CN113216249B - 狭窄道路条件下施工地下空间的方法 - Google Patents
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Abstract
一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，包括步骤1：在地下空间结构的外侧打设围护桩或连续墙；步骤2：在地面下方的围护桩或连续墙两侧施工管棚工作井以及浅基坑；步骤3：在浅基坑内架设预制钢结构挡墙，所述钢结构挡墙的一侧设置卡槽；步骤4：在工作井内打设管棚，并将管棚的一侧置于浅基坑内的预留钢结构挡墙的卡槽内；步骤5：将管棚的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内；步骤6：打设钻孔，并在钻孔内预留套管；步骤7：在套管内穿入钢绞线；步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁；步骤9：依次施工小导洞并在小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢；步骤10：在管棚的保护下，向下开挖依次施工；由此，本发明有效克服现有技术的缺陷，不破覆道路，不影响地面交通，也无需进行管线改迁，且施工速度快，造价低。
Description
技术领域
本发明涉及地下空间施工的技术领域，尤其涉及一种在不影响交通、不进行管线改迁、不需要设置中立柱的盖挖逆作法为基础的狭窄道路条件下施工地下空间的方法。
背景技术
随着城市轨道交通、管廊、地下商业街等地下空间的大力发展，尤其是在城市轨道交通线网加密时，需要在狭窄的道路条件下修建地下工程，不能影响交通，因此不能进行管线改迁和道路破覆，同时施工周期快、节约投资等。为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，有效克服现有技术的缺陷，不破覆道路，不影响地面交通，也无需进行管线改迁，且施工速度快，造价低。
为实现上述目的，本发明公开了一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，用于施工地下无柱空间结构时，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：在地下空间结构的外侧，从地面向下打设围护桩或连续墙；
步骤2：在地面下方的围护桩或连续墙两侧施工管棚的工作井以及浅基坑，工作井以及浅基坑低于冠梁底标高；
步骤3：在浅基坑内架设预制钢结构挡墙，所述钢结构挡墙的一侧设置卡槽；
步骤4：在工作井内管棚所在位置钻孔安装管棚，管棚沿至浅基坑内的预留钢结构挡墙的卡槽内，并在管棚内填充水泥砂浆或细石混凝土；
步骤5：管棚施工完成后，在工作井内同样安装另一预制结构挡墙，并将管棚的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内，然后回填管棚的工作井；
步骤6：从地面内沿地下空间结构范围内打设钻孔，钻孔避开地下管线，并在钻孔内预留套管；
步骤7：在套管内穿入钢绞线；
步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁，所述军便梁距离地面预留有离地空隙；
步骤9：依次开挖第一小导洞、第二小导洞和第三小导洞，沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上；
步骤10：在管棚的保护下，向下开挖土方至地下空间结构的顶板的底标高，施工顶板，并将顶板延伸至冠梁的顶部；
步骤11：继续向下开挖土方至中板底标高时，施工地下一层侧墙及中板；
步骤12：继续向下开挖土方至底板底标高时，施工地下二层侧墙及底板。
其中：还包含步骤13：在地下空间结构施工完成后，在顶板与管棚或管幕之间的空隙内填充低标号混凝土。
其中：还包含步骤14：拆除地面临时支撑系统，根据地下空间需求施工地下空间附属结构，从而完成整体施工。
其中：钢结构挡墙采用工厂预制，施工现场拼装，采用钢桁架结构，且在迎土侧设置钢板挡土，施工完成后回填浅基坑。
其中：步骤8中军便梁的两侧设置挡墙，军便梁的上部设置20～50mm厚的竹胶板，竹胶板的上部设置100～200mm厚的现浇混凝土板，现浇混凝土板的上部设置100～200mm厚的沥青路面。
还公开了一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，用于施工地下有柱空间结构时，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：在地下空间结构的外侧，从地面向下打设围护桩或连续墙；
步骤2：在地面下方的围护桩或连续墙两侧施工管棚的工作井以及浅基坑，工作井以及浅基坑低于冠梁底标高；
步骤3：在浅基坑内架设预制钢结构挡墙，所述钢结构挡墙的一侧设置卡槽；
步骤4：在工作井内管棚所在位置钻孔安装管棚，管棚沿至浅基坑内的预留钢结构挡墙的卡槽内，并在管棚内填充水泥砂浆或细石混凝土；
步骤5：管棚施工完成后，在工作井内同样安装另一预制结构挡墙，并将管棚的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内，然后回填管棚的工作井；
步骤6：从地面内沿地下空间结构范围内打设钻孔，钻孔避开地下管线，并在钻孔内预留套管；
步骤7：在套管内穿入钢绞线；
步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁，所述军便梁距离地面预留有离地空隙；
步骤9：依次开挖第一小导洞、第二小导洞和第三小导洞，沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上；
步骤10：在管棚的保护下，向下开挖土方至地下空间结构的顶板的底标高，施工顶板，并将顶板延伸至冠梁的顶部；
步骤11：在顶板下方拉槽施工至地下一层放坡线处，施工地下一层结构柱及中板；
步骤12：继续向两侧开挖土方至围护桩，向下开挖土方至中板底标高时，施工地下一层侧墙及中板。
其中：还包含步骤13：在地下空间结构施工完成后，在顶板与管棚或管幕之间的空隙内填充低标号混凝土。
其中：还包含步骤14：拆除地面临时支撑系统，根据地下空间需求施工地下空间附属结构，从而完成整体施工。
其中：钢结构挡墙采用工厂预制，施工现场拼装，采用钢桁架结构，且在迎土侧设置钢板挡土，施工完成后回填浅基坑。
其中：步骤8中军便梁的两侧设置挡墙，军便梁的上部设置20～50mm厚的竹胶板，竹胶板的上部设置100～200mm厚的现浇混凝土板，现浇混凝土板的上部设置100～200mm厚的沥青路面。
通过上述内容可知，本发明的狭窄道路条件下施工地下空间的方法具有如下效果：
1、在既有道路上方增加临时道路，不需要进行管线改迁和道路破覆，同时由于采用预制军便梁，临时道路施工速度快，对地面交通影响小。
2、在管棚保护下进行地下空间结构施工，上部无土荷载、车辆荷载等，因此无需设置临时立柱，节约造价，同时避免临时立柱基桩深、容易产生倾斜等问题。尤其是对于无柱地下空间无法设置中立柱的情况。
3、两边预制钢结构挡墙也采用预制钢桁架，迎土侧设置钢板，施工速度快。
4、相对于暗挖施工，本方法施工速度加快，造价降低。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明在狭窄道路条件下施工临时道路和管线保护的断面图。
图2至图4依次显示了本发明用于施工地下无柱空间结构断面施工的步序图。
图5至图9依次显示了本发明用于施工地下有柱空间结构断面施工的步序图。
附图标记：
1、地面，2、围护桩，3、工作井，4、浅基坑，5、冠梁，6、预制钢结构挡墙，7、管棚，8、钻孔，9、套管，10、地下管线，11、钢绞线，12、军便梁，13、离地空隙，14、挡墙，15、竹胶板，16、现浇混凝土板，17、沥青路面，18、地下空间结构，19、卡槽，20、小导洞，21、工字钢，22、顶板，23、地下一层侧墙，24、中板，25、地下二层侧墙，26、底板，27、空隙，28、地下一层结构柱，29、地下二层结构柱，30、地下一层放坡线，31、地下二层放坡线。
具体实施方式
参见图1至图9，显示了本发明的狭窄道路条件下施工地下空间的方法，狭窄道路条件指的是地面1道路宽度较小，如双向2车道道路，或者道路宽度与地下空间结构18的宽度基本相同甚至道路宽度比地下空间结构18的宽度更小，如果采用明挖法施工，则道路交通需要全部中断，且中断时间较长，而且由于道路与地下空间结构18宽度基本相同，道路下方没有供管线进行临时迁改或永久迁改的空间。
其中，如图1至图4所示，本发明的狭窄道路条件下施工地下空间的方法用于施工地下无柱空间结构时，可包括如下步骤：
步骤1：在地下空间结构18的外侧，从地面1向下打设围护桩2或连续墙。
步骤2：在地面1下方的围护桩2或连续墙两侧施工管棚7的工作井3以及浅基坑4，工作井3以及浅基坑4低于冠梁底标高。
步骤3：在浅基坑4内架设预制钢结构挡墙6，钢结构挡墙6采用工厂预制，施工现场拼装，例如可以采用钢桁架结构，且在迎土侧设置钢板挡土，施工完成后回填浅基坑4，优选的，钢结构挡墙6的顶部应高出地面1不小于100mm。其中，所述钢结构挡墙6的一侧设置卡槽19。
步骤4：在工作井3内管棚7所在位置采用水平钻孔设备打设钻孔，然后安装管棚7，管棚7直径和壁厚可以根据地下空间结构18的宽度以及管棚7与地面1之间的土层厚度确定，例如地下空间结构18宽度为10m且管棚7与地面1之间的土层厚度为2m时，管棚7可以采用直径108mm，壁厚8mm的无缝钢管，管棚7应延伸至浅基坑4内的预留钢结构挡墙6的卡槽19内，并在管棚7内填充水泥砂浆或细石混凝土。
步骤5：管棚施工完成后，在工作井3内同样安装另一预制结构挡墙，并将管棚7的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内。优选的，所述另一钢结构挡墙的顶部应高出地面1不小于300mm，然后回填管棚的工作井。
步骤6：从地面1内沿地下空间结构18范围内打设钻孔8，钻孔8避开地下管线10，并在钻孔8内预留套管9，钻孔8及套管9深度应位于管棚的下方不小于500mm。
步骤7：在套管9内穿入钢绞线11。
步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁12，所述军便梁12距离地面1预留有离地空隙13，预留的离地空隙13不小于300mm。军便梁12的两侧设置挡墙14，军便梁12的上部设置20～50mm厚的竹胶板15，竹胶板15的上部设置100～200mm厚的现浇混凝土板16，现浇混凝土板16的上部设置100～200mm厚的沥青路面17。
步骤9：先纵向开挖一侧的第一小导洞20-1，开挖长度8～15m或者与工字钢21长度基本一致，并在第一小导洞20-1内沿地下空间结构18纵向设置工字钢21，钢绞线11的下部箍住工字钢21，钢绞线11上部固定在军便梁12上。然后纵向开挖中间的第二小导洞20-2，开挖长度8～15m或者与工字钢21长度基本一致，并在第二小导洞20-2内沿地下空间结构18纵向设置工字钢21，钢绞线11的下部箍住工字钢21，钢绞线11上部固定在军便梁12上。最终纵向开挖另一侧的第三小导洞20-3，开挖长度8～15m或者与工字钢21长度基本一致，并在第三小导洞20-3内沿地下空间结构18纵向设置工字钢21，钢绞线11的下部箍住工字钢21，钢绞线11上部固定在军便梁12上。三个小导洞纵向依次按上述顺序施工，纵向错开距离始终维持在8～15m或者与工字钢21长度基本一致。
步骤10：如图2所示，在管棚7的保护下，向下开挖土方至地下空间结构18的顶板22的底标高，施工顶板22，并将顶板22延伸至冠梁5的顶部。
步骤11：如图3所示，继续向下开挖土方至中板24底标高时，施工地下一层侧墙23及中板24。
步骤12：如图4所示，继续向下开挖土方至底板26底标高时，施工地下二层侧墙25及底板26。
步骤13：在地下空间结构18施工完成后，在顶板22与管棚之间的空隙27内填充低标号混凝土。
步骤14：拆除地面临时支撑系统，根据地下空间需求施工地下空间附属结构，从而完成整体施工。
对于地下有柱车站，以单柱地下空间为例，参见图5至图9，本发明的狭窄道路条件下施工地下空间的方法用于施工地下有柱空间结构时，可包括如下步骤：
步骤1：在地下空间结构18的外侧，从地面1向下打设围护桩2或连续墙。
步骤2：在地面1下方的围护桩2或连续墙两侧施工管棚的工作井3以及浅基坑4，工作井3以及浅基坑4低于冠梁底标高。
步骤3：在浅基坑4内架设预制钢结构挡墙6，钢结构挡墙6可采用工厂预制，施工现场拼装，可以采用钢桁架结构，且在迎土侧设置钢板挡土，施工完成后回填浅基坑4，优选的，钢结构挡墙6的顶部应高出地面1不小于100mm。其中，所述钢结构挡墙6的一侧设置卡槽19。
步骤4：在工作井3内管棚7所在位置采用水平钻孔设备打设钻孔，然后安装管棚7，管棚7直径和壁厚可以根据地下空间结构18的宽度以及管棚7与地面1之间的土层厚度确定，例如地下空间结构18宽度为10m且管棚7与地面1之间的土层厚度为2m时，管棚7可以采用直径108mm，壁厚8mm的无缝钢管，管棚7应延伸至浅基坑4内的预留钢结构挡墙6的卡槽19内，并在管棚7内填充水泥砂浆或细石混凝土。
步骤5：管棚7施工完成后，在工作井3内同样安装另一预制结构挡墙，并将管棚7的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内。优选的，所述另一钢结构挡墙的顶部应高出地面1不小于300mm，然后回填管棚7的工作井3。
步骤6：从地面1内沿地下空间结构18范围内打设钻孔8，钻孔8避开地下管线10，并在钻孔8内预留套管9，钻孔8及套管9深度应位于管棚的下方不小于500mm。
步骤7：在套管9内穿入钢绞线11。
步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁12，所述军便梁12距离地面1预留有离地空隙13，预留的离地空隙13不小于300mm。军便梁12的两侧设置挡墙14，军便梁12的上部设置20～50mm厚的竹胶板15，竹胶板15的上部设置100～200mm厚的现浇混凝土板16，现浇混凝土板16的上部设置100～200mm厚的沥青路面17。
步骤9：先纵向开挖一侧的第一小导洞20-1，开挖长度8～15m或者与工字钢21长度基本一致，并在第一小导洞20-1内沿地下空间结构18纵向设置工字钢21，钢绞线11的下部箍住工字钢21，钢绞线11上部固定在军便梁12上。然后纵向开挖中间的第二小导洞20-2，开挖长度8～15m或者与工字钢21长度基本一致，并在第二小导洞20-2内沿地下空间结构18纵向设置工字钢21，钢绞线11的下部箍住工字钢21，钢绞线11上部固定在军便梁12上。最终纵向开挖另一侧的第三小导洞20-3，开挖长度8～15m或者与工字钢21长度基本一致，并在第三小导洞20-3内沿地下空间结构18纵向设置工字钢21，钢绞线11的下部箍住工字钢21，钢绞线11上部固定在军便梁12上。三个小导洞纵向依次按上述顺序施工，纵向错开距离始终维持在8～15m或者与工字钢21长度基本一致。
步骤10：如图5所示，在管棚7的保护下，向下开挖土方至地下空间结构18的顶板22的底标高，施工顶板22，并将顶板22延伸至冠梁5的顶部。
步骤11：如图6所示，在顶板22下方拉槽施工至地下一层放坡线32处，施工地下一层结构柱30及中板24。
步骤12：如图7所示，继续向两侧开挖土方至围护桩2或连续墙，向下开挖土方至中板24底标高时，施工地下一层侧墙23及中板24。
步骤13：如图8所示，在中板24下方拉槽施工至地下二层放坡线33处，施工地下二层结构柱31及底板26。
步骤14：如图9所示，继续向两侧开挖土方至围护桩2或连续墙，向下开挖土方至底板26底标高时，施工地下二层侧墙25及剩余底板26。
步骤13：在地下空间结构18施工完成后，在顶板22与管棚之间的空隙27内填充低标号混凝土。
步骤14：拆除地面临时支撑系统，根据地下空间需求施工地下空间附属结构，从而完成整体施工。
通过上述内容可知，本发明的狭窄道路条件下施工地下空间的方法具有如下优点：
1、在既有道路上方增加临时道路，不需要进行管线改迁和道路破覆，同时由于采用预制军便梁，临时道路施工速度快，对地面交通影响小。
2、在管棚保护下进行地下空间结构施工，上部无土荷载、车辆荷载等，因此无需设置临时立柱，节约造价，同时避免临时立柱基桩深、容易产生倾斜等问题。尤其是对于无柱地下空间无法设置中立柱的情况
3、两边预制钢结构挡墙也采用预制钢桁架，迎土侧设置钢板，施工速度快。
4、相对于暗挖施工，本方法施工速度加快，造价降低。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
Claims (6)
1.一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，用于施工地下无柱空间结构时，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：在地下空间结构的外侧，从地面向下打设围护桩或连续墙；
步骤2：在地面下方的围护桩或连续墙两侧施工管棚的工作井以及浅基坑，工作井以及浅基坑低于冠梁底标高；
步骤3：在浅基坑内架设预制钢结构挡墙，所述钢结构挡墙的一侧设置卡槽；
步骤4：在工作井内管棚所在位置钻孔安装管棚，管棚沿至浅基坑内的预留钢结构挡墙的卡槽内，并在管棚内填充水泥砂浆或细石混凝土；
步骤5：管棚施工完成后，在工作井内同样安装另一预制结构挡墙，并将管棚的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内，然后回填管棚的工作井；
步骤6：从地面内沿地下空间结构范围内打设钻孔，钻孔避开地下管线，并在钻孔内预留套管；
步骤7：在套管内穿入钢绞线；
步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁，所述军便梁距离地面预留有离地空隙；
步骤9：先纵向开挖一侧的第一小导洞，开挖长度8~15m，并在第一小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上，然后纵向开挖中间的第二小导洞，开挖长度8~15m，并在第二小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上，最终纵向开挖另一侧的第三小导洞，开挖长度8~15m，并在第三小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上，三个小导洞纵向依次按上述顺序施工，纵向错开距离始终维持在8~15m；
步骤10：在管棚的保护下，向下开挖土方至地下空间结构的顶板的底标高，施工顶板，并将顶板延伸至冠梁的顶部；
步骤11：继续向下开挖土方至中板底标高时，施工地下一层侧墙及中板；
步骤12：继续向下开挖土方至底板底标高时，施工地下二层侧墙及底板；
步骤13：在地下空间结构施工完成后，在顶板与管棚或管幕之间的空隙内填充低标号混凝土；
步骤14：拆除地面临时支撑系统，根据地下空间需求施工地下空间附属结构，从而完成整体施工。
2.如权利要求1所述的狭窄道路条件下施工地下空间的方法，其特征在于：钢结构挡墙采用工厂预制，施工现场拼装，采用钢桁架结构，且在迎土侧设置钢板挡土，施工完成后回填浅基坑。
3.如权利要求1所述的狭窄道路条件下施工地下空间的方法，其特征在于：步骤8中军便梁的两侧设置挡墙，军便梁的上部设置20~50mm厚的竹胶板，竹胶板的上部设置100~200mm厚的现浇混凝土板，现浇混凝土板的上部设置100~200mm厚的沥青路面。
4.一种狭窄道路条件下施工地下空间的方法，用于施工地下有柱空间结构时，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：在地下空间结构的外侧，从地面向下打设围护桩或连续墙；
步骤2：在地面下方的围护桩或连续墙两侧施工管棚的工作井以及浅基坑，工作井以及浅基坑低于冠梁底标高；
步骤3：在浅基坑内架设预制钢结构挡墙，所述钢结构挡墙的一侧设置卡槽；
步骤4：在工作井内管棚所在位置钻孔安装管棚，管棚沿至浅基坑内的预留钢结构挡墙的卡槽内，并在管棚内填充水泥砂浆或细石混凝土；
步骤5：管棚施工完成后，在工作井内同样安装另一预制结构挡墙，并将管棚的另一端置于该另一预制结构挡墙的卡槽内，然后回填管棚的工作井；
步骤6：从地面内沿地下空间结构范围内打设钻孔，钻孔避开地下管线，并在钻孔内预留套管；
步骤7：在套管内穿入钢绞线；
步骤8：在两侧的预制钢结构挡墙上方架设军便梁，所述军便梁距离地面预留有离地空隙；
步骤9：先纵向开挖一侧的第一小导洞，开挖长度8~15m，并在第一小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上，然后纵向开挖中间的第二小导洞，开挖长度8~15m，并在第二小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上，最终纵向开挖另一侧的第三小导洞，开挖长度8~15m，并在第三小导洞内沿地下空间结构纵向设置工字钢，钢绞线的下部箍住工字钢，钢绞线上部固定在军便梁上，三个小导洞纵向依次按上述顺序施工，纵向错开距离始终维持在8~15m；
步骤10：在管棚的保护下，向下开挖土方至地下空间结构的顶板的底标高，施工顶板，并将顶板延伸至冠梁的顶部；
步骤11：在顶板下方拉槽施工至地下一层放坡线处，施工地下一层结构柱及中板；
步骤12：继续向两侧开挖土方至围护桩，向下开挖土方至中板底标高时，施工地下一层侧墙及中板；
步骤13：在地下空间结构施工完成后，在顶板与管棚或管幕之间的空隙内填充低标号混凝土；
步骤14：拆除地面临时支撑系统，根据地下空间需求施工地下空间附属结构，从而完成整体施工。
5.如权利要求4所述的狭窄道路条件下施工地下空间的方法，其特征在于：钢结构挡墙采用工厂预制，施工现场拼装，采用钢桁架结构，且在迎土侧设置钢板挡土，施工完成后回填浅基坑。
6.如权利要求4所述的狭窄道路条件下施工地下空间的方法，其特征在于：步骤8中军便梁的两侧设置挡墙，军便梁的上部设置20~50mm厚的竹胶板，竹胶板的上部设置100~200mm厚的现浇混凝土板，现浇混凝土板的上部设置100~200mm厚的沥青路面。
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