CN107448005B - 一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置，包含：多节管节，呈多层多列设置，管节之间采用连接件连接；每一管节包含首尾连接的多边结构，其中一节管节为基准管节。本发明采用小管节的方法可以实现在狭小空间的施工，将对周围环境的影响降到最低。

Description

一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置

技术领域

本发明涉及地下工程施工技术领域，具体涉及一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置。

背景技术

在土地资源日益匮乏的条件下，利用地下空间是实现城市可持续化发展的重要手段。日本、美国等国外发达国家，长期倡导“网络化、立体化、集约化、深层化、综合化”的地下空间利用理念，取得了非常好的效果。我国的城市地下空间建设起步晚，建设多呈现单一化、各自为阵的特点。例如在上海陆家嘴金融核心区地下空间的相互独立性，降低了地下空间资源的有效利用率。地下空间的互联互通技术成为地下空间发展的关键技术。另一方面，部分已建地下空间已不能满足容量和功能使用要求。例如，上世纪70、80年代建造的地下停车库已不能解决目前社会出现的“一库难求”的局面，对这些地下车库进行增容是当务之需。

在既有的地下空间中进行施工，存在着施工空间狭小，大型施工设备无法应用的特点。既有的设施正处于使用状态，对其进行改造势必影响周围环境，这就提出了必须采用非开挖的方式进行工程的建设。既有建筑增建地下空间的方法主要有竖向延伸式增建、水平延伸式增建及混合式增建。竖向延伸式增建是直接在建筑物底下将已有的地下空间向下延伸。这种增建方式具有不占用建筑物周边地下空间的优点，但由于要增加基础深度，施工难度很大，造价很高。水平扩展式改建是充分利用建筑物周边空地或绿地，在空地绿地下增加地下室。这种增建方式虽需占用建筑物周边地下空间，但相对竖向延伸式增建施工难度低、造价可以接受。混合式增建是将水平扩展改建法和竖向延伸式增建法综合利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置，采用小管节的方法可以实现在狭小空间的施工，将对周围环境的影响降到最低。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置，其特点是，包含：

多节管节，呈多层多列设置，管节之间采用连接件连接；每一管节包含首尾连接的多边结构，其中一节管节为基准管节。

所述的连接件包含对应设置在两个管节上的滑槽与凸榫。

所述的管节采用顶管法的原理顶入土中。

所述的装置还包含内衬墙，所述的内衬墙设置在多节管节围成范围内的无支撑区域。

所述的装置还包含多个临时支撑，多个临时支撑设置在对应的每一管节内。

所述的装置还包含上部混凝土墙，所述的上部混凝土墙设置在多节管节围城的地下空间中的上部支撑区域。

所述的上部混凝土墙采用后浇带的形式进行施工。

所述的装置还包含下部混凝土墙，所述的下部混凝土墙设置在多节管节围城的地下空间中的下部支撑区域；所述的下部混凝土墙采用现浇的形式进行施工。

所述的装置还包含侧部混凝土墙，所述的侧部混凝土墙设置在多节管节围城的地下空间中的侧部支撑区域；所述的侧部混凝土墙采用现浇的形式进行施工。

本发明一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置与现有技术相比具有以下优点：通过对既有地下空间的拓建改造，可实现既有地下空间的网络化互通、小空间地下设施的空间拓建扩容、单功能地下设施的扩展增能，实现网络化星盘棋布的多功能城市地下综合体；通过对既有地下空间的拓建改造，从而改善中心城区既有地下空间的综合环境，提升中心城区地下空间的整体品质，拓建城市中心区域的服务功能；本发明根据既有地下空间狭小、大型施工机械无法应用的特点，采用“化整为零”的方法，对管节进行小型化、模块化，以满足对施工空间的要求，管节采用网格式开口排土方式，以解决无接受工作井，顶管机机头无法调出的难题，同时可以根据地面变形情况，进行动态信息化施工；在内衬施工过程中，采用临时柱的方式，多次进行结构转换，边拆钢结构边试作内衬，实现结构内衬墙的施工；后浇注的混凝土与钢结构形成复合结构形式，钢结构的承载力也可得到有效利用；内衬墙为完整的现浇混凝土结构，具有良好的防水性能。

附图说明

图1为既有地下空间水平拓展的平面图

图2为既有地下空间水平拓展的立面图

图3为管节的整体结构示意图；

图4为两个管节的连接示意图；

图5为本发明施工流程图；

图6A~6F分别为管节施工顺序图；

图7A~7F分别为步骤S104~S114所对应的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置，包含：多节管节，呈多层多列设置，多节管节，具体的说是N×M节管节，N为层，M为列，其中M、N都是自然数，如图6A~6F所述，是一个具体实施例为六节管节，其中在上层设置三节管节，下层对应设置三节管节，管节之间采用连接件连接；每一管节包含首尾连接的多边结构，其中一节管节为基准管节，管节的整体结构示意图如图3所示的为首尾连接的四边结构，连接件包含对应设置在两个管节上的滑槽12与凸榫13，如图4所示。如图5所示，为了实现管节间的连接，管节之间采用连接件连接，连接件包含对应设置在两个管节上的滑槽12与凸榫13，如图6所示，可实现管节间位置的精确对接。

装置的施工流程图如图5所示，包含如下步骤：

S100、若既有地下空间处于富含水地区，则需要对既有地下空间的外围进行地基加固施工，形成封闭的空间，然后在既有地下空间的内部进行抽水疏干作业。

S102、如图6A~6F所示，依次对六节管节（1~6）进行施工。

采用顶管法的原理将六节管节顶入土中。管节采用钢结构的形式，可以通过焊接实现管节的制作与加工，以满足在狭小地下空间中进行施工的要求。由于没有工作井，顶管机的机头无法进洞，在本实施例中通过控制基准管节的网格开口率实现对地面沉降的控制，网格开口率为切削面板上开口的面积与面板总面积的比率。所有管节顶进到预定位置时，关闭所有排土口，排土口设置在出土舱的底部。

S104、在管节围城的地下空间中的无支撑区域内进行内衬墙7施工，如图7A所示。

首先，在形成的地下空间中，在每一管节内进行绑扎钢筋的施工，再进行内衬墙7施工。

S106、待内衬墙的强度达到预设强度标准后，在每一管节内进行临时支撑8施工，并在临时支撑8上施加预应力，如图7B所示。

S108、拆除上部支撑，在上部支撑位置进行上部混凝土墙9施工，如图7C所示。

其中，所述的上部混凝土墙9采用后浇带的形式进行施工。

S110、待上部混凝土墙9的强度达到预设强度标准后，拆除下部支撑，在下部支撑位置进行下部混凝土墙10施工，如图7D所示。

S112、待下部混凝土墙10的强度达到预设强度标准后，拆除侧部支撑，在侧部支撑位置进行侧部混凝土墙11施工，如图7E所示。

S114、待侧部混凝土墙11的强度达到预设强度标准后，拆除中间支撑及临时支撑8，从而完成既有地下空间进行水平拓展的施工，如图7F所示。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种既有地下空间采用非开挖方式进行水平拓展的装置，其特征在于，包含：

多节管节，呈多层多列设置，管节之间采用连接件连接；每一管节包含首尾连接的多边结构，管节采用钢结构，通过焊接实现管节的制作与加工，以满足在狭小地下空间中进行施工的要求，其中一节管节为基准管节；

内衬墙，所述内衬墙设置在多节管节围成范围内的无支撑区域；

多个临时支撑，多个所述临时支撑设置在对应的每一管节内；

上部混凝土墙，所述上部混凝土墙设置在多节管节围成的地下空间中的上部支撑区域；

下部混凝土墙，所述下部混凝土墙设置在多节管节围成的地下空间中的下部支撑区域；

侧部混凝土墙，所述侧部混凝土墙设置在多节管节围成的地下空间中的侧部支撑区域；

其中，所述装置的施工步骤包括：

S100、若所述既有地下空间处于富含水地区，则需要对所述既有地下空间的外围进行地基加固施工，形成封闭的空间，然后在所述既有地下空间的内部进行抽水疏干作业；

S102、依次采用顶管法将各管节顶入土中；其中，通过控制所述基准管节的网格开口率实现对地面沉降的控制，网格开口率为切削面板上开口的面积与面板总面积的比率；所有管节顶进到预定位置时，关闭所有排土口，排土口设置在出土舱的底部；

S104、在管节围成的地下空间中的所述无支撑区域内进行内衬墙施工：

首先，在形成的地下空间中，在每一管节内进行绑扎钢筋的施工，再进行内衬墙施工；

S106、待所述内衬墙的强度达到预设强度标准后，在每一管节内进行临时支撑施工，并在所述临时支撑上施加预应力；

S108、拆除上部支撑，在上部支撑位置进行上部混凝土墙施工；其中，所述上部混凝土墙采用后浇带的形式进行施工；

S110、待所述上部混凝土墙的强度达到预设强度标准后，拆除下部支撑，在下部支撑位置进行下部混凝土墙施工；

S112、待所述下部混凝土墙的强度达到预设强度标准后，拆除侧部支撑，在侧部支撑位置进行侧部混凝土墙施工；

S114、待所述侧部混凝土墙的强度达到预设强度标准后，拆除中间支撑及所述临时支撑，从而完成所述既有地下空间进行水平拓展的施工。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的连接件包含对应设置在两个管节上的滑槽与凸榫。

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