抗隆支护结构的制作方法

文档序号:12420936阅读:317来源:国知局
抗隆支护结构的制作方法与工艺

本发明属于支护结构、地下空间资源开发利用。



背景技术:

多年以来,人类社会实现汽车地下化,解决交通“拥堵”,确保城市可持续发展,备受世界各国政府和学者关注。不能汽车地下化的症结在于石化燃料汽车严重“污染”,不能确保地下空间绿色环保。地下空间严重“污染”,汽车地下化受阻,酿成城市“综合症”。两害相权取其轻,国际社会对“污染”和“综合症”两者权衡利弊,苦涩地接受城市“综合症”,认同城市“综合症”带来苦不堪言,甚至令人恐惧的城市交通,无条件接受城市“拥堵”,这样残酷的现实全球城市必须面对,无一幸免。地铁视为人类社会解决城市交通“拥堵”最高智慧。理性是人类发展的基础。

此一时,彼一时。今天,随着汽车换代,无污染的电动汽车推广应用,本世纪为汽车地下化世纪、地下空间开发世纪当之无愧。但现有抗力支护结构不能实现地下空间开发施工安全。可以肯定,人类社会应该结束对地下空间资源开发全凭地质特性左右,工程不安全,恶性事故频发的历史。为此,面对地下空间开发世纪,研究一种崭新的抗隆支护结构取代现有抗力支护结构乃当务之急。抗隆支护结构按现行结构设计规范执行,可适时地进行动态监测,是保障地下空间开发行之有效的“最佳工法”,名至实归。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种新的支护理论,能有效地克服现有支护理论的缺陷,实现城市地下空间安全开发利用。一种抗隆支护结构是建立在梁板结构基础上,受力模型为水平荷载—顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构—顶撑结构,其结构有顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构、沉梁纵梁、顶撑结构、抗隆结构、以及多孔护壁沉箱,及其施工法。

进一步的,所述顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构由多个多孔护壁组成,多孔护壁由纵向护壁和横向护壁组成;

所述顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构的多孔护壁有多孔预制护壁和多孔逆作护壁两种;

所述顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构,按其结构,由多孔护壁、竖向墙板和纵梁组成;

所述多孔护壁的多孔有安全孔和出土孔两种;

所述多孔护壁的多孔数量根据地质特性和支护深度确定;

所述竖向墙板孔的大小取决于支护结构设计和施工操作。

进一步的,所述沉梁纵梁由多个双井筒沉梁组成,双井筒沉梁 由双井筒沉梁底座和工具井筒组成,沉梁纵梁为实心结构;

所述沉梁纵梁通过连续墙顶撑顶撑连续墙,使其连续墙变为可任意顶撑的连续墙;

所述可任意顶撑连续墙应设计纵梁;

所述可任意顶撑连续墙,其连续墙顶撑应设置于连续墙接头处。

进一步的,所述顶撑结构为沉梁顶撑;沉梁顶撑由双井筒沉梁底座和工具井筒组成,沉梁顶撑为实心结构;

所述沉梁顶撑两端与支承柱或支护结构连接,构成底板结构下面的纵横顶撑结构。

进一步的,所述抗隆结构有二:一、单一抗隆结构;二、组合抗隆结构;

所述单一抗隆结构由倒悬臂支护结构和抗隆隔离墙组成;

所述倒悬臂支护结构设置于沉梁顶撑下面;

所述抗隆隔离墙位于倒悬臂支护结构下面,两者为绞接;

所述组合抗隆结构由单一抗隆结构和配重结构组成;

所述配重结构有三:一、混凝土配重结构;二、冻土配重结构;三、土体配重结构;

所述混凝土配重结构由旋喷桩和填充桩组成;

所述冻土配重结构由冻结土层组成;

所述土体配重结构由加压T形沉井、加压T形沉井内和上面填土,以及加压T形沉井的注浆孔向外注浆构成的注浆结石组成。

进一步的,所述多孔护壁沉箱 的安全孔和出土孔设计根据顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构设计,其沉箱模型有二:一、多孔预制加压沉箱;二、复合多孔沉箱;

所述多孔预制加压沉箱,由多孔预制护壁和沉箱底座组成,多孔预制护壁为预制结构,通过多孔预制护壁竖向结构将多个多孔预制护壁连成整体,然后将多孔预制护壁与沉箱底座 的多孔预制护壁加固段加固连接,构成多孔预制加压沉箱;

所述复合多孔沉箱由沉箱底座和沉箱滑动模板组成,其模型有二:一、多孔预制加压沉箱;二、多孔逆作加压沉箱,多孔预制加压沉箱,由多孔预制护壁沉箱底座组成,沉箱滑动模板不滑动,多孔预制护壁直接加压于沉箱底座上,所以,沉箱称其为多孔预制加压沉箱,用于上部;多孔逆作加压沉箱由多孔逆作护壁与沉箱底座构成,多孔逆作护壁依靠沉箱滑动模板成型,多孔逆作护壁加压于沉箱底座上,所以,沉箱称其为多孔逆作加压沉箱; 用于下部,多孔预制护壁与多孔逆作护壁两者敷设长度随工程而异;

所述复合多孔沉箱的多孔逆作加压沉箱,按功能,由沉箱底座和沉箱滑动模板组成,按纵向,有下沉滑动段、护壁浇灌段和沉箱底座段三种;

所述复合多孔沉箱的多孔逆作加压沉箱,其多孔逆作护壁模型有二:一、顶撑多孔逆作护壁;二、无撑多孔逆作护壁;

所述护壁浇灌段 模型有二:一、顶撑浇灌段;二、无撑浇灌段,顶撑浇灌段采用I型顶撑;无撑浇灌段不设顶撑,其水平荷载由沉箱滑动模板承担;

所述下沉滑动段和护壁浇灌段由沉箱滑动模板敷设,随其多孔逆作加压沉箱下滑成型,沉箱底座段即沉箱底座,为机械挖掘工作室。

进一步的,所述施工法有多孔护壁沉箱施工法、沉梁纵梁施工法、沉梁顶撑 施工法和配重结构施工法四种。

进一步的,所述多孔护壁沉箱施工法用于顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构,其施工法有二:一、多孔预制加压沉箱施工法;二、复合多孔沉箱施工法;

所述多孔预制加压沉箱施工法是通过沉箱底座,将多孔预制护壁下沉至设计标高;

所述多孔逆作加压沉箱的多孔逆作护壁施工法有二:一、顶撑多孔逆作护壁施工法;二、无撑多孔逆作护壁施工法;

所述顶撑多孔逆作护壁施工法采用I型顶撑,其施工顺序:土方开挖沉箱下沉,逐一敷设I型顶撑;敷设竖向墙板孔模板,浇灌多孔逆作护壁,两者多次重复施工,直至支护结构达到设计标高;

所述无撑多孔逆作护壁施工不设顶撑,可采取施工措施:一、增设非整体内层沉箱滑动模板;二、竖向墙板采用滑动模板与常规支模结合,各自发挥特性;三、设置悬吊底模板,施工顺序:、土方开挖沉箱下沉;、多孔逆作护壁浇灌,两者多次重复施工,直至支护结构达到设计标高;

所述纵梁施工措施有二:一、施工措施;二、结构措施,施工措施是指接头间隙土层开挖,确保纵梁贯通;结构措施是指纵梁仅敷设纵向护壁,不敷设横向护壁,纵向护壁设计为钢筋混凝土竖向结构板,钢筋混凝土竖向结构板应按规范设计,确保纵梁施工安全;

所述多孔逆作护壁混凝土施工:外层采用沉箱滑动模板,里层采用竖向墙板孔模板;

所述下沉滑动段需要保持正常下沉不断地小幅度滑动下沉,其下沉滑动段不能因土方停止开挖,而“终止”多孔逆作加压沉箱下沉,致使沉箱滑动模板与纵向护壁的混凝土产生粘结;

所述护壁浇灌段为下沉高度,即每次多孔逆作护壁混凝土浇灌高度;

所述纵梁结构钢筋就位方法有二:一、沉箱法;二、插入法,沉箱法是指纵梁结构钢筋随多孔逆作加压沉箱下沉就位;插入法是指纵梁结构钢筋直接插入竖向墙板孔内就位;

所述竖向墙板与纵梁施工是在沉箱下沉后,即多孔护壁敷设后,从下而上逐一交替施工,先施工竖向墙板,后施工纵梁,两者逐一向上敷设。

进一步的,所述沉梁纵梁,其施工顺序:、单个双井筒沉梁逐一下沉至设计标高,每个双井筒沉梁的接头间隙和连续墙顶撑均应保持足够的操作空间,避免影响工程施工;、双井筒沉梁,通过顶板支护和两侧支护,建立接头间隙支护工作室;、挖掘接头间隙土层,贯通双井筒沉梁底座;、敷设连续墙顶撑支护工作室;、浇灌连续墙顶撑和沉梁纵梁钢筋混凝土。

进一步的,所述沉梁顶撑施工法,其施工顺序:、双井筒沉梁下沉至设计标高;、采用水平千斤顶敷设两侧支护和顶板支护,建立节点支护工作室;、开挖节点支护工作室土方;、节点钢筋绑扎和混凝土浇灌;、双井筒沉梁钢筋混凝土浇灌;、拆除工具井筒。

进一步的,所述配重结构施工法有三:一、混凝土配重结构施工法;二、冻土配重结构 施工法;三、土体配重结构施工法;

所述混凝土配重结构施工顺序:先施工旋喷桩;后施工填充桩;

所述冻土配重结构 施工采用冻结土层施工;

所述土体配重结构施工顺序:加压T形沉井下沉;敷设沉井底座底板钢筋混凝土;沉井底座内和上面填土。

附图说明

图1、顶撑支护结构:平面图。

图2、顶撑支护结构:(2)剖面图(A-A)。

图3、混凝土配重结构平面图。

图4、冻土配重结构平面图。

图5、土体配重结构平面图。

图6、加压T形沉井图:加压T形沉井立面图。

图7、加压T形沉井图:(2)加压T形沉井变为土体配重结构图。

图8、双井筒沉梁图:平面图。

图9、双井筒沉梁图:(2)横剖面图(A-A)。

图10、双井筒沉梁图:(3)纵剖面图(B-B)。

图11、沉梁顶撑施工流程图:双井筒沉梁顶撑下沉至设计标高。

图12、沉梁顶撑施工流程图:(2)采用水平千斤顶顶两侧支护和顶板支护建立节点支护工作室。

图13、沉梁顶撑施工流程图:(3)节点支护工作室内挖土。

图14、沉梁顶撑施工流程图:(4)节点钢筋绑扎和混凝土浇灌。

图15、沉梁顶撑施工流程图:(5)双井筒沉梁钢筋混凝土浇灌和工具井筒拆除。

图16、沉梁纵梁和连续墙顶撑施工图:连续墙已施工,双井筒沉梁下沉至设计标高(立面)。

图17、沉梁纵梁和连续墙顶撑施工图:(2)双井筒沉梁建立接头间隙支护工作室(立面)。

图18、沉梁纵梁和连续墙顶撑施工图:(3)挖掘接头间隙土层贯通双井筒沉梁底座(立面)。

图19、沉梁纵梁和连续墙顶撑施工图:(4)敷设连续墙顶撑支护工作室平面。

图20、沉梁纵梁和连续墙顶撑施工图:(5)竖向剖面(A-A):浇灌连续墙顶撑和沉梁纵梁钢筋混凝土。

图21、沉梁纵梁和连续墙顶撑施工图:(6)竖向剖面(B-B):浇灌沉梁纵梁钢筋混凝土。

图22、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):连续墙和支承柱施工。

图23、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(2)逆作楼板施工。

图24、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(3)中层逆作梁施工。

图25、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(4)沉梁纵梁和连续墙顶撑施工。

图26、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(5)沉梁顶撑和配重结构施工。

图27、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(6)下部土方开挖和底板结构施工。

图28、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(7)下层结构柱、墙板结构施工。

图29、组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工流程图(横剖面):(8)上层结构柱、墙板结构施工。

图30、单一多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(1)立面。

图31、单一多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(2)剖面(A-A):多孔预制护壁平面。

图32、单一多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(3)剖面(B-B):多孔逆作加压沉箱横剖面。

图33、复合多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:立面。

图34、复合多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(2)剖面(A-A):多孔预制护壁平面。

图35、复合多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(3)剖面(B-B):多孔逆作护壁平面。

图36、复合多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(4)剖面(C-C):多孔预制护壁和顶撑多孔逆作护壁。

图37、复合多孔沉箱敷设顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构图:(5)剖面(C-C):多孔预制护壁和无撑多孔逆作护壁。

图38、I型顶撑逆作护壁加压沉箱图:立面(I型顶撑多孔逆作护壁)。

图39、I型顶撑逆作护壁加压沉箱图:(2)剖面(A-A):下沉滑动段。

图40、I型顶撑逆作护壁加压沉箱图:(3)剖面(B-B):护壁浇灌段。

图41、I型顶撑逆作护壁加压沉箱图:(4)剖面(C-C):沉箱底座段。

图42、I型顶撑逆作护壁加压沉箱施工流程(纵剖面)图:一次土方开挖沉箱下沉逐一敷设I型顶撑。

图43、I型顶撑逆作护壁加压沉箱施工流程(纵剖面)图:(2)一次敷设孔模板浇灌逆作护壁混凝土。

图44、I型顶撑逆作护壁加压沉箱施工流程(纵剖面)图:(3)二次土方开挖沉箱下沉逐一敷设I型顶撑。

图45、I型顶撑逆作护壁加压沉箱施工流程(纵剖面)图:(4)二次敷设孔模板浇灌逆作护壁混凝土。

其中:1 支护结构 2 单一抗隆结构 3 组合抗隆结构 4 顶撑支护结构地下工程 6 抗隆隔离墙 7 顶撑支护结构 8非顶撑支护结构 9 混凝土配重结构 10 冻土配重结构 11 土体配重结构 12多孔预制护壁加固段 13多孔预制护壁竖向结构 14 多孔护壁沉箱 15 多孔预制加压沉箱 16 多孔预制护壁 17 竖向荷载 18 水平荷载 19 隆起荷载 20多孔护壁 22 底板结构 23 倒悬臂支护结构 24 支承柱 25 结构柱 26 墙板结构 27 混凝土配重 28 冻土配重 29 土体配重 31 旋喷桩 32 填充桩 33 注浆结石 34 冻结土层 35 复合多孔沉箱 36 加压T形沉井 37 注浆孔 38 沉井底座 39 沉井底座底板 40 顶撑多孔逆作护壁 41无撑多孔逆作护壁 43 连续墙 44 连续墙接缝 45 连续墙顶撑 46 顶撑浇灌段 47 无撑浇灌段 48 纵向护壁 49 横向护壁 50 沉箱底座 51 沉箱滑动模板 52 竖向墙板孔模板 54 绞接 55 土层 56 双井筒沉梁 58 双井筒沉梁底座 59沉梁纵梁 60 逆作楼板 61 中层逆作梁 64 沉梁顶撑 65 工具井筒 66 顶板支护 67 两侧支护 68支护工作室 71 顶撑结构 72 抗隆结构 73 配重结构 74 地下工程 75 多孔逆作加压沉箱 76 下沉滑动段 77 护壁浇灌段 78 沉箱底座段 79 千斤顶 80 I型顶撑 81 一次敷设I型顶撑 82 二次敷设I型顶撑 83 三次敷设I型顶撑 84 四次敷设I型顶撑 85 多孔逆作护壁 86 竖向墙板 87 顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构 92 安全孔 93 出土孔 94 地面 97 纵梁 98 接头间隙 99 刃脚顶撑 100 多孔逆作护壁底模板 101 机械挖掘工作室。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1—图45所示。

图1、图2:顶撑支护结构7采用顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87,竖向荷载17由逆作楼板60承担;水平荷载18经顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87,由逆作楼板60、中层逆作梁61和沉梁顶撑64承担;由于地质特性不同,承担隆起荷载19的抗隆结构72模式有二:一、单一抗隆结构2;二、组合抗隆结构3。单一抗隆结构2由倒悬臂支护结构23和抗隆隔离6组成;组合抗隆结构3由单一抗隆结构2和配重结构73组成。

图3、图4、图5:配重结构73有三:一、混凝土配重结构9;二、冻土配重结构10;三、土体配重结构11。混凝土配重结构9由旋喷桩31和填充桩32构成;冻土配重结构10由冻结土层34构成;土体配重结构11由加压T形沉井36和注浆结石33构成。加压T形沉井36由底座沉井38和工具井筒65构成,底座沉井38敷设底座沉井底板39,其加压T形沉井36的配重为底座沉井38内和上面的土层55,及其自重。

图6、图7:加压T形沉井36由沉井底座38和工具井筒65构成。

图8、图9、图10:双井筒沉梁56由双井筒沉梁底座58和工具井筒65组成。

图11、图12、图13、图14、图15:沉梁顶撑施工顺序:1、双井筒沉梁56下沉至设计标高;2、采用水平千斤顶79敷设顶板支护66和两侧支护67建立节点支护工作室68;3、开挖节点支护工作室68土方;4、节点钢筋绑扎和混凝土浇灌;5、双井筒沉梁56钢筋混凝土浇灌和工具井筒65拆除,至此,双井筒沉梁56变为沉梁顶撑64。沉梁顶撑64下沉采用千斤顶79加压。

图16、图17、图18、图19、图20、图21:沉梁纵梁59和连续墙顶撑45施工顺序: 1、连续墙43已施工,双井筒沉梁56下沉至设计标高;2、双井筒沉梁56建立接头间隙98支护工作室68;3、挖掘接头间隙98土层贯通双井筒沉梁底座58;4、敷设连续墙顶撑44支护工作室68;5、浇灌连续墙顶撑45和沉梁纵梁59钢筋混凝土。至此,双井筒沉梁56变为沉梁纵梁59。沉梁纵梁59可顶撑连续墙43或单桩支护结构,连续墙顶撑45设置于连续墙接缝44处,单桩支护结构为一桩一顶撑。沉梁纵梁59下沉采用千斤顶79加压。

图22、图23、图24、图25、图26、图27、图28、图29:组合抗隆结构3顶撑支护结构地下工程4施工顺序:1、连续墙43和支承柱24施工;2、逆作楼板60施工;3、中层逆作梁61施工;4、沉梁纵梁59和连续墙顶撑45施工;5、沉梁顶撑64施工;6、配重结构73施工;7、下部土方开挖和底板结构22施工;8、下层结构柱25、墙板结构26施工;9、上层结构柱25、墙板结构26施工。本图采用连续墙43非顶撑支护结构8作为支护结构1,通过敷设沉梁纵梁59将非顶撑支护结构8变为顶撑支护结构7;采用沉箱施工的顶撑支护结构,地下工程4无图,两种顶撑支护结构7功能特性相同,但对土层地质特性适用各一。

顶撑支护结构地下工程4施工特点有三:一、采用逆作法敷设地面层,使施工期间对城市干扰最小;二、采用顶撑支护结构7,顶撑结构71和配重结构73构成的抗隆支护结构,结束人类社会敷设地下工程74被岩土工程控制,事故频发的历史;三、采用公共隧道模式敷设地下工程74,避免城市经常“拉链”,污染环境,确保城市生活有序。不难看出,即便现有的连续墙43和挖孔桩等非顶撑支护结构8,通过设计措施和施工措施,变为顶撑支护结构7,确是一种行之有效的支护方案。

顶撑支护结构地下工程4施工取决于工程地质特性、支护深度、施工工艺(道作法、正作法),以及土方开挖模式;另外,多维交通路网的路网路段模式有三:一层路段模式、二层路段模式、三层路段模式,所以,其施工具有可变性、多样性。法无定法。

顶撑支护结构7最大优点是工程纵向开间不受限制,可任意设置,极大限度方便多维交通路网“变线”。一言以蔽之,地下工程74的开发利用,只有摒弃现有支护模式,因工程制宜,不拘一格,才能走出目前的难境。

抗隆支护结构是建立在梁板结构的基础上,利用工程梁板结构,辅以措施结构实现。现有支护结构有连续墙和单桩(冲击桩、旋转桩和挖孔桩)两类,其支护结构1均为非顶撑支护结构8。顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87简称为顶撑支护结构7。所谓顶撑支护结构地下工程4和非顶撑支护结构地下工程5,是指地下工程74的支护结构1可任意顶撑,其工程称为顶撑支护结构地下工程4;地下工程74的支护结构1不能设置任意顶撑,其工程称为非顶撑支护结构地下工程5。非顶撑支护结构8可通过结构措施:设置沉梁纵梁59实现抗隆支护结构。

单一抗隆结构2与组合抗隆结构3取决于地质特性,两者的区别在于配重结构73,前者不设配重结构73,后者设置配重结构73。

图30、图31、图32:顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87采用多孔预制加压沉箱15敷设。多孔预制加压沉箱15由多孔预制护壁16和沉箱底座50组成。多孔预制护壁16为预制结构,通过多孔预制护壁竖向结构13将多个多孔预制护壁16连成整体,然后将多孔预制护壁16与沉箱底座50的多孔预制护壁加固段12加固连接,构成多孔预制加压沉箱15;

多孔预制加压沉箱15,实际上,沉箱为就地组装多孔护壁20,对沉箱而言,逐一增加多孔预制护壁16,逐一加压,逐一下沉,适用于软土地层。

图33、图34、图35、图36、图37:顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87采用复合多孔沉箱35敷设。复合多孔沉箱35由沉箱底座50和沉箱滑动模板51组成,其模型有二:一、多孔预制加压沉箱15;二、多孔逆作加压沉箱75,多孔预制加压沉箱15,由多孔预制护壁16沉箱底座50组成,沉箱滑动模板不滑动,多孔预制护壁16直接加压于沉箱底座50上,所以,沉箱称其为多孔预制加压沉箱75,用于上部;多孔逆加压沉箱75由多孔逆作护壁85与沉箱底座50构成,多孔逆作护壁85依靠沉箱滑动模板51成型,多孔逆作护壁85加压于沉箱底座50上,所以,沉箱称其为多孔逆加压沉箱75;用于下部,多孔预制护壁16与多孔逆作护壁85两者敷设长度随工程而异。

复合多孔沉箱14的多孔逆作加压沉箱75,按功能,由沉箱底座50和沉箱滑动模板51组成,按纵向,有下沉滑动段76、护壁浇灌段77和沉箱底座段78三种;

复合多孔沉箱14的多孔逆作加压沉箱75,其多孔逆作护壁85模型有二:一、顶撑多孔逆作护壁40;二、无撑多孔逆作护壁41;

护壁浇灌段 77模型有二:一、顶撑浇灌段46;二、无撑浇灌段47,顶撑浇灌段采用I型顶撑80;无撑浇灌段47不设顶撑,其水平荷载18由沉箱滑动模板51承担;

下沉滑动段76和护壁浇灌段77由沉箱滑动模板51敷设,随其多孔逆作加压沉箱75下滑成型,沉箱底座段78即沉箱底座50,为机械挖掘工作室101。

多孔逆作加压沉箱75的安全孔92和出土孔93按顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87设计要求确定;

多孔逆作加压沉箱75的多孔逆作护壁85施工法有二:一、顶撑多孔逆作护壁85施工法;二、无撑多孔逆作护壁85施工法;顶撑多孔逆作护壁85施工法采用I型顶撑80,其施工顺序:1土方开挖沉箱下沉,逐一敷设I型顶撑80;2敷设竖向墙板孔模板52,浇灌多孔逆作护壁85,两者多次重复施工,直至支护结构1达到设计标高。无撑多孔逆作护壁85施工不设顶撑,可采取施工措施:一、增设非整体内层沉箱滑动模板51;二、竖向墙板86采用滑动模板与常规支模结合,各自发挥特性;三、设置悬吊底模板,施工顺序:1、土方开挖沉箱下沉;2、多孔逆作护壁85浇灌,两者多次重复施工,直至支护结构1达到设计标高。

纵梁97施工措施有二:一、施工措施;二、结构措施,施工措施是指接头间隙98土层55拆除,确保纵梁97贯通;结构措施是指纵梁97仅敷设纵向护壁48,不敷设横向护壁49,纵向护壁48设计为钢筋混凝土竖向结构板,钢筋混凝土竖向结构板应按规范设计,确保纵梁97施工安全。

多孔逆作护壁85混凝土施工:外层采用沉箱滑动模板51,里层采用竖向墙板孔模板52;

下沉滑动段76需要保持正常下沉(不断地小幅度滑动下沉),其下沉滑动段76不能因土方停止开挖,而“终止”多孔逆作加压沉箱75下沉,致使沉箱滑动模板51与纵向护壁48的混凝土产生粘结;

护壁浇灌段77为下沉高度,即每次多孔逆作护壁85混凝土浇灌高度;

纵梁97结构钢筋就位方法有二:一、沉箱法;二、插入法,沉箱法是指纵梁97结构钢筋随多孔逆作加压沉箱75下沉就位;插入法是指纵梁97结构钢筋直接插入竖向墙板86孔内就位。

竖向墙板86与纵梁97施工是在沉箱下沉后,即多孔护壁20敷设后,从下而上逐一交替施工,先施工竖向墙板80,后施工纵梁97,两者逐一向上敷设;

一般沉箱施工特点有二:一是下沉困难;二是四周塌陷。多孔逆作加压沉箱75下沉容易,但要杜绝塌陷并非易事。要想杜绝塌陷,关键是沉箱刃脚设计。如果刃脚按图面反向设置,刃脚下端增设钢板段,使其土体向外推挤,前提是四周土体不发生塌陷或隆起。多孔逆作加压沉箱75刃脚设计不拘一格,法无定法,能否获得不同地质特性地层应用,不产生地质事故(塌陷或隆起)就是好法。

如果多孔逆作加压沉箱75较长,地质特性较差,可设置刃脚顶撑99。

图38、图39、图40、图41:多孔逆作加压沉箱75按功能,由沉箱底座50和沉箱滑动模板51组成,按纵向,由下沉滑动段76、护壁浇灌段77和沉箱底座段78组成。多孔逆作加压沉箱75的安全孔92和出土孔93按顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87的要求设计。

现有土木工程千斤顶79模式有二:一是常规液压千斤顶97;二是滑模空心千斤顶97。千斤顶97是多孔逆作加压沉箱75的关键设备,但由于多孔逆作加压沉箱75工艺不同,可按实际情况选用。

图42、图43、图44、图45:顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构87采用多孔逆作加压沉箱75施工法。多孔逆作加压沉箱75施工顺序:土方开挖沉箱下沉,逐一敷设I型顶撑80;敷设竖向墙板孔模板52;安装多孔逆作护壁底模板100;浇灌多孔逆作护壁85混凝土。下沉与浇灌两者逐一多次重复敷设,直至支护结构达到设计标高为止。

抗隆支护结构按结构、施工法和结语分别叙述

一、结构

抗隆支护结构按顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构、沉梁纵梁、顶撑结构、抗隆结构、配重结构和多孔护壁沉箱分别叙述。

顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构

顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构,其结构由纵梁、多孔逆作护壁和竖向墙板组成,多孔有安全孔和出土孔两种,多孔的数量根据地质特性和支护深度确定。所谓顶撑支护结构是指支护结构设置纵梁,顶撑结构设计不受纵梁跨度和层高的限制。这是顶撑支护结构与现有支护结构(地下连续墙和挖孔桩)的根本区别。

沉梁纵梁

沉梁纵梁由多个双井筒沉梁组成。

顶撑结构

顶撑结构有三:一、逆作楼板;二、中层逆作梁;三、沉梁顶撑。

抗隆结构

抗隆结构有二:一是单一抗隆结构;二是组合抗隆结构。单一抗隆结构由倒悬臂支护结构和抗隆隔离墙组成。倒悬臂设置于沉梁顶撑下面能阻止土体隆起,其结构称为倒悬臂支护结构。抗隆隔离墙的目的是减缓基坑土体隆起,抗隆隔离墙与倒悬臂支护结构为绞接,其长度视地质特性而定。组合抗隆结构由单一抗隆结构和配重结构组成。

配重结构

配重结构是指基坑土体隆起,设置配重结构抵抗基坑内土体隆起,其结构称为配重结构,配重结构又称为虚拟抗隆底板,其结构形式有三:一是混凝土配重结构;二是冻土配重结构;三、土体配重结构;

(1)混凝土配重结构

混凝土配重配重结构由钻孔桩、旋喷桩和填充桩组成。

(2)冻土配重结构

冻土配重结构由冻土构成。

(3)土体配重结构

土体配重结构是利用加压格栅T形沉井下沉,沉井设置钢筋混凝土底板。沉井内和沉井上堆放土体以及沉井自身的重量实现抗隆,其抗隆称为土体配重抗隆。

多孔护壁沉箱

多孔护壁沉箱有二:一、多孔预制加压沉箱;二、复合多孔沉箱。

多孔预制加压沉箱

多孔预制加压沉箱由多孔预制护壁和沉箱底座组成。

复合多孔沉箱

复合多孔沉箱有两个层面:一、多孔预制加压沉箱,由多孔预制护壁和沉箱底座构成,用于上部;二、多孔逆作加压沉箱。多孔逆作加压沉箱,按结构由沉箱底座和沉箱滑动模板构成,按纵向分为三段:一、下沉滑动段;二、护壁浇灌段;三、沉箱底座段,用于下部。

二、施工法

抗隆支护结构施工按顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构施工法、沉梁纵梁施工法、沉顶撑结构施工法、抗隆结构施工法、配重结构施工法和地下工程施工法分别叙述。

、顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构施工法

采用多孔护壁沉箱敷设多孔护壁,将多个多孔护壁连为整体,然后从下而上逐一敷设竖向墙板和纵梁构成顶撑多孔护壁竖向墙板支护结构

2、沉梁纵梁施工法

沉梁纵梁和连续墙顶撑45施工顺序: 1、连续墙已施工,双井筒沉梁下沉至设计标高;2、双井筒沉梁建立接头间隙支护工作室;3、挖掘接头间隙土层贯通双井筒沉梁底座;4、敷设连续墙顶撑支护工作室;5、浇灌连续墙顶撑和沉梁纵梁钢筋混凝土。

顶撑结构施工法

顶撑结构施工法有三:一、逆作楼板施工法;二、中层逆作柱施工法;三、沉梁顶撑施工法三种。

(1)逆作楼板施工法

地面楼板采用逆作法施工。

(2)中层逆作梁施工法。

中间楼板结构采用主梁逆作施工,楼板不施工,其方法称为中层逆作梁施工法。

(3)沉梁顶撑施工法

沉梁顶撑施工按下列程序进行:1、双井筒沉梁下沉至设计标高;2、采用水平千斤顶敷设顶板支护和两侧支护建立节点支护工作室;3、开挖节点支护工作室土方;4、节点钢筋绑扎和混凝土浇灌;5、双井筒沉梁钢筋混凝土浇灌;6、拆除工具井筒。

抗隆结构施工法

抗隆结构施工法有二:一、支护抗隆施工法;二、组合抗隆施工法。支护抗隆施工法是指隆起荷载仅由支护结构承担即由倒悬臂支护结构和抗隆隔离墙承担;组合抗隆施工法由支护抗隆结构施工法和配重结构施工。

配重结构施工法

配重结构施工法有三:一是混凝土配重结构施工法;二是冻土配重结构施工法;三、土体配重结构施工法。

(1)混凝土配重结构施工法

混凝土配重结构施工依次按钻孔桩施工、旋喷桩施工、填充桩施工顺序进行,最终形成混凝土配重结构。

(2)冻土配重结构施工法

冻土配重结构施工是将基坑土体冻结成冻土地层。

(3)土体配重结构施工法

采用加压T形沉井沉入设计标高,浇灌T形沉井底板;T形沉井内填土;拆除井筒。

地下工程施工法

地下工程施工法有顶撑支护结构地下工程施工法和非顶撑支护结构地下工程施工法两种。

顶撑支护结构地下工程施工法分单一抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工法和组合抗隆结构顶撑支护结构地下工程施工法两种。

非顶撑支护结构地下工程施工法分单一抗隆结构非顶撑支护结构地下工程施工法和组合抗隆结构非顶撑支护结构地下工程施工法两种。

三、结语

地下空间开发增加一种全新的支护理论——抗隆支护理论,能确保城市汽车地下化(地下高速公路)施工安全,结束人类社会对地下空间资源开发全凭地质特性左右,工程不安全,恶性事故频发的历史。可以肯定,地下空间资源开发利用发生重大的划时代“革命”,城市交通模式由地铁模式更换为汽车模式,施工安全获得保证。换言之,地下道路实现智能交通施工安全获得保证,以盾构施工工艺为前提的城市地下空间开发将成为历史。

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