CN113863934A - 深地空间施工用螺旋隧道 - Google Patents

Abstract

本申请涉及深地空间施工用螺旋隧道，包括竖井和螺旋隧道，所述竖井设置在待修建地下空间上方的地面上，所述竖井的下端延伸至待施工地下空间处；所述螺旋隧道设置在待修建地下空间上方的地面上，所述螺旋隧道的下端延伸至待施工地下空间处；所述竖井的侧壁上开设有多个洞口，所述洞口与螺旋隧道连通。本申请具有单个用于开挖的竖井，占地表面积小；同时可多向同时对螺旋隧道进行开挖，工期短，并将螺旋隧道作为后期地下空间运输通道，对设备依赖性小，运量大。

Description

深地空间施工用螺旋隧道

技术领域

本申请涉及地下空间施工的领域，尤其是涉及一种深地空间施工用螺旋隧道。

背景技术

目前我国城市人口日益增长，许多大中城市的人口已非常密集，导致地面交通堵塞严重。城区内地下过街通道、地下交通隧道、地下管线隧道以及地铁站等地下工程的修建越来越多。

现有的，在进行地下工程修建时，通常采用的方法有明挖法和暗挖法，明挖法施工简单、快捷，但由于城区内商业、企业、金融、民居等楼宇密集，交通繁忙，地价昂贵，使得城市市区内地下空间施工不便采用对周围环境破坏或者影响较大的明挖法。暗挖法是首先在地面开挖竖井，然后通过竖井作为运输通道对地下空间进行施工，然而为了满足土方的运量，单个竖井占地面积大，且地下空间施工过程中需要设置多个竖井支持开挖过程中土体的运输，竖井中通过升降设备对土体进行运输，全占式单通道在使用时，单个运输机械的运量固定且会将整个通道占用，运量小，施工过程中对机械设备的依赖性严重，当出现机械故障时，对工期的影响明显，难以适用于城市等人口或者建筑密集区域。

针对上述中的相关技术，发明人认为现有的地下空间前期施工方法难以适用于城市等人口或者建筑密集区域。

发明内容

为了改善现有的地下空间前期施工方法难以适用于城市等人口或者建筑密集区域的技术问题，本申请提供一种深地空间施工用螺旋隧道。

本申请提供的一种深地空间施工用螺旋隧道，采用如下的技术方案：

深地空间施工用螺旋隧道，包括竖井和螺旋隧道，

所述竖井设置在待修建地下空间上方的地面上，所述竖井的下端延伸至待施工地下空间处；

所述螺旋隧道设置在待修建地下空间上方的地面上，所述螺旋隧道的下端延伸至待施工地下空间处；

所述竖井的侧壁上开设有多个洞口，所述洞口与螺旋隧道连通。

通过采用上述技术方案，本申请在施工地下空间时，只需要单个用于开挖的竖井即可，占地表面积小，同时通过小规格的竖井进行多点、多向对螺旋隧道进行开挖，降低螺旋隧道的施工工期，将螺旋隧道作为地下空间施工用车辆运输通道，相对于传统的竖井作为运输通道而言，对机械依赖性小、交付工期能够得到保障，开挖过程中运量更大，受地表施工区域限制小，满足在城市等人口或者建筑密度区施工的要求。

可选的，所述螺旋隧道设置在竖井的一侧，所述竖井的侧壁上开设有与螺旋隧道连通的洞口。

通过采用上述技术方案，将螺旋隧道设置在竖井的一侧，可通过竖井上的洞口实现多点、双向同时对螺旋隧道进行施工，效率高、工期短。

可选的，所述螺旋隧道与竖井同轴心设置，所述竖井的侧壁上开设有多个与螺旋隧道连通的洞口。

通过采用上述技术方案，通过将螺旋隧道和竖井同轴设置，可实现在竖井上多点、多向开设洞口对螺旋隧道进行开挖施工，效率更高、工期更短。

可选的，所述螺旋隧道为单车道或者多车道。

通过采用上述技术方案，将螺旋隧道作为地下空间施工用运输通道，增大运输量，同时由于螺旋隧道至少为双车道，可双向行驶，减少施工进度受机械故障的影响，具有运量大、对机械设备依赖性小的优点。

可选的，所述螺旋隧道的拱脚和上下隧道之间设有锚喷加固结构。

通过采用上述技术方案，在相邻两层螺旋隧道之间的间距小于三倍洞径时，通过锚喷加固结构对隧道进行加固，减小其变形量，保证隧道的稳定性。

可选的，所述上下隧道之间设有支撑桩。

通过采用上述技术方案，进一步的对隧道进行加固，避免其发生变形，保证隧道的稳定性。

可选的，相邻两层螺旋隧道之间的距离不小于三倍的螺旋隧道洞径。

通过采用上述技术方案，保证螺旋隧道在使用时的安全性以及稳定性。

可选的，所述竖井包括井孔、设置在井孔上端的井圈以及设置在井孔内壁的初期支护结构。

可选的，所述初期支护结构外侧还设有二次支护结构。

通过采用上述技术方案，确保竖井的结构强度和稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请在施工地下空间时，只需要单个用于开挖的竖井即可，占地表面积小，同时通过小规格的竖井进行多点、多向对螺旋隧道进行开挖，降低螺旋隧道的施工工期，将螺旋隧道作为地下空间施工用车辆运输通道，相对于传统的竖井作为运输通道而言，对机械依赖性小、交付工期能够得到保障，开挖过程中运量更大，受地表施工区域限制小，满足在城市等人口或者建筑密度区施工的要求；

2.将螺旋隧道作为地下空间施工用运输通道，增大运输量，同时由于螺旋隧道至少为双车道，可双向行驶，减少施工进度受机械故障的影响，具有运量大、对机械设备依赖性小的优点。

附图说明

图1是竖井和螺旋隧道型式一的结构示意图。

图2是竖井和螺旋隧道型式二的结构示意图。

图3是锚固结构和支撑桩位置的位置示意图。

图4是相邻两个螺旋隧道之间布局关系的示意图。

图5是第一层地下空间与第二层地下空间之间布局关系的示意图

附图标记说明：1、竖井；2、螺旋隧道；3、洞口；4、支撑桩；5、锚固结构。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例公开一种深地空间施工用螺旋隧道，包括竖井1和螺旋隧道2，竖井1设置在待修建地下空间上方的地面上，竖井1的下端延伸至待施工地下空间处，用于开挖螺旋隧道2、快速运输通道和通风通道。螺旋隧道2设置在待修建地下空间上方的地面上，螺旋隧道2的下端延伸至待施工地下空间处，用于作为地下空间开挖用运输通道。

竖井1根据实际工况进行施工，本实施例中的竖井1包括井孔、设置在井孔上端的井圈以及固设在井孔内壁的初期支护结构，初级支护结构为混凝土结构。根据地质情况和竖井1的受力情况在初期支护结构外侧设置二次支护结构，二次支护结构在竖井1开挖完成后从下到上进行施工。

相邻两层螺旋隧道2之间的间距为不下于一倍的隧道洞径。当相邻两层螺旋隧道2之间的间距在一到三倍的隧道洞径之间时，在螺旋隧道2的拱脚和上下螺旋隧道2之间的土体处通过锚喷加固形成锚固结构5；进一步的，上下隧道之间设有支撑桩4，从而进一步的对隧道进行加固，避免其发生变形，保证隧道的稳定性。

具体的，竖井1和螺旋隧道2的结构型式包括以下两种，型式一，螺旋隧道2设置在竖井1的一侧，竖井1的侧壁上开设有与螺旋隧道2连通的工作面，本实施例中的工作面具体为洞口3，洞口3设置在螺旋隧道2的螺旋线最靠近竖井1的位置，在竖井1初期支护时，预留出洞口3位置，并在洞口3位置处先做洞口3加固防护措施，然后从洞口3处向螺旋隧道2上部和下部同时开挖施工。从洞口3处向螺旋隧道2上部进行开挖用于和螺旋隧道2进口开挖连通，并且从洞口3处开挖出的土体经过竖井1向外运输。此外，在工期比较紧张时，可在螺旋隧道2的外周设置多个螺旋隧道2，同时多点对隧道进行开挖，进一步的缩短工期，满足工期要求。

型式二，螺旋隧道2与竖井1同轴心设置，竖井1的侧壁上开设有多个洞口3组，多个洞口3组沿着竖井1的长度方向等距/不等距地间隔设置，每个洞口3组包括多个设置在螺旋隧道2周壁上的多个洞口3，从多个洞口3分别多点对螺旋隧道2进行施工，实现多向、多面、多通道同时开挖，效率高，大大的缩短隧道的施工工期。

螺旋隧道2可以为单车道也可以设置为双车道，根据施工需要也可增加多车道以及加宽段，用于地下空间施工土体和车辆运输，后期还能用于消防、防控、交通等领域使用。竖井1可用于作为快速运输通道和通风通道使用。

为了保证螺旋隧道2在使用时的安全性以及稳定性，相邻两层螺旋隧道2之间的间距为不下于一倍的隧道洞径。相邻两层螺旋隧道2成型后，检测40天后拱顶沉降速率和收敛速率，当沉降速率小于0.07-0.15mm/d、收敛速率小于0.1-0.2mm/d时，螺旋隧道2结构稳定；当大于上述范围时，应进行锚喷加固，锚喷加固区域在拱脚和上下隧道之间的土体处；进一步的，可在上下隧道之间增设支撑桩4，从而进一步的对隧道进行加固，避免其发生变形，保证隧道的稳定性。

在其它实施例中，螺旋隧道2可以设置两个，两组螺旋隧道2同时与一地下空间连通。由于螺旋隧道2的作用是进入地下空间以及地下空间开发过程中做交通通道用，所以两个螺旋隧道2能够选其一作为进入底线空间的交通通道，另一作为回到地面上的交通通道使用。

另外，对于两不同地下空间在竖向投影上有交叉的情况，还可以使同一螺旋隧道2（或同一组中两螺旋隧道2）同时连通两个（也可以是多个）地下空间，这样螺旋隧道2也能够作为两地下空间之间的连接通道用。

本申请在施工地下空间时，只需要单个用于开挖的竖井1即可，占地表面积小，同时通过小规格的竖井1进行多点、多向对螺旋隧道2进行开挖，降低螺旋隧道2的施工工期，将螺旋隧道2作为地下空间施工用车辆运输通道，相对于传统的竖井1作为运输通道而言，对机械依赖性小、交付工期能够得到保障，开挖过程中运量更大，受地表施工区域限制小，满足在城市等人口或者建筑密度区施工的要求。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：包括竖井(1)和螺旋隧道(2)，

所述竖井(1)设置在待修建地下空间上方的地面上，所述竖井(1)的下端延伸至待施工地下空间处；

所述螺旋隧道(2)设置在待修建地下空间上方的地面上，所述螺旋隧道(2)的下端延伸至待施工地下空间处；

所述竖井(1)的侧壁上开设有多个洞口(3)，所述洞口(3)与螺旋隧道(2)连通。

2.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：所述螺旋隧道(2)设置在竖井(1)的一侧，所述竖井(1)的侧壁上开设有与螺旋隧道(2)连通的洞口(3)。

3.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：所述螺旋隧道(2)与竖井(1)同轴心设置，所述竖井(1)的侧壁上开设有多个与螺旋隧道(2)连通的洞口(3)。

4.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：所述螺旋隧道(2)为单车道或者多车道。

5.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：所述螺旋隧道(2)的拱脚和上下隧道之间设有锚喷加固结构。

6.根据权利要求5所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：上下所述隧道层之间设有支撑桩(4)。

7.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：相邻两层螺旋隧道(2)之间的距离不小于三倍的螺旋隧道(2)洞径。

8.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：所述竖井(1)包括井孔、设置在井孔上端的井圈以及设置在井孔内壁的初期支护结构。

9.根据权利要求1所述的深地空间施工用螺旋隧道，其特征在于：所述初期支护结构外侧还设有二次支护结构。

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