CN110593306A - 一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及市政工程地下空间技术领域，且公开了一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，该地下空间采用天然地基，底板结构由预制底板与现浇底板两部分组成，梁、板、柱、外墙等均为现浇结构。特制沙箱在施工过程中既可作为压载使用，同时又可作为模板的排架使用，通过沙箱的泄沙孔能够动态控制压载量，保证地下结构施工过程中作用在区间隧道上的压力保持不变，能够有效控制坑底及地铁区间隧道的隆起、沉降变形，对周围环境影响小，工作效率高，工程风险低，尤其适用于软土地区，使地下空间基坑开挖带来的不利环境影响降低到最低限度，有效控制土体卸荷引起的区间隧道隆起变形。

Description

一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程地下空间技术领域，具体为一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构及其施工方法。

背景技术

随着城市地下空间的快速发展和轨道交通网络化的完善，已建地铁区间隧道与新建地下空间之间的空间矛盾日益突出，在运营地铁区间隧道上方进行地下空间开发的情况不断出现，给地下工程的设计、施工带来了一系列新的问题。基坑开挖过程中的土体卸荷隆起会引起下方地层移动，严重时将导致下卧隧道隆起并威胁地铁运营安全。地铁区间隧道正常运营的变形保护要求非常严格，要求其最终绝对位移不能超过10mm，变形曲率半径不小于15000m，相对弯曲不大于1/2500，这就给地下空间的设计及施工提出了巨大挑战。

目前，为减小区间隧道因上方土体卸荷引起隧道的隆起变形，一般在区间隧道周边采用门式地基加固，同时在隧道两侧设置抗隆桩，通过现浇梁板结构形成整体的抗浮体系，对地铁区间隧道的隆起进行控制。

但是现有技术存在着一定的弊端，其施工周期长，工程进度慢，同时在进行地基加固及桩基等隐蔽工程施工时，施工过程对地铁区间隧道的扰动较大。

发明内容

本发明提供了一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构及其施工方法，具备施工进度快，对地铁区间隧道影响小的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，该地下空间采用天然地基，底板结构由预制底板与现浇底板两部分组成，梁、板、柱、外墙等均为现浇结构。

优选的，采用间隔、分块的原则跳仓开挖土方，快速吊装预制底板，采用特制的沙箱压载在预制底板结构上，补偿土体开挖所造成的卸荷。

优选的，特制的沙箱结构在地下结构回筑过程中可作为模板排架。

优选的，在地下空间施工过程中通过沙箱上的泄沙孔分阶段控制沙箱内的沙量，以实现压载、卸载之间的动态平衡，控制地铁区间隧道因上方地下结构施工的卸载、压载所引起的隆起、沉降变形。

优选的，具体施工顺序按下述步骤进行：

(一)、基坑围护

按地下空间范围进行基坑围护，与地铁区间隧道垂直的两侧采用重力坝围护，与地铁区间隧道平行的两侧利用原有地下室围护结构，基坑内侧设置搅拌桩坑内加固，坑内加固底标高与区间隧道定保证3m净距，顶标高分别为地面及开挖面，根据轴网间隔分块布置；

(二)、预制底板分块划分

根据地下空间的轴网布置对预制底板分块进行划分，预制底板的平面尺寸四边均小于轴网1m以上；预制底板的厚度为底板总厚度的一半且不小于0.3m，预制底板下层钢筋根据主体结构要求进行设置，四边预留钢筋伸出，预制底板上层钢筋根据起吊要求进行设置，预制底板顶面及侧面凿毛处理；

(三)、土方开挖

根据地下空间结构的轴网布置将土方开挖施工分为若干个施工分块，采用间隔、分块的原则跳仓开挖土方，快速吊装预制底板，然后在预制底板上安放特制沙箱，随后在沙箱内灌沙(水)进行压载；

(四)、地下空间结构施工

土方开挖及沙箱压载完成后，进行现浇底板的钢筋绑扎，待底板混凝土浇筑完毕后，通过等荷载原则打开泄沙孔排出箱内部分沙(水)。随后依次进行柱、梁、板、外墙等结构的钢筋绑扎，利用沙箱做为模板排架，待地下空间结构混凝土浇筑完毕后，打开泄沙孔排空箱内沙(水)，最后通过预留的吊装孔将沙箱吊出。

本发明具备以下有益效果：

特制沙箱在施工过程中既可作为压载使用，同时又可作为模板的排架使用，通过沙箱的泄沙孔能够动态控制压载量，保证地下结构施工过程中作用在区间隧道上的压力保持不变，能够有效控制坑底及地铁区间隧道的隆起、沉降变形，对周围环境影响小，工作效率高，工程风险低，尤其适用于软土地区，使地下空间基坑开挖带来的不利环境影响降低到最低限度，有效控制土体卸荷引起的区间隧道隆起变形。

附图说明

图1为本发明平面布置示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为本发明特制沙箱结构示意图；

图4为本发明图2中A处的放大图。

图中：1、地铁区间隧道；2、预制底板；3、现浇底板；4、沙箱；5、卸沙孔；6、灌沙孔；7、沙箱立柱；8、重力坝围护；9、坑内加固。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，该地下空间采用天然地基，底板结构由预制底板与现浇底板两部分组成，梁、板、柱、外墙等均为现浇结构。

其中，采用间隔、分块的原则跳仓开挖土方，快速吊装预制底板，采用特制的沙箱压载在预制底板结构上，补偿土体开挖所造成的卸荷。

其中，特制的沙箱结构在地下结构回筑过程中可作为模板排架。

其中，在地下空间施工过程中通过沙箱上的泄沙孔分阶段控制沙箱内的沙量，以实现压载、卸载之间的动态平衡，控制地铁区间隧道因上方地下结构施工的卸载、压载所引起的隆起、沉降变形。

其中，具体施工顺序按下述步骤进行：

(一)、基坑围护

按地下空间范围进行基坑围护，与地铁区间隧道垂直的两侧采用重力坝围护，与地铁区间隧道平行的两侧利用原有地下室围护结构，基坑内侧设置搅拌桩坑内加固，坑内加固底标高与区间隧道定保证3m净距，顶标高分别为地面及开挖面，根据轴网间隔分块布置；

(二)、预制底板分块划分

根据地下空间的轴网布置对预制底板分块进行划分，预制底板的平面尺寸四边均小于轴网1m以上；预制底板的厚度为底板总厚度的一半且不小于0.3m，预制底板下层钢筋根据主体结构要求进行设置，四边预留钢筋伸出，预制底板上层钢筋根据起吊要求进行设置，预制底板顶面及侧面凿毛处理；

(三)、土方开挖

根据地下空间结构的轴网布置将土方开挖施工分为若干个施工分块，采用间隔、分块的原则跳仓开挖土方，快速吊装预制底板，然后在预制底板上安放特制沙箱，随后在沙箱内灌沙(水)进行压载；

(四)、地下空间结构施工

土方开挖及沙箱压载完成后，进行现浇底板的钢筋绑扎，待底板混凝土浇筑完毕后，通过等荷载原则打开泄沙孔排出箱内部分沙(水)。随后依次进行柱、梁、板、外墙等结构的钢筋绑扎，利用沙箱做为模板排架，待地下空间结构混凝土浇筑完毕后，打开泄沙孔排空箱内沙(水)，最后通过预留的吊装孔将沙箱吊出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，其特征在于：该地下空间采用天然地基，底板结构由预制底板与现浇底板两部分组成，梁、板、柱、外墙等均为现浇结构。

2.根据权利要求1所述的一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，其特征在于：采用间隔、分块的原则跳仓开挖土方，快速吊装预制底板，采用特制的沙箱压载在预制底板结构上，补偿土体开挖所造成的卸荷。

3.根据权利要求1所述的一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，其特征在于：特制的沙箱结构在地下结构回筑过程中可作为模板排架。

4.根据权利要求1所述的一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构，其特征在于：在地下空间施工过程中通过沙箱上的泄沙孔分阶段控制沙箱内的沙量，以实现压载、卸载之间的动态平衡，控制地铁区间隧道因上方地下结构施工的卸载、压载所引起的隆起、沉降变形。

5.根据权利要求1所述的一种跨越运营地铁隧道的大面积地下空间结构的施工方法，其特征在于，具体施工顺序按下述步骤进行：

(一)、基坑围护

按地下空间范围进行基坑围护，与地铁区间隧道垂直的两侧采用重力坝围护，与地铁区间隧道平行的两侧利用原有地下室围护结构，基坑内侧设置搅拌桩坑内加固，坑内加固底标高与区间隧道定保证3m净距，顶标高分别为地面及开挖面，根据轴网间隔分块布置；

(二)、预制底板分块划分

根据地下空间的轴网布置对预制底板分块进行划分，预制底板的平面尺寸四边均小于轴网1m以上；预制底板的厚度为底板总厚度的一半且不小于0.3m，预制底板下层钢筋根据主体结构要求进行设置，四边预留钢筋伸出，预制底板上层钢筋根据起吊要求进行设置，预制底板顶面及侧面凿毛处理；

(三)、土方开挖

根据地下空间结构的轴网布置将土方开挖施工分为若干个施工分块，采用间隔、分块的原则跳仓开挖土方，快速吊装预制底板，然后在预制底板上安放特制沙箱，随后在沙箱内灌沙(水)进行压载；

(四)、地下空间结构施工

土方开挖及沙箱压载完成后，进行现浇底板的钢筋绑扎，待底板混凝土浇筑完毕后，通过等荷载原则打开泄沙孔排出箱内部分沙(水)。随后依次进行柱、梁、板、外墙等结构的钢筋绑扎，利用沙箱做为模板排架，待地下空间结构混凝土浇筑完毕后，打开泄沙孔排空箱内沙(水)，最后通过预留的吊装孔将沙箱吊出。