[发明专利]海岸及人工岛地下结构建造方法

说明书

技术领域

本发明涉及港口工程、建筑工程、公路工程、地下工程等技术领域，具体涉及海岸围海造陆区码头地下结构、人工岛地下结构及桥隧转换结构的建造技术。

背景技术

随着我国经济的快速发展，近年来水运、公路等交通基础设施建设规模空前，包括港口码头、人工岛机场、跨海(江)隧道等基础设施工程。

货运(集装箱、散货等)码头一般建于围海形成的陆域上，围海造陆面积应根据新建码头设计规模确定，而随着经济发展，码头堆场面积严重制约了码头的货运吞吐能力提升，为此，需对码头进行改造扩建提高货运吞吐能力。因海洋季风气候(特别是台风)影响，码头后方货物堆载不宜过高，导致堆场占用面积大，大面积围海造陆使工程造价高，工期长。为扩大货运码头规模，提升吞吐量，货物堆场面积需相应增加，占用更多的围海造陆面积，以致出现回填料需求量大与沿海地区回填料资源紧缺的矛盾，同时沿海岸线不断围海造陆对海洋环境亦造成不利影响。客运码头建设的调度室、乘客等候室、仓库、车库等配套设施，受海洋风影响，码头设施通常设计低层建筑，占地面积大，如天津、温州、连云港、厦门、广州南沙、深圳蛇口等港口。码头建设初期就地下空间开发利用规划，则后期改造或建设将节省工程造价。

城市是现代文明和社会进步的标志，是经济和社会发展的主要载体。伴随着我国城市的加快，城市建设快速发展，城市规模不断扩大，城市人口急剧膨胀，许多城市不同程度地出现了建筑用地紧张，生存空间拥挤，交通堵塞，基础设施落后，生态失衡，环境恶化等问题，被称之为“城市病”，给人类居住条件带来很大影响，也制约了经济和社会的进一步发展，成为现代城市可持续发展的障碍。交通拥塞、行车速度缓慢已成为我国许多城市普遍的非常突出的问题，地下交通(地下空间)和高架桥(上部空间)的发展一定程度上使问题得到缓解，但高架桥交通的规划难度大、噪音扰民、立交桥限制等制约了高架桥的发展；随着技术发展，在已有建筑物下部亦能进行地下空间的开发建造，利于规划，且噪音对地面无影响，使隧道、地铁等地下交通优势明显。完善的基础设备是改善城市环境的必要条件。城市发展离不开供电、供水、通讯、供热、固体垃圾堆放等基础设施。当今发达国家的城市已把地下空间开发利用作为解决城市人口、环境、资源三大危机的重要设施和医治“城市综合症”、实施可持续发展的重要途径。随着沿海地区经济发展，今日的海滩和客运码头周边逐渐形成旅游和商业圈，成为明天的繁华都市，土地紧张、交通拥堵、重复建设同样成为其发展的障碍。

随着海上资源开发及跨海大桥建设，大量海上人工岛被建成，如桥隧转换人工岛，机场、深水港、石油平台、口岸人工岛，以及旅游开发的人工岛。随着日本青函隧道、英法海底隧道的建成，世界范围内引起一场海底及江底隧道热，我国也提出了琼州海峡海底隧道和跨渤海湾隧道的建设计划，超长海底隧道设置的通风口需建造在人工岛上；跨海大桥多采用桥梁与隧道结合形式，需建设海上人工岛以便海上桥梁与海底隧道衔接，人工岛上的桥隧转换采用隧道基坑开挖方式。

目前港口码头堆场及配套设施建设方案是先围海形成陆域，交付建设单位后再开发建设。按场地标高要求围海形成陆域，然后对场地进行规划建设，包括堆场、办公楼、候客室及相关配套设施，甚少对其地下空间开发利用。城市地下空间建造方法：采用明挖基坑建造地下结构的施工方式，或采用暗挖、盾构掘进、顶管等非明挖的施工方式。在码头或人工岛进行地下空间开发建设，传统建造方法之一是先围海形成陆域，再参照城市地下空间建造方法；其二是直接在水中沉放预制结构、埋设管线等，再进行周边回填。

对人工岛及海岸地下空间传统建造方法一：先在水域中填筑围堰，待围堰形成后吹填砂或淤泥等回填料造陆，后进行软基加固，在人工陆域(岛)上进行围护结构施工，相继进行地下基坑开挖，最终在开挖的基坑中进行地下结构施工。该建造方法填海回填量大，沿海资源紧缺(特别是砂、开山土石)导致建造工期长、工程造价高；采用了先回填再开挖的施工工序，施工步骤重复，导致工程量巨大、施工效率低。

若采用水中预制结构和埋设管线，可以省去基坑开挖和支护的工序，节省造价，但是施工质量和安全不易保证，其地下空间结构的防水和防腐蚀难以满足要求。

因此，提出一种施工效率高、工期短、造价低、缓解资源紧缺、易于保证施工安全和质量的海岸及人工岛地下空间建造技术显得十分必要。

发明内容

本发明旨在提供一种有效地缓解填海资源紧缺，提高施工效率，缩短工期，易保证施工安全及质量、降低工程造价，应用于海岸及人工岛地下空间结构快速建造的技术。