專(zhuān)利名稱(chēng)：軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下工程施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法。
背景技術(shù)：
將大面積城市景觀綠化與其下方的地下空間共同規(guī)劃、綜合開(kāi)發(fā)是合理利用城市地下空間資源、適應(yīng)城市現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的重要體現(xiàn)。但由于缺乏科學(xué)規(guī)劃與統(tǒng)籌安排等原因造成了我國(guó)各大城市已建城市大型綠地的地下空間資源不能物盡其用。非開(kāi)挖技術(shù)是已有大型綠化下實(shí)現(xiàn)地下空間開(kāi)發(fā)的一種重要思路。軟土地區(qū)典型的非開(kāi)挖技術(shù)，如頂管、盾構(gòu)等由于斷面尺寸限制，多用于地下通道或越江隧道等工程，不能滿足城市地下空間大斷面開(kāi)挖的要求，而礦山法等暗挖工法又受工程、水文地質(zhì)等條件
的約束無(wú)法在軟土地區(qū)推廣。管幕法作為一種開(kāi)挖斷面大、控制變形好、適用范圍廣的施工方法越來(lái)越多地被運(yùn)用到國(guó)內(nèi)外非開(kāi)挖地下工程的建設(shè)中，傳統(tǒng)的管幕法施工方法主要有(1)管幕結(jié)合箱涵頂進(jìn)法，即在封閉管幕的保護(hù)下將預(yù)制箱涵結(jié)構(gòu)通過(guò)特殊設(shè)備向前頂進(jìn)貫通后形成地下結(jié)構(gòu)。該方法要求管幕完全封閉，同時(shí)需設(shè)置大型工作井滿足箱涵預(yù)制和推進(jìn)的需要，因此使用受到很大限制；(2)管幕結(jié)合內(nèi)支撐的暗挖順筑法，即在頂面及兩側(cè)的管幕保護(hù)下由上至下、隨挖隨撐施工至坑底、最后順筑完成地下結(jié)構(gòu)的回筑。該方法由于豎向不另設(shè)支承，主要應(yīng)用于山嶺等地質(zhì)條件好、地下水位深的地區(qū)。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，來(lái)克服以上不足。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明是提出一種地面變形小，管幕不需完全封閉，不需設(shè)置大型工作井的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，包括以下步驟步驟一、水平靜壓鋼管形成門(mén)型管幕；步驟二、在所述管幕內(nèi)分層分段地進(jìn)行土方開(kāi)挖及頂板結(jié)構(gòu)澆筑，所述管幕內(nèi)地下一層結(jié)構(gòu)施工具體如下2. I、在所述管幕內(nèi)側(cè)角部沿管幕鋼管縱向向前完成第一施工段的土方開(kāi)挖；2. 2、在所述第一施工段平臺(tái)處?kù)o壓鋼管樁作為第一立柱樁；2. 3、以所述第一立柱樁為支承，在已開(kāi)挖露出的上方管幕內(nèi)側(cè)噴射混凝土形成頂板結(jié)構(gòu)，所述第一立柱樁和所述頂板結(jié)構(gòu)連接共同作為上方管幕的豎向支承；2. 4、待頂板結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，完成第二施工段的土方開(kāi)挖，所述第二施工段與所述第一施工段并排相通；
2. 5、在所述第二施工段平臺(tái)處?kù)o壓鋼管樁作為第二立柱樁；2. 6、以所述第二立柱樁為支承，繼續(xù)完成步驟2. 3所述頂板結(jié)構(gòu)向第二施工段已開(kāi)挖露出的上方管幕內(nèi)側(cè)延伸澆筑；2. 7、依次循環(huán)進(jìn)行步驟2. 4—2. 6，實(shí)施下一施工段的土方開(kāi)挖和頂板結(jié)構(gòu)澆筑，直至完成所述管幕內(nèi)的全部頂板結(jié)構(gòu)和地下一層結(jié)構(gòu)土方的開(kāi)挖；2. 8、對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁及地下一層結(jié)構(gòu)的底板進(jìn)行混凝土層澆筑，形成頂面、側(cè)面和底面封閉的地下一層鋼筋砼結(jié)構(gòu)；步驟三、待所述地下一層結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，繼續(xù)向下開(kāi)挖施工，完成下一層結(jié)構(gòu)的土方開(kāi)挖，對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁及地下二層結(jié)構(gòu)的底板進(jìn)行混凝土層澆筑，完成地下二層結(jié)構(gòu)的施工。
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較佳的，還包括步驟四循環(huán)進(jìn)行步驟三，完成多層地下空間結(jié)構(gòu)的施工。較佳的，所述管幕的鋼管之間為鎖口連接，在所述鎖口內(nèi)注入止水漿液。較佳的，所述步驟二在進(jìn)行頂板結(jié)構(gòu)混凝土噴射前在開(kāi)挖露出的管幕內(nèi)側(cè)頂部頂面采用混凝土噴射填充鋼管之間的凹槽，然后找平，懸掛澆筑一層用作所述頂板結(jié)構(gòu)基面的防水卷材。較佳的，所述第一立柱樁或第二立柱樁為多排縱向布置的鋼管立柱樁。較佳的，所述步驟2. 4的第二施工段的土方開(kāi)挖為由所述第一施工段的橫向延伸開(kāi)挖土方。較佳的，所述第一施工段的土方開(kāi)挖為縱向土方開(kāi)挖，所述第二施工段由所述第一施工段繼續(xù)沿橫向向前放坡開(kāi)挖。本發(fā)明的有益效果如下I)本發(fā)明采用在地下一層結(jié)構(gòu)中采用分層分段開(kāi)挖、構(gòu)筑結(jié)構(gòu)頂板，同時(shí)利用靜壓鋼管立柱樁的施工工藝，創(chuàng)造性的使得相應(yīng)立柱樁與頂板結(jié)構(gòu)形成巧妙配合，作為管幕的豎向支承，極大地降低了地面的變形量，具有施工過(guò)程地面變形小、不沉降、不影響地面綠化，對(duì)城市綠地零破壞的特點(diǎn)；本發(fā)明采用非封閉式的門(mén)型管幕，開(kāi)挖斷面及縱向長(zhǎng)度均不受限制，適應(yīng)范圍廣，可根據(jù)功能要求完成層數(shù)不限、任意面積的地下空間開(kāi)發(fā)；2)本發(fā)明的地下空間施工方法為現(xiàn)挖現(xiàn)澆工藝，適用于構(gòu)筑各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的地下空間；3)除構(gòu)筑管幕時(shí)所需的小型工作井外不占用任何地面施工場(chǎng)地，更無(wú)需設(shè)置其他大型工作井。綜上所述，本施工方法尤其適合在已建城市大面積綠化的下方實(shí)施地下空間時(shí)使用，在實(shí)現(xiàn)既有大面積綠地的保護(hù)下完成城市地下空間資源的合理利用，以滿足城市現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的要求。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖I為實(shí)施例一軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法流程圖。圖2為圖I中的步驟S2的具體施工步驟流程圖。
圖3為完成施工步驟SI時(shí)所構(gòu)筑的丨]型管眷不意圖。圖4為完成施工步驟S2. 2時(shí)的地下空間示意圖。圖5為完成施工步驟S2. 3時(shí)的地下空間示意圖。圖6為完成施工步驟S2. 7時(shí)的地下空間示意圖。圖7為完成施工步驟S2. 8時(shí)的地下空間示意圖。圖8為完成施工步驟S3時(shí)的地下空間示意圖。圖9為本實(shí)施例門(mén)型管幕的鋼管鎖口連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實(shí)施例門(mén)型管幕頂面局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。·
具體實(shí)施例方式如圖I和圖2所示，本實(shí)施例的一種軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，應(yīng)用在構(gòu)筑一處如圖8所示的兩層結(jié)構(gòu)的地下空間，包括以下步驟步驟SI、采用水平靜壓鋼管構(gòu)筑如圖3所示的門(mén)型管幕I。補(bǔ)充說(shuō)明，水平靜壓鋼管構(gòu)筑門(mén)型管幕的工法已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所熟知，如修建始發(fā)井和接收井，按照其結(jié)構(gòu)造型，采用頂管法、鉆孔法等方式推進(jìn)鋼管并利用鋼管間鎖口進(jìn)行搭接，形成帷幕，最后形成門(mén)型管幕，故本實(shí)施例對(duì)構(gòu)筑門(mén)型管幕具體構(gòu)筑不再進(jìn)一步贅述。步驟S2、再結(jié)合附圖4-附圖7所示，在管幕I內(nèi)分層分段地進(jìn)行土方開(kāi)挖及頂板結(jié)構(gòu)澆筑，管幕I內(nèi)地下一層結(jié)構(gòu)6施工如圖2所示，具體如下S2. I、在管幕I內(nèi)側(cè)角部，如圖4所示管幕內(nèi)側(cè)的左上角的頂部頂面和側(cè)壁的連接處，沿所述角部的管幕鋼管縱向向前完成第一施工段2的土方開(kāi)挖；當(dāng)然了，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中也可以從右上角處或選擇其他位置開(kāi)挖；S2. 2、在第一施工段2的平臺(tái)處向下靜壓鋼管樁作為第一立柱樁3 ；S2. 3、以第一立柱樁3為支撐，在已開(kāi)挖露出的上方管幕內(nèi)側(cè)噴射混凝土形成頂板結(jié)構(gòu)4 ;如圖5所示，第一立柱樁3和頂板結(jié)構(gòu)4連接共同作為上方管幕的豎向支承，第一立柱樁3和頂板結(jié)構(gòu)4用作管幕的豎向支撐，有效防止了開(kāi)挖出的第一施工段處頂部結(jié)構(gòu)的變形，從而保證了管幕不變形，最終實(shí)現(xiàn)地面變形小甚至無(wú)變形的目的；S2. 4、待頂板結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，完成第二施工段(圖中未標(biāo)出)的土方開(kāi)挖，所述第二施工段與第一施工段2并排相通；S2. 5、在所述第二施工段平臺(tái)處?kù)o壓鋼管樁作為第二立柱樁5 ；S2. 6、以第二立柱樁5為支撐，施工完成步驟S2. 3頂板結(jié)構(gòu)4向第二施工段已開(kāi)挖露出的上方管幕內(nèi)側(cè)延伸澆筑；S2. 7、依次循環(huán)進(jìn)行步驟S2. 4—S2. 6，實(shí)施下一施工段的土方開(kāi)挖和頂板結(jié)構(gòu)的澆筑，直至地下一層結(jié)構(gòu)的土方全部開(kāi)挖完畢、頂板結(jié)構(gòu)澆筑完成；示例性的，本實(shí)施例中為兩段施工一第一施工段和第二施工段，故在完成步驟S2. 6后，即實(shí)現(xiàn)了地下一層土方開(kāi)挖完畢、頂板結(jié)構(gòu)澆筑完成，直接進(jìn)入步驟S2. 8 ;當(dāng)然了，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中在地下一層結(jié)構(gòu)中可以根據(jù)施工需要設(shè)置多個(gè)施工段，如在斷面較寬或其他需要分成更多施工段的地下一層結(jié)構(gòu)中，可根據(jù)上述內(nèi)容依次循環(huán)進(jìn)行步驟S2. 4-S2. 6，直至所述管幕內(nèi)側(cè)頂部的頂面全部被頂板結(jié)構(gòu)覆蓋和地下一層結(jié)構(gòu)中的土工完全開(kāi)挖完畢即可；S2. 8、對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁7及地下一層結(jié)構(gòu)的底板8進(jìn)行混凝土澆筑(如圖6所示為澆筑前的地下一層結(jié)構(gòu)6)，形成頂面、側(cè)面和底面封閉的地下一層鋼筋砼結(jié)構(gòu)6(如圖7所示澆筑后的地下一層結(jié)構(gòu)6)；步驟S3、待地下一層結(jié)構(gòu)6達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，繼續(xù)向下開(kāi)挖施工(如圖7所示)，完成下一層的土方開(kāi)挖，對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁及地下二層結(jié)構(gòu)9的底板10進(jìn)行混凝土澆筑，完成地下二層結(jié)構(gòu)9的施工(如圖8所示)。示例性的，如圖7所示，由于該層的開(kāi)挖已基本不會(huì)影響地面變形，除地下一層結(jié)構(gòu)外，其他層結(jié)構(gòu)可以采用包括地下一層結(jié)構(gòu)開(kāi)挖方式等多種方式進(jìn)行開(kāi)挖。本實(shí)施例從提高開(kāi)挖效率的角度出發(fā)，采用全斷面同時(shí)向下開(kāi)挖的方式進(jìn)行施工。至此，完成如圖8所示的兩層結(jié)構(gòu)的地下空間的施工。作為本實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施方式，如圖9所示，管幕I的鋼管之間為鎖口連接，在鎖口 11內(nèi)注入止水漿液(圖中未示出)，示例性的，在始發(fā)井內(nèi)通過(guò)小口徑頂管機(jī)分節(jié)頂進(jìn)鋼管，各單管間依靠鋼管側(cè)面鎖口相連并形成一體的管排，在鎖口相接處預(yù)先涂布潤(rùn)滑止水漿液，此漿液最初可起到減小單管頂進(jìn)摩擦阻力的作用，在頂進(jìn)結(jié)束后會(huì)遇水固結(jié)封閉 單管之間的滲水路徑。如圖10所示，所述步驟S2在構(gòu)筑頂板結(jié)構(gòu)前，先在開(kāi)挖露出的管幕內(nèi)側(cè)頂部頂面采用混凝土噴射填充鋼管之間的凹槽，然后找平，懸掛澆筑上一層用作頂板結(jié)構(gòu)4基面的防水卷材12。如附圖4-8所示，第一立柱樁3或第二立柱樁5分別為多排縱向布置的鋼管立柱樁(包括單排設(shè)置)，示例性的，本實(shí)施例中，第一立柱樁3為兩排縱向布置的鋼管立柱樁，第二立柱樁5為三排縱向布置的鋼管立柱樁，當(dāng)然了，在其他實(shí)施例中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整設(shè)置(包括單排設(shè)置)。作為本實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施方式，如圖4和圖5所示，所述步驟S2. 4的第二施工段的土方開(kāi)挖方式為由第一施工段2橫向延伸開(kāi)挖土方。具體的，第一施工段2的土方開(kāi)挖為縱向土方開(kāi)挖，所述第二施工段由第一施工段2繼續(xù)沿橫向向前放坡開(kāi)挖。示例性的，第一施工段2與管幕側(cè)壁對(duì)立的一側(cè)面設(shè)置為斜坡面13，所述第二施工段由第一施工段2的斜坡面13橫向向前放坡開(kāi)挖施工，進(jìn)一步提高的施工效率，減低了開(kāi)挖難度。本實(shí)施例在步驟SI的施工過(guò)程中不使用工程泥漿，對(duì)綠化的生長(zhǎng)環(huán)境零影響，除管幕工作井外不占用地面施工場(chǎng)地，對(duì)城市綠地零破壞，尤其適合應(yīng)用在軟土地區(qū)大面積綠化下的各種地下空間的構(gòu)筑。在本發(fā)明的其他具體實(shí)施例中，在步驟S3后還可以包括步驟四循環(huán)進(jìn)行步驟S3，根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成地下多層結(jié)構(gòu)的施工。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、水平靜壓鋼管形成門(mén)型管幕； 步驟二、在所述管幕內(nèi)分層分段地進(jìn)行土方開(kāi)挖及頂板結(jié)構(gòu)澆筑，所述管幕內(nèi)地下一層結(jié)構(gòu)施工具體如下 2.I、在所述管幕內(nèi)側(cè)角部沿管幕鋼管縱向向前完成第一施工段的土方開(kāi)挖； 2. 2、在所述第一施工段平臺(tái)處?kù)o壓鋼管樁作為第一立柱樁； 2. 3、以所述第一立柱樁為支承，在已開(kāi)挖露出的上方管幕內(nèi)側(cè)噴射混凝土形成頂板結(jié)構(gòu)，所述第一立柱樁和所述頂板結(jié)構(gòu)連接共同作為上方管幕的豎向支承； 2. 4、待頂板結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，完成第二施工段的土方開(kāi)挖，所述第二施工段與所述第一施工段并排相通； 2. 5、在所述第二施工段平臺(tái)處?kù)o壓鋼管樁作為第二立柱樁； 2. 6、以所述第二立柱樁為支承，繼續(xù)完成步驟2. 3所述頂板結(jié)構(gòu)向第二施工段已開(kāi)挖露出的上方管幕內(nèi)側(cè)延伸澆筑； 2. 7、依次循環(huán)進(jìn)行步驟2. 4-2. 6，實(shí)施下一施工段的土方開(kāi)挖和頂板結(jié)構(gòu)澆筑，直至完成所述管幕內(nèi)的全部頂板結(jié)構(gòu)和地下一層結(jié)構(gòu)土方的開(kāi)挖； 2.8、對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁及地下一層結(jié)構(gòu)的底板進(jìn)行混凝土層澆筑，形成頂面、側(cè)面和底面封閉的地下一層鋼筋砼結(jié)構(gòu)； 步驟三、待所述地下一層結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，繼續(xù)向下開(kāi)挖施工，完成下一層的土方開(kāi)挖，對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁及地下二層結(jié)構(gòu)的底板進(jìn)行混凝土層澆筑，完成地下二層結(jié)構(gòu)的施工。
2.如權(quán)利要求I所述的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，還包括步驟四循環(huán)進(jìn)行步驟三，完成多層地下空間結(jié)構(gòu)的施工。
3.如權(quán)利要求I所述的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，所述管幕的鋼管之間為鎖口連接，在所述鎖口內(nèi)注入止水漿液。
4.如權(quán)利要求I所述的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，所述步驟二在進(jìn)行頂板結(jié)構(gòu)混凝土噴射前在開(kāi)挖露出的管幕內(nèi)側(cè)頂部頂面采用混凝土噴射填充鋼管之間的凹槽，然后找平，懸掛澆筑一層用作所述頂板結(jié)構(gòu)基面的防水卷材。
5.如權(quán)利要求I所述的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，所述第一立柱樁或第二立柱樁為多排縱向布置的鋼管立柱樁。
6.如權(quán)利要求I所述的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，所述步驟2. 4的第二施工段的土方開(kāi)挖為由所述第一施工段的橫向延伸開(kāi)挖土方。
7.如權(quán)利要求6所述的軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，其特征在于，所述第一施工段的土方開(kāi)挖為縱向土方開(kāi)挖，所述第二施工段由所述第一施工段繼續(xù)沿橫向向前放坡開(kāi)挖。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軟土地區(qū)大面積綠化下非開(kāi)挖實(shí)施地下空間的施工方法，包括以下步驟步驟一、構(gòu)筑門(mén)型管幕；步驟二、在所述管幕內(nèi)分層分段地進(jìn)行土方開(kāi)挖及頂板結(jié)構(gòu)的澆筑，形成頂面、側(cè)面和底面封閉的地下一層鋼筋砼結(jié)構(gòu)；步驟三、待所述地下一層結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，完成下一層的土方開(kāi)挖，對(duì)開(kāi)挖露出的管幕兩側(cè)壁及地下二層結(jié)構(gòu)的底板進(jìn)行混凝土層澆筑，完成地下二層結(jié)構(gòu)的施工；此外還可以包括步驟四、循環(huán)進(jìn)行步驟三，完成多層地下空間結(jié)構(gòu)的施工。本發(fā)明極大地減小了地面變形量，具有施工過(guò)程地面控制好、對(duì)城市綠地零破壞、對(duì)綠化生長(zhǎng)環(huán)境零影響的特點(diǎn)，尤其適合在已建城市大面積綠化的下方實(shí)施地下空間時(shí)使用。
文檔編號(hào)E02D29/045GK102943488SQ20121049627
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者張中杰, 陳加核, 徐正良, 鄭雅莉 申請(qǐng)人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院