本發(fā)明涉及一種地下工程施工方法，具體地說是一種地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法及應(yīng)用，特別是涉及一種施工簡(jiǎn)單、周期短且成本低的地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和受城市建設(shè)用地的限制，城市地下空間的開發(fā)與利用是解決大中城市交通擁堵、提高土地資源利用率和確保地面綠化面積的一種重要途徑。城市地下空間的開發(fā)與利用既要確保施工安全，又要盡可能降低施工對(duì)地面交通和周邊建筑的影響，這就對(duì)地下工程施工技術(shù)提出了更高的要求。同時(shí)受工程地質(zhì)條件限制、地下空間或山嶺隧洞開挖跨度較大，以往明挖的施工方法對(duì)周圍土體擾動(dòng)大，影響范圍廣，施工安全難以保證而逐漸被人摒棄，一些暗挖方法日益受人推崇，盡可能地減少或避免施工對(duì)周邊環(huán)境的影響和提高施工安全性已經(jīng)成為地下空間結(jié)構(gòu)和隧洞施工專業(yè)人士的共識(shí)。

如美國專利說明書us4365913中公開了一種用于修筑從一個(gè)地下通道開始的地下垂直墻結(jié)構(gòu)的方法和裝置，該方法是與欲建筑的地下通道橫斷面寬度相等地開挖兩條入口豎井，從豎井底部用大功率液壓推進(jìn)器將預(yù)制管推入地層中，預(yù)制管的直徑可達(dá)2米，其下部設(shè)有足以供后續(xù)工序操作使用的開口，然后沿所述開口向下開挖建筑垂直墻的縱溝，并在縱溝內(nèi)設(shè)置鋼支撐件，最后向縱溝及預(yù)制管內(nèi)灌注混凝土，至此完成垂直墻。再用同樣的方法在已完成的垂直墻的上部呈拱形地推入其他預(yù)制管，并將其相互連通并注入混凝土，即形成地下通道的斷面，在其支護(hù)下開挖其中的土層即可。該方法在向下開挖建筑垂直墻縱溝的過程中需要設(shè)置大量的鋼支撐、鋼支撐件；預(yù)制管下部設(shè)的開口打開至第一道支撐架設(shè)完畢期間鋼管受力轉(zhuǎn)換存在沉降隱患；其預(yù)制管從豎井底部推入，豎井底部平行于地下通道橫斷面頂部，不利于垂直墻及地下通道內(nèi)部的土方運(yùn)出。

又如中國專利說明書cn201210090103.2中公開了一種26m大跨度空間一次成型建造工法，該方法是將上圍合部分的鋼管沿?cái)M開挖地下空間上輪廓線跳格頂入延伸方向的土體，同時(shí)進(jìn)行管間注漿，并挖除管內(nèi)的土體；依次從上向下沿?cái)M開挖地下空間外輪廓將下圍合部分的鋼管跳格頂入延伸方向的土體，同時(shí)進(jìn)行管間注漿，并挖除管內(nèi)的土體；然后將鋼管兩兩相鄰部分進(jìn)行切割，并連接切口支護(hù)，形成相互連通的管排夾壁空腔，然后進(jìn)行管排填充結(jié)構(gòu)的施工，形成圍護(hù)結(jié)構(gòu)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成后，按照從上向下的順序進(jìn)行擬開挖地下空間土方開挖，并施做內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該施工方法所頂鋼管間距過密，頂管數(shù)量多，增加了作業(yè)時(shí)間，同時(shí)，在鋼管兩兩相鄰部分進(jìn)行切割后，需要進(jìn)行的切口支護(hù)所需固定鋼板、防水鋼板和管間支護(hù)用量多，不能回收，管間支護(hù)存在失穩(wěn)隱患，該工法工序眾多，施工周期長(zhǎng)，成本高，很難推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種施工簡(jiǎn)單、周期短且成本低的地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法及應(yīng)用。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法，它包括以下步驟：

⑴于擬建的地下空間結(jié)構(gòu)洞口位置，在地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀范圍內(nèi)，開挖2～10個(gè)導(dǎo)洞，導(dǎo)洞之間間隔3～8米；

本發(fā)明在步驟⑴中，所述導(dǎo)洞采用頂管法或礦山法或新奧法開挖。

本發(fā)明在步驟⑴中，導(dǎo)洞的長(zhǎng)度為地下空間結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，導(dǎo)洞的寬度為1.0～3.0米，導(dǎo)洞的高度為1.0～3.0米。

⑵以導(dǎo)洞作為施工通道，沿導(dǎo)洞的軸向，每間隔2～8米，在導(dǎo)洞的徑向方向沿地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀開挖與相鄰導(dǎo)洞連通的連接洞，使導(dǎo)洞的徑向與連接洞的軸向剖面形狀與地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀重合；

本發(fā)明在步驟⑵中，所述連接洞采用礦山法或新奧法開挖；連接洞的寬度為0.8～2.0米，連接洞的高度為0.3～2.0米。

⑶在導(dǎo)洞內(nèi)安裝模板，連接洞內(nèi)綁扎鋼筋，往連接洞內(nèi)注滿自密實(shí)混凝土；

⑷在導(dǎo)洞內(nèi)分段綁扎鋼筋、澆筑混凝土，與連接洞內(nèi)的混凝土形成地下空間結(jié)構(gòu)的上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)；

本發(fā)明在步驟⑷中，先重復(fù)步驟⑵、步驟⑶，開挖相鄰連接洞之間的土方并注滿自密實(shí)混凝土。

⑸在上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)支護(hù)下，自洞口往里分段對(duì)上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的土方進(jìn)行開挖，并分段綁扎鋼筋和澆筑混凝土形成仰拱，直至完成整個(gè)地下空間結(jié)構(gòu)的施工。

本發(fā)明所述導(dǎo)洞包括頂層導(dǎo)洞、中層導(dǎo)洞和底層導(dǎo)洞，所述頂層導(dǎo)洞、中層導(dǎo)洞和底層導(dǎo)洞的徑向剖面位于地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀內(nèi)；所述連接洞包括斜洞和豎洞，斜洞分別與相鄰的頂層導(dǎo)洞、中層導(dǎo)洞連通，豎洞分別與相鄰的中層導(dǎo)洞、底層導(dǎo)洞連通；所述頂層導(dǎo)洞、中層導(dǎo)洞、底層導(dǎo)洞的徑向與斜洞、豎洞的軸向剖面形狀與地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀重合。

一種如上所述的地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法在地下工程施工領(lǐng)域應(yīng)用，即應(yīng)用于大跨度的隧洞或地下廠房或地鐵車站或地下通道或人防工程的施工。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，具有作業(yè)面多，工序相互影響小，施工安全，后期可進(jìn)行大規(guī)模土方開挖，施工進(jìn)度快，不需中斷地面交通，地面沉降小，對(duì)周圍環(huán)境的影響小等特點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑴的立面示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑴的平面示意圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑵的立面示意圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑵的平面示意圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑶的立面示意圖；

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑶的平面示意圖；

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑷的立面示意圖；

圖8是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑷的平面示意圖；

圖9是本發(fā)明的實(shí)施例1步驟⑸的立面示意圖；

圖10是本發(fā)明的實(shí)施例2步驟⑷的平面示意圖；

圖11是本發(fā)明的實(shí)施例3步驟⑴的平面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

一種地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法，它包括以下步驟：

⑴于擬建的地下空間結(jié)構(gòu)洞口位置，在地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀范圍內(nèi)，開挖2～10個(gè)導(dǎo)洞，導(dǎo)洞之間間隔3～8米；

本發(fā)明在步驟⑴中，所述導(dǎo)洞采用頂管法或礦山法或新奧法開挖。

本發(fā)明在步驟⑴中，導(dǎo)洞的長(zhǎng)度為地下空間結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，導(dǎo)洞的寬度為1.0～3.0米，導(dǎo)洞的高度為1.0～3.0米。

⑵以導(dǎo)洞作為施工通道，沿導(dǎo)洞的軸向，每間隔2～8米，在導(dǎo)洞的徑向方向沿地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀開挖與相鄰導(dǎo)洞連通的連接洞，使導(dǎo)洞的徑向與連接洞的軸向剖面形狀與地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀重合；

本發(fā)明在步驟⑵中，所述連接洞采用礦山法或新奧法開挖；連接洞的寬度為0.8～2.0米，連接洞的高度為0.3～2.0米。

⑶在導(dǎo)洞內(nèi)安裝模板，連接洞內(nèi)綁扎鋼筋，往連接洞內(nèi)注滿自密實(shí)混凝土；

⑷在導(dǎo)洞內(nèi)分段綁扎鋼筋、澆筑混凝土，與連接洞內(nèi)的混凝土形成地下空間結(jié)構(gòu)的上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)；

⑸在上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)支護(hù)下，自洞口往里分段對(duì)上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的土方進(jìn)行開挖，并分段綁扎鋼筋和澆筑混凝土形成仰拱，直至完成整個(gè)地下空間結(jié)構(gòu)的施工。

本發(fā)明所述導(dǎo)洞包括頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2和底層導(dǎo)洞3，所述頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2和底層導(dǎo)洞3的徑向剖面位于地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀內(nèi)；所述連接洞包括斜洞4和豎洞5，斜洞4分別與相鄰的頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2連通，豎洞5分別與相鄰的中層導(dǎo)洞2、底層導(dǎo)洞3連通；所述頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2、底層導(dǎo)洞3的徑向與斜洞4、豎洞5的軸向剖面形狀與地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀重合。

一種如上所述的地下空間結(jié)構(gòu)建造施工方法在地下工程施工領(lǐng)域應(yīng)用，即應(yīng)用于大跨度的隧洞或地下廠房或地鐵車站或地下通道或人防工程的施工。

本實(shí)施例以地下通道的施工為例，施工時(shí)不采取明挖施工方法，不中斷、不影響地面交通，不改造地下管線和路面。

本實(shí)施例施工時(shí)，步驟⑴：首先在地下通道兩端，開挖豎井，然后在豎井內(nèi)，于擬建的地下通道的洞口位置，在地下通道橫向剖面的輪廓形狀范圍內(nèi)，采用頂管法開挖5個(gè)導(dǎo)洞，包括1個(gè)頂層導(dǎo)洞1、2個(gè)中層導(dǎo)洞2和2個(gè)底層導(dǎo)洞3，如圖1、圖2所示；相鄰導(dǎo)洞軸線之間的水平或豎向間隔為3米，即頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2軸線之間的水平間隔為3米，中層導(dǎo)洞2、底層導(dǎo)洞3軸線之間的豎向間隔為3米；導(dǎo)洞的長(zhǎng)度為地下通道的長(zhǎng)度，導(dǎo)洞的直徑為1.8米。

步驟⑵：分別以頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2和底層導(dǎo)洞3作為施工通道，沿各導(dǎo)洞的軸向，每間隔2米，在導(dǎo)洞的徑向方向沿地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀采用新奧法開挖與相鄰導(dǎo)洞連通的連接洞，連接洞的寬度為1米，連接洞的高度為0.3～1.6米。包括2個(gè)連通頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2的斜洞4，2個(gè)連通中層導(dǎo)洞2、底層導(dǎo)洞3的豎洞5，所述頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2、底層導(dǎo)洞3的徑向與斜洞4、豎洞5的軸向剖面形狀與地下空間結(jié)構(gòu)橫向剖面的輪廓形狀重合，如圖3、圖4所示。

步驟⑶：分別在頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2和底層導(dǎo)洞3內(nèi)安裝模板，在斜洞4、豎洞5內(nèi)綁扎鋼筋，往斜洞4、豎洞5內(nèi)注滿自密實(shí)混凝土；如圖5、圖6所示。

步驟⑷：分別在頂層導(dǎo)洞1、中層導(dǎo)洞2和底層導(dǎo)洞3內(nèi)分段綁扎鋼筋、澆筑混凝土，與斜洞4、豎洞5內(nèi)的混凝土形成地下通道的上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)；如圖7、圖8所示。

步驟⑸：在上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)支護(hù)下，自洞口往里分段對(duì)上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的土方進(jìn)行開挖，并分段綁扎鋼筋和澆筑混凝土形成仰拱6，如圖9所示，直至完成整個(gè)地下空間結(jié)構(gòu)的施工。

本發(fā)明具有作業(yè)面多，工序相互影響小，施工安全，后期易進(jìn)行大范圍土方開挖，施工進(jìn)度快，不需中斷地面交通，地面沉降小，對(duì)周圍環(huán)境的影響小等特點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

實(shí)施例2：

本發(fā)明在步驟⑷中，先重復(fù)步驟⑵、步驟⑶，開挖相鄰連接洞之間的土方并注滿自密實(shí)混凝土。

為增加地下空間結(jié)構(gòu)上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)的剛度和提高防滲能力，本實(shí)施例重復(fù)采用步驟⑵、步驟⑶所述方法，將相鄰連接洞之間的土方開挖，并綁扎鋼筋和注滿自密實(shí)混凝土，將地下空間結(jié)構(gòu)上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)連成整體，如圖10所示。

余同實(shí)施例1。

實(shí)施例3：

由圖11可知，本實(shí)施例在開挖導(dǎo)洞時(shí)，可同時(shí)開挖導(dǎo)洞與連接洞。即在導(dǎo)洞開挖一定長(zhǎng)度后，就開始施工步驟⑵、施工步驟⑶，并重復(fù)施工步驟⑵、施工步驟⑶，將地下空間結(jié)構(gòu)上部混凝土支撐結(jié)構(gòu)分段形成整體，這樣能夠盡快增加施工工作面，減少窩工現(xiàn)象，加快施工進(jìn)度，縮短施工周期，節(jié)省施工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

余同實(shí)施例1。