[发明专利]一种土岩复合地层下卧既有隧道的地下空间开挖方法

说明书

本发明公开了一种土岩复合地层下卧既有隧道的地下空间开挖方法，它包括下列步骤：选择不干扰主路正常交通的地方施作围护结构；在主路施工区域施作预留柱头和顶板结构，并回填土体；在辅路施工区域运用挖掘机配合破碎锤开挖至土岩交界面处，并进行开挖块形区域的划分；利用连续采煤机进行强度较低的地层开挖，利用综合机械化掘进机进行强度较高的地层开挖；在每一区域岩层开挖一段距离后，及时施作底板结构和承重柱结构。本发明解决了土岩复合地层下卧既有隧道的地下空间施工过程中开挖速度慢、施工质量低的问题，并有效减小了对上方高层建筑和下方既有隧道的扰动影响，保证了施工安全性。

技术领域

本发明属于城市地下空间工程领域，具体涉及一种土岩复合地层下卧既有隧道的地下空间开挖方法。

背景技术

随着世界经济迅猛发展、城市规模日益扩大、城市化进程不断加快，用地紧张、空间拥挤、交通堵塞、生态失衡、环境恶化等问题接踵而来，这给人们生活带来极大的影响，也制约着社会的进一步发展。在这种情况下，为了实现城市的可持续发展，人们转向对城市地下空间进行开发与利用。近年来，我国在城市地下空间的开发利用上取得了显著的成绩，北京、上海等一些大城市建成了一批具有代表性的地下工程，如地铁车站、交通隧道、地下商业街、地下人防设施等。但是，随着城市地下空间开发规模的扩大，越来越多的问题也暴露出来，例如地上地下空间协调性不足，地下空间之间连通性较差。

在城市高楼林立的繁华地段进行地下空间开挖，不可避免地会受到城市市政道路桥梁规划及建设的限制，使得地下空间下卧既有隧道的情况时常发生。在既有隧道上方开挖地下空间的过程中，周围岩土体的初始平衡状态受到开挖扰动作用而发生改变，这不仅会改变隧道的应力场和位移场，影响隧道的安全运行，而且会引起围护结构的侧向位移和坑底岩土体隆起，导致地层产生不均匀沉降，影响邻近建筑的正常使用。特别是，在土岩复合地层中下卧既有隧道的地下空间开挖过程中，多数工程会采用小药量控制松动爆破法进行岩石的破碎，虽然这种方法能够减小爆破振动作用对既有隧道的不利影响，但是爆破开挖一次进尺过小，并且爆破打眼、装药等工作复杂繁琐，这就造成工程施工速度极为缓慢。

因此，考虑到地下空间的开挖对邻近高层建筑和下卧既有隧道的扰动影响，有必要提出一种安全、可靠、快速的土岩复合地层地下空间开挖方法，并适用于地下空间邻近高层建筑和下卧既有隧道的复杂环境情况。

发明内容

本发明鉴于上述背景技术提出的问题，提出了一种土岩复合地层下卧既有隧道的地下空间开挖方法，其目的在于保证施工质量，加快施工速度，消除对邻近高层建筑和下卧既有隧道的不利影响。

本发明一种土岩复合地层下卧既有隧道的地下空间开挖方法，它主要包括下列步骤：

（1）通过现场实际勘探了解地下岩土情况和周围环境情况，根据岩土情况和环境情况，选择地段内不干扰主路正常交通的地方作为地下空间的边界，并施作地下空间边界的围护结构；

（2）封闭主路交通并改线至辅路通行，在地下空间主路施工区域，运用挖掘机开挖至顶板标高，等间距施工一定数量的预留柱头并在其上方施作顶板结构，然后回填土体至地面，重建主路道路；

（3）开放主路交通，转向辅路施工，在地下空间辅路施工区域，运用挖掘机配合破碎锤开挖至土岩交界面处，在主路和辅路的交界处形成人工土坡；

（4）对地下空间进行开挖块形区域的划分，并依次进行开挖，直至底板标高，其中对岩层和土层运用不同机械设备进行分层开挖；

（5）在每一区域开挖岩层一段距离后，施作地下空间的底板结构，并在预留柱头位置施作承重柱结构，在全部区域开挖完成以后，自下而上施作地下空间其他主体结构。