横穿城市道路地下通道的施工结构和施工方法与流程

本发明涉及地下通道施工领域，具体地说是一种横穿城市道路地下通道的施工结构和施工方法。

背景技术：

目前地下通道或者地铁隧道施工中普遍采用的施工方法包括大开挖施工，以及盾构机械掘进顶管施工法。

传统方法是一般为大开挖施工方式，首先将施工路面封道，施工围护桩，然后施工支撑开挖土方，再施工下道支撑再开挖下层土方，如此循环，从上往下层层开挖，直至挖至基坑底部，然后施工地下通道结构，然后回填土，再施工路面工程，这种方法封道时间长，而市中心交通流量大，实施起来难度很大，严重影响市民的正常出行。

盾构机械掘进顶管施工法中，先通过盾构机械挖洞，然后跟随着机械掘进方向将支撑框架推进顶住通道支撑，这种方式后续混凝土框架需先由预制厂预制，再通过运输设备运输到现场，由大型吊装设备安装，受吊装设备影响，如在城市地铁及地下通道施工中：圆形构件可分片预制安装，但异形及矩形框架结构需预制成整体，安装于盾构后，盾构机械掘进前行时再通过构件将掘进时产生的反作用力随构件传递到最后出发井的后背上，再由后背千斤顶将框架构件一节一节随盾构向前推进。

盾构机械掘进顶管施工法中，虽然可以不进行封道施工处理，不影响正常交通，但也存在下述问题，即此法在结构尺寸较小、顶进距离较近时还可施工，随结构尺寸增大，掘进距离加长后，吊装设备及顶进设备将无法满足施工需要。

随着城市交通的发展及人员流动的增加，小结构尺寸的构筑物已无法满足人们出行的要求，建造大结构尺寸的地下通道及构筑物的需求日益增多，因此亟需一种新的地下通道施工结构和施工方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种施工时封道时间短，施工效率高，施工结构稳定的横穿城市道路地下通道的施工结构。

本发明所采取的技术方案是：提供一种横穿城市道路地下通道的施工结构，包括位于主干道路部分的第一施工结构和位于外围道路部分的第二施工结构；

第一施工结构包括靠近地下通道两侧面垂直设置的围护桩，所述围护桩远离地下通道的一侧设有止水帷幕，两侧所述围护桩的顶部均设有第一冠梁，两侧的第一冠梁之间设有厚钢筋砼盖板，地下通道两侧的围护桩内侧壁之间设有支撑装置；

第二施工结构包括靠近地下通道两侧面垂直设置的围护桩，所述围护桩远离地下通道的一侧设有止水帷幕，两侧所述围护桩的顶部均设有第二冠梁，两侧的第二冠梁之间设有钢筋砼支撑，地下通道两侧的围护桩内侧壁之间设有支撑装置；

所述地下通道位于第一施工机构和第二施工结构部分的下方均设有素砼垫层。

进一步的，所述的支撑装置包括型钢围檩和钢管支撑，所述的型钢围檩设置于两侧的围护桩内侧壁上，所述钢管支撑的两端分别与两侧的型钢围檩连接。

作为优选，所述的型钢围檩为双拼结构。双拼结构更加稳定、牢固，施工过程更加安全。

作为改进，所述地下通道的下方还设有支撑柱和钢筋混凝土主体，所述的素砼垫层位于地下通道下底面与钢筋混凝土主体之间。

另一方面，本发明还要解决的技术问题是：提供一种施工时封道时间短，施工效率高，施工结构稳定的横穿城市道路地下通道的施工方法。

具体所采取的技术方案是：提供一种横穿城市道路地下通道的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、在施工路面围挡作业场地，包括主干道路部分和外围道路部分，在靠近地下通道两侧沿长度方向施工围护桩；

b、为防止开挖通道时侧壁上出水导致土方坍塌，在围护桩靠近墙体一侧施工高压旋喷桩止水帷幕；

c、开挖主干道路基体至预设位置，在围护桩顶部施工第一冠梁；

d、在施做第一冠梁的同时，在第一冠梁上施工厚钢筋砼盖板，待第一冠梁和厚钢筋砼盖板达到设计强度要求后路面回填，恢复主干道路交通；

e、开挖外围道路部分基体至预设位置，在围护桩顶部施工第二冠梁，并且与此同时，在两侧第二冠梁之间施工钢筋砼支撑；

f、在靠近地下通道施工基坑的位置施做抽水深井，进行坑内预降水，降水深度达到坑底1m以下；

g、待第二冠梁和钢筋砼支撑达到设计强度后，分层、分段形式开挖土方，

首先沿竖直方向开挖外围道路部分至预设位置后，在两侧壁上施做型钢围檩，并且在两侧的型钢围檩之间架设钢管支撑，给钢管支撑施加预应力，继续开挖至基坑底；

h、然后从外围道路已开挖完成的基坑内沿水平方向分层、分段式往盖板下方开挖，开挖至预设位置后，在两侧壁上施做型钢围檩，并且在两侧型钢围檩之间架设钢管支撑，并给钢管支撑施加预应力，继续开挖至基坑底；

i、待主干道路部分、外围道路部分都开挖至基坑底后，在基坑底浇筑素砼垫层；

j、垫层施工完毕后，施工通道的底板；

k、待底板达到设计强度后，拆除侧壁上的型钢围檩和钢管支撑，然后浇筑通道侧壁和顶板；

l、上述步骤完成后，在主干道路部分进行盖板与顶板之间的回填，并注浆填充密实；

m、进行外围道路部分土方回填，回填至钢筋砼支撑和第二冠梁位置；

n、拆除钢筋砼支撑和第二冠梁；

o、施做外围道路部分路面，完成后，恢复外围道路交通。

进一步的，步骤e中所述的开挖外围道路部分基体至预设位置是指，从主干道路的任意一侧外围道路开挖或者从主干道路两侧的外围道路同时开挖。

作为优选，步骤g或步骤h中所述的型钢围檩为双拼结构。

本发明的技术方案与现有技术相比具有以下优点：

本发明的施工方法在施做围护桩和止水帷幕后，首先开挖主干道路部分，开挖至预设深度施做第一冠梁，并且同时在第一冠梁上施做盖板，待盖板、第一冠梁完成后进行路面回填，恢复主干道路交通，从施工影响程度来看，本发明先施工盖板，盖板完成后即可恢复道路交通，然后开挖盖板以下部分，最大程度的减小对交通的影响；然后在不影响主干道路交通的情况下进行开挖外围道路部分，外围道路部分的施工采用的是从上往下的明开挖施工方法，开挖一定深度后马上施做支撑，防止基坑两侧发生坍塌，根据基坑的深度可选择布置多层支撑，并且支撑在基坑内沿着长度方向均匀间距的布置，最大程度的保证基坑两侧墙体强度，因为是外围道路，所以采用此种方式进行封道施工对交通的影响小，在完成外围道路部分的开挖后，从已经开挖好的外围道路段基坑内对主干道路底下部分进行分层、分段方式开挖，土方从外围道路段基坑出来，在完成所有基坑开挖后完成通道的底板、侧板、顶板浇筑；

通道部分都浇筑完成达到设计强度要求后，本发明采用的是先在主干道路部分盖板与通道顶板之间的回填，并且采用注浆填充方式，使得盖板与通道顶板结实的浇筑在一起，盖板两侧又有围护桩作为支撑，所以能够有效保证主干道路路基的强度，避免由于地下开挖了通道二发生坍塌事故，主干道路部分都施工完毕后在进行外围道路部分的回填，最后施做外围道路部分路面，恢复外围交通，为了进一步提高施工效率，本发明是施工方法中还可还开挖外围道路部分时，从主干道路两侧的外围道路部分同时明开挖基坑，然后从两侧的基坑内朝着主干道路部分开挖。

本发明的施工方法施工效率高，对交通影响小，通过先施工盖板，再在盖板下进行支撑及挖土的施工，这种方法封道时间短(仅在围护桩及盖板施工时需要封道)，对市民出行影响小，并且通道完成后整体结构强度高。

附图说明

图1是本发明的一种横穿城市道路地下通道的施工结构和施工方法的道路俯视示意图。

图2是图1中主干道路部分e-e剖视结构图。

图3是图1中外围道路部分f-f剖视结构图

其中，100、地下通道，101、底板，102、侧壁，103、顶板，1、围护桩，2、止水帷幕，3、第一冠梁，4、厚钢筋砼盖板，5、第二冠梁，6、钢筋砼支撑，7、型钢围檩，8、钢管支撑，9、素砼垫层，10、支撑柱，11、钢筋混凝土主体

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1～3所示，本发明提供的一种横穿城市道路地下通道的施工结构，包括位于主干道路部分的第一施工结构110和位于外围道路部分的第二施工结构120；

第一施工结构110包括靠近地下通道100两侧面垂直设置的围护桩1，两边的围护桩1在远离地下通道100的一侧设有止水帷幕2，两侧围护桩100的顶部均设有第一冠梁3，两侧的第一冠梁3之间设有厚钢筋砼盖板4，地下通道100两侧的围护桩1内侧壁之间还设有支撑装置，施工时，用于支撑地下通道基坑两侧的墙体，防止坍塌；

第二施工结构120包括靠近地下通道10两侧面垂直设置的围护桩1，所述围护桩1远离地下通道100的一侧设有止水帷幕2，两侧所述围护桩1的顶部均设有第二冠梁5，两侧的第二冠梁5之间设有钢筋砼支撑6，地下通道100两侧的围护桩1内侧壁之间设有支撑装置；

所述地下通道100位于第一施工机构110和第二施工结构120部分的下方均设有素砼垫层9。

支撑装置包括型钢围檩7和钢管支撑8，所述的型钢围檩7设置于两侧的围护桩1内侧壁上，钢管支撑8的两端分别与两侧的型钢围檩7连接，作为优选的，该型钢围檩7采用双拼结构。

所述地下通道100的下方还设有支撑柱10和钢筋混凝土主体11，所述的素砼垫层9位于地下通道100下底面与钢筋混凝土主体11之间。

另一方面的，本发明还提供了一种横穿城市道路地下通道的施工方法，包括以下步骤：

a、在需要施工地下通道100的路面上设置围栏，围挡作业场地，包括主干道路部分和外围道路部分都进行围挡，然后在靠近地下通道100位置的两侧沿着通道长度方向按照设计位置施工围护桩1，该围护桩1沿着地下通道100长度方向间隔均匀距离设置；

b、为防止开挖通道时两侧面上出水导致土方坍塌，在围护桩1靠近墙体一侧施工高压旋喷桩止水帷幕2；

c、首先开挖主干道路基体，待土方开挖至预设深度位置后，在该路段通道两侧的围护桩1顶部沿通道长度方向施工第一冠梁3；

d、在施做第一冠梁3的同时，在第一冠梁3上施工厚钢筋砼盖板4，厚钢筋砼盖板4的两端分别架设固定在两侧的第一冠梁3上，待第一冠梁3、厚钢筋砼盖板4达到设计强度要求后路面回填，恢复主干道路交通；

e、然后开挖外围道路部分基体，待土方开挖至预设深度位置，在该路段通道两侧的围护桩1顶部沿通道长度方向施工第二冠梁5，并且与此同时，在两侧的第二冠梁5之间施工钢筋砼支撑6，此步骤中，可以从主干道路的任意一侧外围道路部分开挖，也可以从主干道路两侧的外围道路同时朝主干道路部分进行开挖，缩短施工时间，提高施工效率；

f、为了防止地下水影响施工，所以在靠近地下通道施工基坑的位置施做抽水深井，进行坑内预降水，降水深度达到坑底1m以下；

g、待第二冠梁5和钢筋砼支撑6达到设计强度后，通过分层、分段形式进行开挖土方，首先沿着竖直方向往下开挖外围道路部分土方，开挖至预设深度位置后，在基坑两侧面上施做型钢围檩7，两侧的型钢围檩7分别固定在围护桩1内壁上，并且在两侧的型钢围檩7之间架设钢管支撑8，并根据实际的施工地基软硬情况给钢管支撑8施加预应力，该钢管支撑8用于撑紧两侧围护桩1，防止坍塌，该钢管支撑8沿着通道长度方向均匀间隔设置，钢管支撑8架设完成后，继续开挖至基坑底部，作为优选的，此步骤中架设的型钢围檩7为双拼结构；

h、接下来从外围道路段已开挖完成基坑位置沿水平方向分层、分段形式从上往下沿着厚钢筋砼盖板4下方开挖，与步骤g一样，开挖至预设位置后，同样在两侧面的围护桩1上施做型钢围檩7，然后在两侧型钢围檩7之间架设钢管支撑8，并根据实际的施工地基软硬情况给钢管支撑8施加预应力，该钢管支撑8沿着通道长度方向均匀间隔设置，然后继续开挖至基坑底，同样作为优选的，此步骤中架设的型钢围檩7为双拼结构；

i、待主干道路部分、外围道路部分都开挖至基坑底后，在基坑底浇筑素砼垫层9，本发明实施例中，由于基坑底部土质疏松或者比较软，所以在基坑底部两侧靠近围护桩1的地方施做支撑柱10，然后在两侧的支撑柱10上施做钢筋混凝土主体11，最后在该主体结构11上方浇筑素砼垫层9；

j、待主干道路、外围道路部分基坑底部的素砼垫层9都施工完毕后，施工地下通道10的底板101；

k、待底板101达到设计强度后，沿着通道长度方向分段式拆除侧壁上的型钢围檩7和钢管支撑8，然后浇筑地下通道100的侧壁102和顶板103，每拆除一端型钢围檩7和钢管支撑8，马上浇筑地下通道100相对应的侧壁102和顶板103，如此重复拆除，施工，直至整个地下通道100的所有侧壁102、顶板103浇筑完成；

l、待上述步骤完成后，在主干道路部分进行厚钢筋砼盖板4与顶板103之间的回填，此处需要注浆填充密实，使得厚钢筋砼盖板4与顶板103结实的浇筑在一起，提高整体结构强度；

m、主干道路部分完成后，进行外围道路部分土方回填，待土方回填至钢筋砼支撑6和第二冠梁5位置后，拆除钢筋砼支撑6和第二冠梁5；

o、最后施做外围道路部分路面，完成后，恢复所有外围道路交通。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。