m 用φ22 纵向钢筋焊接联接，形成纵向连接系；
9）锚杆孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直线；杆体露出面的长度，不大于喷层厚度；
10）锚杆砂浆饱满，并作抗拔力试验，每300 根锚杆抽验一组，每组3 根；
11）进行二次喷射混凝土。
所述进行二次喷射混凝土进一步包括：
1）先喷射两侧墙体，自下而上；
2）再喷射顶部拱，从左到右或从右到左。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种双拱形城市地下综合体，主要包括超前中空注浆锚杆(1)、待开挖隧道(2)、中顶永久锚杆(3)、中部临时锚杆(4)、中顶初级永久支护(5)、中部临时支护(6)、侧壁永久锚杆(7)、侧室侧壁临时锚杆(8)、侧壁初级永久支护(9)、侧室侧壁临时支护(10)、侧室顶壁临时支护(11)、临时支撑(12)、侧边基础(13)、下部侧边墙(14)、中部基础(15)、下部中承重墙(16)、上部侧边墙(17)、上部中承重墙(18)、飞鸟顶部(19)、中顶排水系统空间(20)、顶部永久锚杆(21)、顶部初级永久支护(22)、顶部二次衬砌结构(23)、综合管廊层底板(24)、安全人行与检修层底板(25)、综合管廊竖隔板(26)、斜墙(27)、底部初级支护(28)、底部二次衬砌(29)、下层车道底梁板(30)、上层车道底梁板(31)、维修车道(32)、维修车(33)、水管墩(34)、水管(35)和安全防火隔离墙(36)；其特征在于：双拱形城市地下综合体为双拱形相连，两个马蹄形连接处设置一道中承重墙，整体布局与结构以中承重墙对称；双拱形城市地下综合体自下到上分为5层，分别为海绵城市专用水舱、下层交通专用舱、上层交通专用舱、地下综合管廊舱和安全人行与检修舱，各层之间分别由下层车道底梁板(30)、上层车道底梁板(31)、综合管廊层底板(24)和安全人行与检修层底板(25)隔开；海绵城市专用水舱内设置维修车道(32)、维修车(33)、水管墩(34)、水管(35)；所述的下层交通专用舱、上层交通专用舱均分别设置安全防火隔离墙(36)，将其分隔为内侧空间较大的交通舱和两侧空间较小的安全疏散舱；所述的地下综合管廊舱由两侧的斜墙(27)和若干个竖直的综合管廊竖隔板(26)分隔为多个舱；
双拱形城市地下综合体的暗挖建造方法为：
第1步：超前中空注浆锚杆、小导管安装、注浆；
第2步：Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区开挖；
第3步：Ⅳ区、Ⅴ区和Ⅵ区开挖；
第4步：下部侧边墙和下部中承重墙结构建造；
第5步：上部侧边墙和上部中承重墙结构建造以及临时支撑；
第6步：Ⅶ区和Ⅷ区开挖以及顶部初级支护；
第7步：顶部衬砌；
第8步：综合管廊层底板建造；
第9步：安全人行与检修层底板和综合管廊竖隔板建造；
第10步：Ⅸ区和Ⅹ区开挖；
第11步：底部二次衬砌；
第12步：下层车道底梁板建造；
第13步：上层车道底梁板建造；
第14步：海绵城市专用水舱建造；
第15步：安全防火隔离墙建造；
所述的Ⅰ区为待开挖隧道(2)的中区上部，所述的Ⅱ区为待开挖隧道(2)的左侧区上部，所述的Ⅲ区为待开挖隧道(2)的右侧区上部，所述的Ⅳ区为待开挖隧道(2)的左侧区下部，所述的Ⅴ区为待开挖隧道(2)的中区下部，所述的Ⅵ区为待开挖隧道的右侧区下部，所述的Ⅶ区位于待开挖隧道(2)的左侧单拱洞中上部，所述的Ⅷ区位于待开挖隧道(2)的右侧单拱洞中上部，所述的Ⅸ区位于待开挖隧道(2)的左侧单拱洞中下部，所述的Ⅹ区位于待开挖隧道(2)的右侧单拱洞中下部。
2.根据权利要求1 所述的一种双拱形城市地下综合体，其特征在于，其暗挖建造方法，所述第1步进一步包括：
1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5 m,小导管为3.5m，并应大于循环进尺的2 倍；
2）超前中空注浆锚杆外插角度为10-15°，小导管外插角为10-25°；
3）小导管周边注浆适用于自稳时间6~12小时。
3.根据权利要求1 所述的一种双拱形城市地下综合体，其特征在于，其暗挖建造方法，所述第2步进一步包括：
1）先喷射顶部拱，从左到右或从右到左；
2）再喷射两侧墙体，自下而上；
3）围岩表面比较平整时，可不进行初喷混凝土，并先挂钢筋网，钢筋网需紧贴岩壁，再喷混凝土覆盖；
4）采用双层钢筋网时，第二层钢筋网在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不小于3cm；
5）钢筋网与锚杆连接牢固；
6)安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分；
7)现场测量定位，首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢架的纵向位置；钢架与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm；
8)两排钢架间沿周边每隔1m 用φ22 纵向钢筋焊接联接，形成纵向连接系；
9）锚杆孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直线；杆体露出面的长度，不大于喷层厚度；
10）锚杆砂浆饱满，并作抗拔力试验，每300 根锚杆抽验一组，每组3 根；
11）进行二次喷射混凝土。
4.根据权利要求3所述的一种双拱形城市地下综合体，其特征在于，其暗挖建造方法，所述进行二次喷射混凝土进一步包括：
1）先喷射两侧墙体，自下而上；
2）再喷射顶部拱，从左到右或从右到左。
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