CN111794286A - 一种软土地层中地铁下穿地下空间保护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软土地层中地铁下穿地下空间保护结构及施工方法，位于预先规划完成后的隧道线上设置基坑，包括位于基坑内的加固结构，加固结构包括位于基坑坑底的底板、位于底板下方的工程桩以及沿基坑内侧壁一周设置的连续的地下连续墙，所述地下连续墙的下部还连接有掘进破碎部，所述地下连续墙的刚度高于掘进破碎部的刚度，掘进破碎部的强度大于土体的强度，隧道线位于掘进破碎部上并且穿过掘进破碎部设置。本发明具有在增加地铁隧道线路上部地块的利用率同时，提高隧道线上方结构的稳定性的效果。

Description

一种软土地层中地铁下穿地下空间保护结构及施工方法

技术领域

本发明涉及地下空间开发利用技术领域中，尤其涉及一种软土地层中地铁下穿地下空间保护结构及施工方法。

背景技术

目前，在城市建设中，地铁已成为大中型城市主要的便捷交通方式，各大城市都在极力发展地铁交通。然而在城市地铁建设中，不仅要考虑地铁建设对现有构筑物的影响，还要考虑到在地铁建成后。出于对地铁线路保护需要，将严格限制地铁线路附近土地的开发利用。一般地铁线路外50米范围内为控制保护区，5米范围内为特别保护区。多数情况下实施在盾构线后，盾构线5米范围内不能实施工程建设。50米范围内工程建设需进行论证且需得到轨道交通建设单位认可。

现有授权公开号为CN104532849B的中国专利公开了一种运营地铁隧道上方基坑开挖方法，根据基坑尺寸确定基坑的基坑轮廓线并确定基坑划分区域与地铁隧道的相对位置关系，该方法将基坑划分为五个区域：基坑I，基坑Ⅱ，基坑Ⅲ，基坑Ⅳ和基坑Ⅴ。这样在基坑开挖之前预先在隧道周围形成混凝土保护壳，最大限度降低基坑开挖对运营隧道的影响。

通过一系列的加固结构来减少基坑开挖对地铁隧道周围土体的扰动，但在保护措施施工过程很难避免对地铁隧道周围土体造成扰动，给已有的地铁隧道带来风险，此外这一技术对保护措施和施工要求较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，本发明具有在增加地铁隧道线路上部地块的利用率同时，提高隧道线上方保护结构的稳定性的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，位于预先规划完成后的隧道线上设置基坑，包括位于基坑内的加固结构，加固结构包括位于基坑坑底的底板、位于底板下方的工程桩以及沿基坑内侧壁一周设置的连续的地下连续墙，所述地下连续墙的下部还连接有掘进破碎部，所述地下连续墙的刚度高于掘进破碎部的刚度，掘进破碎部的强度大于土体的强度，隧道线位于掘进破碎部上并且穿过掘进破碎部设置。

在上述技术方案中，保护结构的施工先于隧道，相较于在隧道完成后施工，能够减少对已成型隧道的扰动。在已规划但未施工的隧道上开挖基坑，基坑上施工保护结构，其中，保护结构的底板将上部荷载传递给工程桩，工程桩传递给土体，基坑周边为用于横向挡土的地下连续墙。底板位于隧道线上方，在隧道成型后下穿底板，保护结构上将施工能够提高隧道线上部土地利用价值的建筑结构，同时提高隧道上方的土体稳定性能。在盾构机下穿掘进时，底板上完成用于提高土地利用价值的建筑结构，同时，由于底板上已有建筑结构，底板竖向投影范围下的土体所受荷载与基坑投影外的土体所受荷载不同，底板边沿和隧道线投影之间的重合位置尤其是重合的两端部在土体挖掘时将出现应力集中现象，易使掘进后形成的隧道塌孔、底板下部土体偏位倾斜，从而使得底板下表面与土体脱离而降低底板承载能力，甚至使得底板开裂破坏，影响保护结构稳定性能和安全性能。因此，在底板下表面边沿还将设置有掘进破碎部，以替代底板边沿和隧道线重合位置两端的土体，以强度和刚度大于土体的掘进破碎部承受底板边沿下部掘进时的扰动，减少底板下部土体的变形，从而提高底板以及底板上部建筑结构的稳定性，并且降低施工难度以及工程风险。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述掘进破碎部包括水泥及泥浆混合形成的块体。

在上述技术方案中，掘进破碎部以及局部破碎部替代地下连续墙被盾构机沿隧道线掘进穿过，掺有水泥的泥浆形成的掘进破碎部的结构强度及刚度分别将大于土体的强度及刚度。掘进破碎部内不设钢筋或是玻璃纤维筋形成的骨架结构因此，掘进破碎部的强度和刚度小于地下连续墙的强度和刚度，相较于软土地层中的土体而言具有更好的承载能力及稳定性能，而相较于地下连续墙更易被盾构机掘进破碎。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述掘进破碎部上设置有局部破碎部，局部破碎部对应隧道线设置，局部破碎部凸出掘进破碎部设置，并且局部破碎部凸出掘进破碎部的一端为垂直隧道线轴向的破碎面，所述隧道线自局部破碎部的破碎面穿过基坑。

在上述技术方案中，局部破碎部远离掘进破碎部的一端为垂直于隧道线的破碎面，能够减少盾构机掘进时由于破碎局部破碎部和掘进破碎部出现偏位、倾斜的概率，以提高盾构机沿隧道线下穿前行时的精度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述掘进破碎部和隧道线重合部分的两端面均设置有局部破碎部。

在上述技术方案中，位于掘进破碎部两侧面的两局部破碎部能够适应两端向隧道线中部挖掘的盾构隧道挖掘方法，从而提高本保护结构的适用范围。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述局部破碎部与掘进破碎部一体成型。

在上述技术方案中，与掘进破碎部一体成型的局部破碎部使得局部破碎部的强度与掘进破碎部的强度以及刚度均一致，从而利于盾构机破碎掘进。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底板下表面连接有竖向设置的土体加固带，土体加固带沿底板下表面边沿的长度方向设置并且与掘进破碎部连接。

在上述技术方案中，沿底板下表面边沿长度方向设置的土体加固带能够提高底板边沿的稳定性能并且还能够提高底板加固带外侧的土体稳定性能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：工程桩沿基坑长度方向呈排状设置，并沿基坑宽度方向间隔分布有多排，其中位于基坑竖向投影范围内的隧道线的两侧均设置有加密桩，加密桩沿隧道线长度方向间隔分布成排。

在上述技术方案中，成排状的工程桩支撑底板，并在隧道线宽度方向的两侧还分别设有两排加密桩，以分隔隧道线侧边的土体，在盾构机掘进时，由于底板投影范围内的隧道线部分土体被加密桩分隔，从而能够减少盾构机掘进时对底板下部并位于加密桩远离隧道线一侧的土体扰动，同时加密桩还能够分摊自底板传递的荷载。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底板上设置有地梁，所述地梁连接于工程桩或是加密桩的顶部上，所述地梁的长度方向沿所在呈排状设置的工程桩或是加密桩设置，所述地梁的下表面低于底板下表面；所述底板下表面还设置有垫层，垫层下表面的边沿一周抵接于土体加固带上，所述垫层对应地梁位置设置有下凹的连接槽，所述土体加固带上对应连接槽设置有下凹的凹槽，连接槽沿地梁长度方向设置，所述地梁的底部伸入至连接槽内。

在上述技术方案中，地梁与经过的各工程桩或是加密桩连接，能够提高位于同一道地梁上的工程桩或是加密桩之间的连接性能，提高同一道地梁上的工程桩或是加密桩的整体性，使得底板能够均匀沉降。并且地梁的底端伸入至垫层的连接槽内，从而能够提高底板和垫层之间的连接性能。土体加固带上的凹槽则能提高地梁和土体加固带之间的连接性能。垫层能提高底板及地梁的抗腐蚀性。

本发明的上述发明目的之二是提供一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法。

本发明的上述发明目的之二是通过以下技术方案得以实现的：一种软土地层地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1，1、依据设计图纸，定位出隧道线以及基坑位置；

2、土体加固带的施工，贴合基坑在地面的竖向投影的内侧壁，并沿基坑内侧壁长度方向施工多根依次两两相互重合的二轴旋喷桩从而形成土体加固带；

3、施工工程桩，并在基坑位置上并位于隧道线的两侧施工加密桩；

S2，掘进破碎部施工：

1、掘进破碎部的定位，在基坑的侧边在地表上投影被隧道线在地表面投影所穿越的位置定位出掘进破碎部位置；

2、局部破碎部的定位，隧道线在地表的投影与掘进破碎部在地表的投影范围重合的两端面上分别定位出两凸出掘进破碎部的局部破碎部；

3、掘进破碎部以及局部破碎部的成形，在沿局部破碎部以及掘进破碎部在地表上所定出的位置开槽施工，依照所开出槽的形状，掺水和水泥和槽内竖向范围内的土体进行搅拌形成掘进破碎部和局部破碎部；

S3，地下连续墙施工，底板边沿一周竖向施工成型地下连续墙，并令位于掘进破碎部上的地下连续墙墙体底端高于地下连续墙其余部分的墙体底端高度；

S4，基坑开挖；

S5,基坑坑底的底板施工；

S6，在底板上施工用于提高地铁隧道土地利用率的建筑结构，并在施工完成后进行回填施工。

在上述技术方案中，保护结构以及位于保护结构上部用于提高土地利用价值的建筑结构先于地铁隧道施工，相较于现有技术，将施工产生的破坏风险自地铁隧道转移到建筑建构上的保护结构。隧道线下穿保护结构底板的下部，底板承托建筑结构。底板下的工程桩和加密桩承托底板，同时加密桩还将隧道线周边的土体与其他土体隔离，从而提高盾构机沿隧道线掘进时隧道周边土体的稳定性。地下连续墙用于保护底板施工时的基坑稳定性。底板下部的土体加固带以及掘进破碎部能够分隔底板下部土体和底板外侧土体，从而提高底板下部土体的稳定性能，从而提高隧道成型后的稳定性。同时，采用强度和刚度均大于土体的掘进破碎部提高底板边沿的土体，能够减少底板边沿和隧道重合位置出现隧道塌孔的概率。掘进破碎部上的局部破碎部用于导向盾构机，减少盾构机破碎局部破碎部和掘进破碎部时出现受力不均匀而盾构机倾斜偏移的概率。在底板上部建筑结构后进行回填，能够平衡地下连续墙两侧受力的稳定性能，同时，回填后能够与地面平齐，使得建筑结构的上部可以通车行走，从而进一步提高地铁隧道上方土地利用率。

一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法在一较佳示例中可以进一步配置为：所述工程桩和加密桩均为钻孔灌注桩。

在上述技术方案中，采用钻孔灌注桩能够减小成桩时对土体的挤压，能够减低后续工程桩或是加密桩的施工难度，同时还具有降低盾构机掘进时的难度，从而减少对盾构机掘进的影响。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.保护结构的施工先于隧道，相较于在隧道完成后施工，能够减少对已成型隧道的扰动。在已规划但未施工的隧道上开挖基坑，基坑上施工保护结构，其中保护结构的底板将上部荷载传递给工程桩，工程桩传递给土体，基坑周边为用于横向挡土的地下连续墙。其中，底板位于隧道线上方，使得隧道下穿底板，保护结构上将施工能够提高隧道线上部土地利用价值的建筑结构，同时提高隧道上方的土体稳定性能。在盾构机下穿掘进时，底板上完成用于提高土地利用价值的建筑结构，同时，由于底板上已有建筑结构，底板竖向投影范围下的土体所受荷载与基坑投影外的土体所受荷载不同，底板边沿和隧道线重合位置尤其是重合的两端部在土体挖掘时将出现应力集中现象，易使掘进后形成的隧道塌孔、底板下部土体偏位倾斜，从而使得底板下表面与土体脱离而降低底板承载能力，甚至使得底板开裂破坏，影响保护结构稳定性能和安全性能。因此，在底板下表面边沿还将设置有掘进破碎部，以替代底板边沿和隧道线重合位置两端的土体，以强度和刚度大于土体的掘进破碎部承受底板边沿下部掘进时的扰动，减少底板下部土体的变形，从而提高底板以及底板上部建筑结构的稳定性，并且降低施工难度以及工程风险；

2.掘进破碎部以及局部破碎部替代地下连续墙被盾构机沿隧道线掘进穿过，掺有水泥的泥浆形成的掘进破碎部的结构强度及刚度分别将大于土体的强度及刚度。掘进破碎部内不设钢筋或是玻璃纤维筋形成的骨架结构因此，掘进破碎部的强度和刚度小于地下连续墙的强度和刚度，相较于软土地层中的土体而言具有更好的承载能力及稳定性能，而相较于地下连续墙更易被盾构机掘进破碎；

3.保护结构以及位于保护结构上部用于提高土地利用价值的建筑结构先于地铁隧道施工，相较于现有技术，将施工产生的破坏风险自地铁隧道转移到建筑建构上的保护结构。隧道线下穿保护结构底板的下部，底板承托建筑结构。底板下的工程桩和加密桩承托底板，同时加密桩还将隧道线周边的土体与其他土体隔离，从而提高盾构机沿隧道线掘进时隧道周边土体的稳定性。地下连续墙用于保护底板施工时的基坑稳定性。底板下部的土体加固带以及掘进破碎部能够分隔底板下部土体和底板外侧土体，从而提高底板下部土体的稳定性能，从而提高隧道成型后的稳定性。同时，采用强度和刚度均大于土体的掘进破碎部提高底板边沿的土体，能够减少底板边沿和隧道重合位置出现隧道塌孔的概率。掘进破碎部上的局部破碎部用于导向盾构机，减少盾构机破碎局部破碎部和掘进破碎部时出现受力不均匀而盾构机倾斜偏移的概率。在底板上部建筑结构后进行回填，能够平衡地下连续墙两侧受力的稳定性能，同时，回填后能够与地面平齐，使得建筑结构的上部可以通车行走，从而进一步提高地铁隧道上方土地利用率。

附图说明

图1是本发明实施例一的俯视平面结构示意图；

图2是图1中A-A处剖面结构示意图；

图3是图2中B-B处剖面结构示意图；

图4是图2中A处放大结构示意图。

图中，1、基坑；2、地下连续墙；3、底板；4、工程桩；5、隧道线；6、掘进破碎部；7、局部破碎部；8、破碎面；9、土体加固带；10、加密桩；12、地梁；13、垫层；14、降水井；15、连接槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1、2所示，为本申请公开的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，位于预先规划完成后的隧道线5上设置基坑1，包括位于基坑1内的加固结构，加固结构包括地下连续墙2、底板3以及工程桩4。隧道线5呈弧形设置，基坑1配合隧道线5呈弧形设置。基坑1的长度方向以及底板3的长度方向均沿隧道线5长度方向呈弧形设置并和隧道线5为同圆心的弧形设置。地下连续墙2沿基坑1边沿一周并竖向设置。

底板3位于基坑1的坑底，并且底板3支撑于工程桩4上。工程桩4沿基坑1长度方向间隔设置成排状，并且沿基坑1宽度方向平行间隔分布有四排。底板3边沿的下表面固定连接有竖向设置的掘进破碎部6，掘进破碎部6位于隧道线5上，并且隧道线5穿越掘进破碎部6。掘进破碎部包括水泥、水和土搅拌硬化后形成的块体。在于地下连续墙2用同批同强度的水泥下，掘进破碎部6的结构强度和刚度大于土体的强度和刚度，但小于地下连续墙2的强度和刚度，以及便于盾构机沿隧道线5掘进破碎。

底板3位于隧道线5上方，使得隧道下穿底板3，保护结构上将施工能够提高隧道线5上部土地利用价值的建筑结构，同时提高隧道上方的土体稳定性能。

在盾构机下穿掘进时，底板3上完成用于提高土地利用价值的建筑结构，同时，由于底板3上已有建筑结构，底板3竖向投影范围下的土体所受荷载与基坑1投影外的土体所受荷载不同，底板3边沿和隧道线5重合位置尤其是重合的两端部在土体挖掘时将出现应力集中现象，易使掘进后形成的隧道塌孔、底板3下部土体偏位倾斜，从而使得底板3下表面与土体脱离而降低底板3承载能力，甚至使得底板3开裂破坏，影响保护结构稳定性能和安全性能。因此，在底板3下表面边沿还将设置有掘进破碎部6，以替代底板3边沿和隧道线5重合位置两端的土体，以强度和刚度大于土体的掘进破碎部6承受底板3边沿下部掘进时的扰动，减少底板3下部土体的变形，从而提高底板3以及底板3上部建筑结构的稳定性，并且降低施工难度以及工程风险。

基坑1内还设置有沿基坑1长度方向间隔设置成排的降水井14，降水井14为渗水井。呈排状的降水井14沿基坑1宽度方向设置有四排。基坑1在挖掘时内部还设置有加固地下连续墙2以及基坑1稳定性能的内支撑（图中未显示）。

掘进破碎部6的厚度大于地下连续墙2的厚度，掘进破碎部6为三轴搅拌机搅拌掘进破碎部6竖向投影位置的土掺入水搅拌形成泥浆，同时掺入水泥，搅拌均匀后硬化形成，水泥掺量为掘进破碎部6体积的25%。掘进破碎部6上被隧道线5穿越的两端均设置有局部破碎部7。

局部破碎部7与掘进破碎部6一体连接，局部破碎部7凸出掘进破碎部6设置，并且凸出掘进破碎部6的一侧面为垂直隧道线5的破碎面8。沿隧道线5掘进的盾构机将垂直破碎面8向前掘进。局部破碎部7的破碎面8能够使得盾构机用于掘进的前端受力均衡，从而减少盾构机在破碎局部破碎部7以及掘进破碎部6时出现倾斜偏位的概率，从而提高盾构机沿隧道线5掘进的精度。

掘进破碎部6以及局部破碎部7替代地下连续墙2被盾构机沿隧道线5掘进穿过，掺有水泥的泥浆形成的掘进破碎部6的结构强度及刚度分别将大于土体的强度及刚度。掘进破碎部6内不设钢筋或是玻璃纤维筋形成的骨架结构因此，掘进破碎部的强度和刚度小于地下连续墙2的强度和刚度，相较于软土地层中的土体而言具有更好的承载能力及稳定性能，而相较于地下连续墙2更易被盾构机掘进破碎。

底板3边沿的下表面还固定连接有土体加固带9，土体加固带9沿底板3边沿长度方向设置，并和掘进破碎部6连接形成包围底板3下表面土体的环形结构。使得底板3竖向投影范围下的土体受到土体加固带9以及掘进破碎部6的包围及分隔，以增强底板3下部土体的稳定性能。

隧道线5的两侧均设置有一排加密桩10，加密桩10沿隧道线5长度方向间隔设置成排，呈排状的加密桩10将底板3下部土体以及隧道线5两侧土体竖向分隔，从而减少盾构机沿隧道线5掘进而对底板3下部土体的扰动。加密桩10和工程桩4均为钻孔灌注桩。同时，隧道线5包括往程和返程两道，两道隧道线5之间受到两排加密桩10的分隔，在均挖掘成隧道后，能够减少相邻两隧道施工时的相互影响。

如图2、3所示，位于掘进破碎部6上的地下连续墙2的墙体底端高度高于地下连续墙2其余部分的墙体底端高度。

如图2、4所示，底板3内设置有六道沿基坑1宽度方向分布的地梁12，地梁12的长度方向平行底板3长度方向设置。六道地梁12分别连接于呈排状设置的工程桩4或是加密桩10的顶部。地梁12与底板3一体浇筑成型。地梁12截面呈矩形并且底部低于底板3设置，并且地梁12的两端侧与土体加固带9相抵连接。

底板3的下表面与土体之间还设置有垫层13。垫层13上留设有对应六道地梁12的六道连接槽15，连接槽15横截面呈矩形设置。底板3浇筑成型后，地梁12的底部将伸入至连接槽15内。同时，土体加固带9对应连接槽15设置有下凹的凹槽。

本实施例的实施原理为：由于保护结构施工先于隧道线5，相较于在地铁隧道完成后增设建筑结构，能够减少对隧道线5的扰动。而在已规划但未施工的隧道线5上开挖基坑1，底板3将底板3上部的荷载传递给工程桩4，工程桩4传递给土体，基坑1周边为用作横向支撑的地下连续墙2，其中隧道线5穿过底板3下方。由于底板3上部已有荷载，在盾构机沿隧道线5穿过底板3时将初步形成隧道，底板3下部土体尤其是隧道线5与底板3竖向的重合位置挖掘成隧道后由于上部承受建筑结构的压力而易出现塌方，并使得底板3下表面与土体脱离而降低承载能力，从而导致底板3偏位倾斜。在地下连续墙2下表面边沿还将设置由土、水以及掺量为25%的水泥搅拌均匀并硬化形成的掘进破碎部6。隧道线5穿过掘进破碎部6，以替代盾构机掘进时挖出的土体，以强度和刚度均大于土体的掘进破碎部6承受底板3边沿下部掘进时的扰动，提高底板3下部土体稳定性，从而降低工程风险。

位于掘进破碎部6厚度方向两端的局部破碎部7的破碎面8能够减少盾构机破碎穿过掘进破碎部6和局部破碎部7时出现倾斜的概率，从而提高盾构机沿隧道线5前进的精度。

土体加固带9和掘进破碎部6连接形成围绕底板3下部的土体的环形结构，以提高底板3下部土体的稳定性能。

位于隧道线5两侧的加密桩10能够分隔隧道线5两侧土体和底板3下部的土体，从而减少盾构机沿隧道线5掘进而对底板3下部土体的扰动。

本申请实施例还公开了一种软土地层地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1，1、依据设计图纸，定位出隧道线5以及基坑1位置；

2、土体加固带9的施工，贴合基坑1在地面的竖向投影的内侧壁，并沿基坑1内侧壁长度方向施工多根依次两两相互重合的二轴旋喷桩从而形成土体加固带9；

3、施工工程桩4，并在基坑1位置上并位于隧道线5的两侧施工加密桩10，其中工程桩4和加密桩10均采用钻孔灌注桩，以减小对底板3下部土地的影响。

S2，掘进破碎部6施工：

1、掘进破碎部6的定位，在基坑1的侧边在地表上投影被隧道线5在地表面投影所穿越的位置定位出掘进破碎部6位置；

2、局部破碎部7的定位，隧道线5在地表的投影与掘进破碎部6在地表的投影范围重合的两端面位置上分别定位出两凸出掘进破碎部6的局部破碎部7；

3、掘进破碎部6以及局部破碎部7的成形，在沿局部破碎部7以及掘进破碎部6在地表上所定出的位置开槽施工，同时，掺水和水泥和竖向范围内的土体进行搅拌，水泥掺量为掘进破碎部6及局部破碎部7总体积的25%。从而形成强度和刚度均大于土体的结构，提高底板3边沿被盾构机下穿形成隧道时隧道周边土体的稳定性能，从而高底板3的稳定性能和安全性能。

S3，地下连续墙2施工，底板3边沿位置一周竖向施工成型地下连续墙2，并令位于掘进破碎部6上的地下连续墙2墙体底端高于地下连续墙2其余部分的墙体底端高度。

S4，基坑1开挖，分层挖掘，挖掘前预先打设降水井14，开挖后及时施做地下连续墙2的内支撑。

S5,基坑1坑底的底板3施工，

1、在基坑1开挖完成后，预先在坑底浇筑一层垫层13，垫层13对应工程桩4和加密桩10顶部位置用模板预留出连接槽15；

2、底板3和地梁12为一体连接的钢筋混凝土结构，并且地梁12底端低于底板3并且位于连接槽15内。

S6，拆除内支撑，然后在底板3上部施工用于增加隧道线5上部土地利用价值的建筑结构，并在建筑结构施工完成后进行回填施工。建筑结构可以为地下商场，也可以为地下停车场。

并在回填完成后，待保护结构沉降稳定后，盾构机沿隧道线5下穿施工。

本申请实施一种软土地层地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法的实施原理为：保护结构以及位于保护结构上部用于提高土地利用价值的建筑结构先于地铁隧道施工，相较于现有技术，将施工产生的破坏风险自地铁隧道转移到建筑建构上的保护结构。隧道线5下穿保护结构底板3的下部，底板3承托建筑结构。底板3下的工程桩4和加密桩10承托底板3，底板3上的地梁12将提高底板3的整体稳定性，降低由于工程桩4或是加密桩10不均匀沉降导致底板3开裂的概率。底板3下的垫层13以及垫层13上对应地梁12的连接槽15能够提高底板3和垫层13之间的连接性能。

同时，加密桩10还将隧道线5周边的土体与其他土体隔离，从而提高盾构机沿隧道线5掘进时隧道周边土体的稳定性。地下连续墙2用于保护底板3施工时的基坑1稳定性。底板3下部的土体加固带9以及掘进破碎部6能够分隔底板3下部土体和底板3外侧土体，从而提高底板3下部土体的稳定性能，从而提高隧道成型后的稳定性。同时，采用强度和刚度均大于土体的掘进破碎部6提高底板3边沿的土体，能够减少底板3边沿和隧道重合位置出现隧道塌孔的概率。

掘进破碎部6上的局部破碎部7用于导向盾构机，减少盾构机破碎局部破碎部7和掘进破碎部6时出现受力不均匀而盾构机倾斜偏移的概率。在底板3上部建筑结构后进行回填，能够平衡地下连续墙2两侧受力的稳定性能，同时，回填后能够与地面平齐，使得建筑结构的上部可以通车行走，从而进一步提高地铁隧道上方土地利用率。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，位于预先规划完成后的隧道线(5)上设置基坑(1)，其特征在于：包括位于基坑(1)内的加固结构，加固结构包括位于基坑(1)坑底的底板(3)、位于底板(3)下方的工程桩(4)以及沿基坑(1)内侧壁一周设置的连续的地下连续墙(2)，所述地下连续墙(2)的下部还连接有掘进破碎部(6)，所述地下连续墙(2)的刚度高于掘进破碎部(6)的刚度，掘进破碎部(6)的强度大于土体的强度，隧道线(5)位于掘进破碎部(6)上并且穿过掘进破碎部(6)设置。

2.根据权利要求1所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：所述掘进破碎部(6)包括水泥及泥浆混合形成的块体。

3.根据权利要求2所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：所述掘进破碎部(6)上设置有局部破碎部(7)，局部破碎部(7)对应隧道线(5)设置，局部破碎部(7)凸出掘进破碎部(6)设置，并且局部破碎部(7)凸出掘进破碎部(6)的一端为垂直隧道线(5)轴向的破碎面(8)，所述隧道线(5)自局部破碎部(7)的破碎面(8)穿过基坑(1)。

4.根据权利要求3所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：所述掘进破碎部(6)和隧道线(5)重合部分的两端面均设置有局部破碎部(7)。

5.根据权利要求4所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：所述局部破碎部(7)与掘进破碎部(6)一体成型。

6.根据权利要求1所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：所述底板(3)下表面连接有竖向设置的土体加固带(9)，土体加固带(9)沿底板(3)下表面边沿的长度方向设置并且与掘进破碎部(6)连接。

7.根据权利要求1所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：工程桩(4)沿基坑(1)长度方向呈排状设置，并沿基坑(1)宽度方向间隔分布有多排，其中位于基坑(1)竖向投影范围内的隧道线(5)的两侧均设置有加密桩(10)，加密桩(10)沿隧道线(5)长度方向间隔分布成排。

8.根据权利要求1所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构，其特征在于：所述底板(3)上设置有地梁(12)，所述地梁(12)连接于工程桩(4)或是加密桩(10)的顶部上，所述地梁(12)的长度方向沿所在呈排状设置的工程桩(4)或是加密桩(10)设置，所述地梁(12)的下表面低于底板(3)下表面；所述底板(3)下表面还设置有垫层(13)，垫层(13)下表面的边沿一周抵接于土体加固带(9)上，所述垫层(13)对应地梁(12)位置设置有下凹的连接槽(15)，所述土体加固带(9)上对应连接槽(15)设置有下凹的凹槽，连接槽(15)沿地梁(12)长度方向设置，所述地梁(12)的底部伸入至连接槽(15)内。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

S1，1、依据设计图纸，定位出隧道线(5)以及基坑(1)位置；

2、土体加固带(9)的施工，贴合基坑(1)在地表竖向投影的内侧壁，并沿基坑(1)内侧壁长度方向施工多根依次两两相互重合的二轴旋喷桩从而形成土体加固带(9)；

3、施工工程桩(4)，并在基坑(1)位置上并位于隧道线(5)的两侧施工加密桩(10)；

S2，掘进破碎部(6)施工：

1、掘进破碎部(6)的定位，在基坑(1)的侧边在地表上投影被隧道线(5)在地表面投影所穿越的位置定位出掘进破碎部(6)位置；

2、局部破碎部(7)的定位，隧道线(5)在地表的投影与掘进破碎部(6)在地表的投影范围重合的两端面上分别定位出两凸出掘进破碎部(6)的局部破碎部(7)；

3、掘进破碎部(6)以及局部破碎部(7)的成形，在沿局部破碎部(7)以及掘进破碎部(6)在地表上所定出的位置开槽施工，同时，掺入水和水泥与竖向范围内的土体进行搅拌，硬化后形成掘进破碎部(6)以及局部破碎部(7)；

S3，地下连续墙(2)施工，底板(3)边沿位置一周竖向施工成型地下连续墙(2)，并令位于掘进破碎部(6)上的地下连续墙(2)墙体底端高于地下连续墙(2)其余部分的墙体底端高度；

S4，基坑(1)开挖；

S5,基坑(1)坑底的底板(3)施工；

S6，在底板(3)上施工用于提高地铁隧道土地利用率的建筑结构，并在施工完成后进行回填施工。

10.根据权利要求9所述的一种软土地层中地铁下穿地下空间的保护结构的施工方法，其特征在于：所述工程桩(4)和加密桩(10)均为钻孔灌注桩。

Images