一种地下空间开发的暗挖构筑方法
【专利摘要】本发明公开了一种地下空间开发的暗挖构筑方法，首先，在拟建的地下空间两侧分别施工工作井，在每个所述工作井的一端设置升降平台；将上层地下空间划分为若干贯通两侧工作井的水平通道，通过顶管法将箱涵设置在每个水平通道的上部；其次，拆除箱涵的侧板，在所述箱涵顶板处浇筑混凝土结构，并在相邻两个箱涵的接缝处压入永久立柱桩；再次，在箱涵底板上开设若干取土孔，向下开挖土方，施工上层地下空间底部的中板，并拆除箱涵底板，向下开挖土方至底板标高，浇筑底板；最后，拆除临时立柱桩，浇筑永久结构柱。本发明提高了施工效率，有效降低了地下空间施工对既有设施和周边环境的影响，有效防止了塌方事故的发生，大大提高了施工安全性。
【专利说明】
一种地下空间开发的暗挖构筑方法
技术领域
[0001]本发明涉及地下空间开发的施工技术领域，具体涉及一种地下空间开发的暗挖构筑方法O
【背景技术】
[0002]随着我国城市建设的快速发展，城市土地资源日益匮乏。为了提升城市土地资源利用率，实现土地的多重使用，促进城市的可持续发展，在城市绿地、广场、道路、管线等既有设施下进行地下空间立体化开发成为了城市建设的一种需求和发展趋势。为了减少对地面既有设施的影响，越来越多地需要采用暗挖法实施，暗挖构筑法就是指在城市建筑工程中，在地基土体内部直接开挖，而不需要从地面明处一直挖下去的施工方法。
[0003]目前最常用的暗挖构筑法为浅埋暗挖法，主要分为三步:首先，将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固；其次，进行短进尺开挖并立即作初期支护;再次，施工防水层;最后，进行二次支护，即注入混凝土或者进行钢筋设计。浅埋暗挖法的施工需利用监控测量获得的信息进行指导，以保证施工的安全与质量，特别是在软土高水位地区，实施难度大，施工风险高，甚至发生塌方，造成安全事故，而且容易对地面环境带来噪声和灰尘污染，未能切实满足实际施工的需要。
【发明内容】
[0004]本发明所提供了一种地下空间开发的暗挖构筑方法，以解决上述技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种地下空间开发的暗挖构筑方法，包括以下步骤:
[0006]S1:在拟建的地下空间两侧分别施工工作井，在每个所述工作井的一端设置升降平台，并将拟建的地下空间划分为上、下层地下空间；
[0007]S2:将上层地下空间划分为若干贯通两侧工作井的水平通道，通过顶管法将箱涵设置在每个水平通道的上部，同时将箱涵内的弃土通过运输装置和升降平台运出；
[0008]S3:在箱涵内压入临时立柱粧，拆除箱涵的侧板，使相邻的箱涵连通，将相邻箱涵的顶板焊接成整体，并在所述箱涵顶板处浇筑混凝土结构；
[0009]S4:在相邻两个箱涵的接缝处压入永久立柱粧，在最外侧两个水平通道的箱涵内施工用于止水的静压钢管粧和旋喷粧，对旋喷粧底部进行加固；
[0010]S5:在箱涵底板上开设若干取土孔，向下开挖土方，在箱涵顶板上设置位置与所述取土孔相对应的抓手，抓手伸至取土孔的下方抓取挖出的泥土，并通过运输装置和升降平台运走；
[0011 ] S6:施工上层地下空间底部的中板，拆除箱涵底板；
[0012]S7:在所述中板上开设若干取土孔，向下开挖土方至底板标高，通过箱涵顶板上的抓手伸至取土孔下方抓取挖出的泥土，通过运输装置和升降平台运走，浇筑底板；
[0013]S8:拆除临时立柱粧，由下而上浇筑永久结构柱。
[0014]进一步的，所述步骤SI中，所述工作井的四周设有围栏结构，所述工作井的顶部设有凝土桁架支撑结构。
[0015]进一步的，所述步骤SI中，所述工作井通过临时中板划分为上、下层工作井，所述临时中板上开设卸土口。
[0016]进一步的，所述步骤S2中，所述运输装置包括若干电动小车和土方车，所述电动小车分别向两侧工作井运土，通过所述临时中板上的卸土口进行卸土，所述土方车位于卸土口下方，所述升降平台延伸至下层工作井中，所述土方车集满泥土之后通过升降平台提升至地面运走。
[0017]进一步的，所述步骤SI中，还包括在所述工作井的上方施工轻钢罩棚形成封闭式施工环境。
[0018]进一步的，所述步骤S2中，每个所述工作井中分别设两台顶进设备，4台顶进设备两两相对推进，推进顺序由两侧及中间相向依次进行。
[0019]进一步的，所述步骤S2中，还包括在相邻水平通道中的箱涵顶进完成之后，采用液压牵引系统在箱涵顶部布设隔离钢板带。
[0020]进一步的，所述步骤S3中，所述临时立柱粧采用震动液压钢管粧工艺压入，所述临时立柱粧设于所述箱涵的两侧。
[0021 ]进一步的，所述步骤S4中，所述永久立柱粧位于相邻两个所述箱涵之间。
[0022]进一步的，所述步骤S4或S5中，开挖土方的顺序为由中间向两侧开挖，并通过运输装置同时向两侧工作井运土。
[0023]本发明提供的地下空间开发的暗挖构筑方法，在拟建的地下空间两侧施工工作井，并在工作井的一端设置升降平台，进行地下空间立体化开发，不仅大大提高了施工速度，而且有效避免了对地面上既有设施的搬迀，在工作井的上方施工轻钢罩棚形成封闭式施工环境，降低了地下空间施工对既有设施和周边环境的影响;通过顶管法设置箱涵，并拆除箱涵的侧板，使相邻的箱涵连通，将相邻箱涵顶板焊接成整体，并在所述箱涵顶板处浇筑混凝土结构，提高了箱涵的利用空间和强度;通过压入永久立柱粧，形成下层地下空间土方开挖过程中可靠的竖向承力体系，在最外侧两个水平通道的箱涵内施工用于止水的静压钢管粧和旋喷粧，作为下层地下空间开挖的围护结构，对旋喷粧底部进行加固，有效防止了塌方事故的发生，大大提高了施工安全性。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例提供的地下空间的主视图；
[0025]图2是本发明实施例提供的工作井和运输装置的结构示意图；
[0026]图3是本发明实施例提供的水平通道和箱涵的结构示意图；
[0027]图4是本发明实施例提供的地下空间的俯视图。
[0028]图中所示:1、地下空间；11、上层地下空间；12、下层地下空间；111、水平通道；112、箱涵；113、临时立柱粧；114、永久立柱粧;2、工作井;21、临时中板;211、卸土口； 22、上层工作井;23、下层工作井;24、围栏结构;3、升降平台；41、电动小车;42、土方车;5、取土孔;6、抓手;7、既有设施。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明作详细描述:
[0030]如图1-4所示，本发明提供了一种地下空间开发的暗挖构筑方法，包括以下步骤:
[0031]S1:在拟建的地下空间I两侧分别施工工作井2，在每个工作井2的一端设置升降平台3，并将拟建的地下空间I划分为上、下层地下空间11、12;优选的，所述工作井2的四周设有围栏结构24，围栏结构24采用预制钢筋混凝土地墙及预制钢箱地墙工艺，工作井2的顶部设有凝土桁架支撑结构，且采用预制装配工艺，可大大提高施工速度，在工作井2上方设有轻钢罩棚形成封闭式施工环境，有效防止噪声和灰尘污染，避免对既有设施7和周边环境的影响。所述工作井2通过临时中板21划分为上、下层工作井22、23，所述临时中板21上开设卸土口 211。
[0032]S2:将上层地下空间11划分为若干贯通两侧工作井2的水平通道111，通过顶管法将箱涵112设置在每个水平通道111的上部，即每个水平通道111的高度(也即上层地下空间11的高度)大于箱涵112的高度，箱涵112顶进后位于上层地下空间11的上部，同时将箱涵112内的弃土通过运输装置和升降平台3运出；所述运输装置包括若干电动小车41和土方车42，向两侧工作井2运土，通过所述临时中板21上的卸土口 211进行卸土，所述卸土口 211下方停设有土方车42，所述升降平台3延伸至下层工作井2中，所述土方车42集满泥土之后通过升降平台3提升至地面运走，由于两侧工作井2中均设有卸土口 211和升降平台3，可同时独立工作，互不影响，大大提高了泥土运输效率和施工速度。在顶管法施工过程中，每个所述工作井2中分别设两台顶进设备，4台顶进设备两两相对推进，推进顺序由两侧及中间相向依次进行，本实施例中，水平通道111的数量为18个，且水平通道111和箱涵112均为地下空间，两个工作井2中的顶进设备各负责一半数量的水平通道111，且同一个工作井2中的两台顶进设备分别从最外侧和中间开始推进，并相互靠拢，直至完成该一半数量的水平通道111的箱涵112顶进工作，四台顶进设备同时工作，互不影响，进一步提高了施工速度，当然也可以设置多于4台顶进设备同时进行工作，并采用其他推进顺序。在相邻水平通道中的箱涵112顶进完成之后，采用液压牵引系统在箱涵112顶部布设隔离钢板带，避免箱涵112顶部的土方在箱涵112后续施工中掉落。
[0033]S3:在箱涵112内压入临时立柱粧113，如图3所示，临时立柱粧113向下伸入到下层地下空间12的底部，拆除箱涵112的侧板，使相邻的箱涵112连通，并进行箱涵112顶部和底部的接缝进行处理，将相邻箱涵112的顶板焊接成整体，并在所述箱涵112顶板处浇筑混凝土结构，所述临时立柱粧113设于所述箱涵112的两侧，且采用震动液压钢管粧工艺压入，用于对箱涵112的顶部进行临时支撑，避免拆除箱涵112时影响箱涵112的顶板掉落。
[0034]S4:在相邻两个箱涵112的接缝处压入永久立柱粧114，如图3所示，永久立柱粧114位于相邻两个所述箱涵112之间，永久立柱粧114向下伸入至下层地下空间12的底部，形成下层地下空间112开挖过程中可靠的竖向承力体系，在最外侧两个水平通道111的箱涵112内施工用于止水的静压钢管粧和旋喷粧，并对旋喷粧的底部进行加固，作为下层地下空间12开挖的围护结构。
[0035]S5:在箱涵112底板上开设若干取土孔5，如图4所示，本实施例中，在每隔一个水平通道111内的箱涵112上开设一排取土孔5，向下开挖土方，在箱涵112顶板上设置位置与所述取土孔5相对应的抓手6，抓手6伸至取土孔5的下方抓取挖出的泥土，并通过运输装置4和升降平台3运走，优选的，开挖土方的顺序为由中间向两侧开挖，并通过运输装置3中的电动小车41同时向两侧工作井2运土，通过对应临时中板21上的卸土口 211进行卸土，由土方车42集满泥土之后通过对应的升降平台3提升至地面运走。
[0036]S6:施工上层地下空间11底部的中板，拆除箱涵112底板，需要说明的是，上层地下空间11的底板也为上、下层地下空间11、12之间的中板，由于箱涵112的高度小于上层地下空间11的高度，因此上层地下空间11的底板位于箱涵112底板的下方，具体实施中，需等中板达设计强度后再拆除箱涵112的底板。
[0037]S7:在所述中板上开设若干取土孔5向下开挖土方至底板标高，即开挖土方至下层地下空间12的底板设计位置，通过箱涵112顶板上的抓手6伸至取土孔5下方抓取挖出的泥土，通过运输装置和升降平台3运走，浇筑下层地下空间12的底板；
[0038]S8:拆除临时立柱粧113，由下而上浇筑永久结构柱，永久结构柱包设于永久立柱粧114的外周，最终完成整个地下空间I的施工。
[0039]综上所述，本发明提供的地下空间开发的暗挖构筑方法，在拟建的地下空间I两侧施工工作井2，并在工作井2的一端设置升降平台3，进行地下空间I立体化开发，不仅大大提高了施工速度，而且有效避免了对地面上既有设施7的搬迀，在工作井2的上方施工轻钢罩棚形成封闭式施工环境，降低了地下空间I施工对既有设施和周边环境的影响;通过顶管法设置箱涵112，并拆除箱涵112的侧板，使相邻的箱涵112连通，将相邻箱涵112顶板焊接成整体，并在所述箱涵112顶板处浇筑混凝土结构，提高了箱涵112的利用空间和强度;通过压入永久立柱粧114，形成下层地下空间12 土方开挖过程中可靠的竖向承力体系，在最外侧两个水平通道111的箱涵112内施工用于止水的静压钢管粧和旋喷粧，作为下层地下空间12开挖的围护结构，对旋喷粧底部进行加固，有效防止了塌方事故的发生，大大提高了施工安全性。
[0040]虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:在拟建的地下空间两侧分别施工工作井，在每个所述工作井的一端设置升降平台，并将拟建的地下空间划分为上、下层地下空间； S2:将上层地下空间划分为若干贯通两侧工作井的水平通道，通过顶管法将箱涵设置在每个水平通道的上部，同时将箱涵内的弃土通过运输装置和升降平台运出； S3:在箱涵内压入临时立柱粧，拆除箱涵的侧板，使相邻的箱涵连通，将相邻箱涵的顶板焊接成整体，并在所述箱涵顶板处浇筑混凝土结构； S4:在相邻两个箱涵的接缝处压入永久立柱粧，在最外侧两个水平通道的箱涵内施工用于止水的静压钢管粧和旋喷粧，对旋喷粧底部进行加固； 55:在箱涵底板上开设若干取土孔，向下开挖土方，在箱涵顶板上设置位置与所述取土孔相对应的抓手，抓手伸至取土孔的下方抓取挖出的泥土，并通过运输装置和升降平台运走； 56:施工上层地下空间底部的中板，拆除箱涵底板； 57:在所述中板上开设若干取土孔，向下开挖土方至底板标高，通过箱涵顶板上的抓手伸至取土孔下方抓取挖出的泥土，通过运输装置和升降平台运走，浇筑底板； 58:拆除临时立柱粧，由下而上浇筑永久结构柱。2.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤SI中，所述工作井的四周设有围栏结构，所述工作井的顶部设有凝土桁架支撑结构。3.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤SI中，所述工作井通过临时中板划分为上、下层工作井，所述临时中板上开设卸土口。4.根据权利要求3所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述运输装置包括若干电动小车和土方车，所述电动小车分别向两侧工作井运土，通过所述临时中板上的卸土 口进行卸土，所述土方车位于卸土 口下方，所述升降平台延伸至下层工作井中，所述土方车集满泥土之后通过升降平台提升至地面运走。5.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤SI中，还包括在所述工作井的上方施工轻钢罩棚形成封闭式施工环境。6.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤S2中，每个所述工作井中分别设两台顶进设备，4台顶进设备两两相对推进，推进顺序由两侧及中间相向依次进行。7.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括在相邻水平通道中的箱涵顶进完成之后，采用液压牵引系统在箱涵顶部布设隔离钢板带。8.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述临时立柱粧采用震动液压钢管粧工艺压入，所述临时立柱粧设于所述箱涵的两侧。9.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述永久立柱粧位于相邻两个所述箱涵之间。10.根据权利要求1所述的地下空间开发的暗挖构筑方法，其特征在于，所述步骤S4或S5中，开挖土方的顺序为由中间向两侧开挖，并通过运输装置同时向两侧工作井运土。
【文档编号】E21D11/10GK105840216SQ201610173897
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】吴欣之, 李成俊, 张顺, 罗鑫, 过浩侃, 林济
【申请人】上海市机械施工集团有限公司