[发明专利]一种顶底共用地下结构及其分建施工方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道工程领域，具体涉及一种顶底共用地下结构及其分建施工方法。

背景技术

由于城市开发密度过大，可供利用的地下空间日趋狭窄，很多大城市内出现了多条交通隧道或地下结构在有限的空间内上跨、下穿、交错重叠的情况。现有技术中主要出现的结构形式有以下几种：

(1)双层隧道结构

该结构又分为两种类型：一种是国内常见的大直径盾构隧道，即单洞内设置上下两层行车道。实际施工时，采用盾构机一次性将隧道外壳结构按设计的管片拼装成型，然后在内部采用预制或后浇筑钢筋混凝土板的方式设置横隔板，即可形成上下双层结构。另一种是采用浅埋暗挖技术成型的高边墙型单洞双层结构。该结构采用的即是传统的先开挖整断面，然后再浇筑横隔板的方式修建。

(2)上下交叠(重叠)式隧道结构

该隧道结构是一座隧道上穿或下跨在另外一座隧道上，两座隧道结构相互独立，隧道与隧道之间还保留有一定厚度的岩体。这种结构一般表现为上下平行的重叠、上跨(下穿)两种方式。实际施工时，先修建一座隧道，再修建另一座隧道，修建时需要考虑两隧道彼此间的影响，故应在支护结构上进行加强，并在施工控制上进行细致的开挖与支护，同时做到两个确保：确保两隧道间的岩体(围岩)的稳定，不发生坍塌、掉落问题；确保相互影响的隧道结构的变形与附加应力保持在可控范围，从而实现在狭窄的空间内安全共存。

上述两种结构形式具有一定的局限性，虽然双层隧道结构的施工难度不大，但其对施工时间及顺序具有较严格的要求，不适用于后期加设、分建的地下结构；而交叠(重叠)式隧道结构虽然可实现分建施工，但其要求施工时具有较大的地下可用空间，同时，整体施工难度较大，周期较长，无法适用于部分空间狭小、需分建施工的地下结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可在有限的地下空间内修建不同线路交叉隧道的顶底共用地下结构及其分建施工方法，该方法可减小对环境的影响，同时降低工程造价。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种顶底共用地下结构，包括上层结构、下层结构及设置在上下层间供两层结构共用的隔板，所述上层结构与下层结构正交设置，所述上层结构为曲墙拱形结构，底部为平底式；所述下层结构为分离式双跨矩形框架结构，所述上层结构两侧边墙墙脚与隔板间对应设有暗梁，所述隔板与下层矩形框架结构间通过钢筋紧固。

进一步，所述上层结构与下层结构上对应设置有上层变形缝及下层变形缝。

本发明还提供一种顶底共用地下结构的分建施工方法，首先以双侧壁导坑法对上层结构进行开挖，上层结构分成左导坑、中导坑及右导坑，施工步骤为：

1)左导坑上台阶①开挖→左导坑上台阶初期支护Ⅰ→左导坑中台阶②开挖→左导坑中台阶初期支护Ⅱ→左导坑下台阶③开挖→左导坑下台阶初期支护Ⅲ；

2)右导坑上台阶④开挖→右导坑上台阶初期支护Ⅳ→右导坑中台阶⑤开挖→右导坑中台阶初期支护Ⅴ→右导坑下台阶⑥开挖→右导坑下台阶初期支护Ⅵ；

3)中导坑上台阶⑦开挖→中导坑上台阶初期支护Ⅶ→中导坑中台阶⑧开挖→中导坑下台阶⑨开挖；

4)在底部区域Ⅷ处依次铺设隔离层及垫层并压实；

5)在隔离层及垫层上方区域Ⅸ处进行隔板施工；

6)曲墙二次衬砌Ⅹ；

后期对下层结构进行施工，下层结构包括左线及右线，其中左线及右线均分为左导坑、中导坑及右导坑，施工步骤为：

7)左线先行开挖；

i)左导坑⑩开挖→左导坑临时钢架a、b支护→右导坑开挖→右导坑临时钢架c、d支护→结构侧墙Ⅺ及底板Ⅻ混凝土浇筑；

ii)中导坑开挖→结构底板ⅩⅢ混凝土浇筑闭合；

iii)拆除临时钢架a、b、c、d支护；

8)待左线结构完成并达到设计强度后再开挖右线，重复步骤i)、ii)与iii)。

进一步，所述步骤1)与2)中，左导坑下台阶初期支护Ⅲ及右导坑下台阶初期支护Ⅵ通过锁脚锚杆固定。

进一步，所述步骤5)中，在左导坑下台阶初期支护Ⅲ及右导坑下台阶初期支护Ⅵ与隔板间设置纵向暗梁。

进一步，所述步骤5)中隔板施工时，在左线及右线结构侧墙位置处预留钢筋及钢筋接驳器。

本发明的有益效果在于：

Ⅰ.本发明提出的地下结构为顶底共用结构，中间无岩体，节约了地下空间，特别适用于地下空间有限的区域；