[发明专利]可机械化施作大跨度地下空间结构的施工方法及其支护结构

权利要求书

1.一种可机械化施作大跨度地下空间结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：施工竖井和横通道，以提供地下空间结构的出土及进料通道；

步骤二：在各横通道内利用顶管法施作竖向设置的矩形顶管导洞，形成矩形顶管导洞后，在矩形顶管导洞的上端顶进垂直开挖方向的横向棚护结构，所述横向棚护结构为横向设置的多根紧密排列的钢结构；

步骤三：在横向棚护结构的保护下，顶进施工形成平行于矩形顶管导洞的第二导洞、第三导洞及第四导洞；

步骤四：在位于两侧的第二导洞及第四导洞内施作多个竖直向下延伸的侧面成孔桩，以实现竖向传力及水平挡土，在位于中间的矩形顶管导洞及第三导洞内施作多个竖直向下延伸的中间成孔桩，且中间成孔桩通过钢管柱形成对横向棚护结构的中间支撑结构；

步骤五：在横向棚护结构、侧面成孔桩及中间成孔桩的保护下，对矩形顶管导洞、第二导洞、第三导洞及第四导洞之间进行暗挖的大开挖作业，形成顶板和地下一层的侧墙；

步骤六：继续大开挖作业，依次形成地下空间结构中地下一层的楼板、地下二层的侧墙、地下二层的楼板、地下三层的侧墙、地下三层楼板，直至底板完成施工。

2.如权利要求1所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的施工方法，其特征在于：在步骤一中，施工竖井应在不影响交通的情况下在城市道路边线两侧的空地上进行围挡，在围挡内施工多个间隔设置的竖井，在各竖井内的城市道路路面的下方一定距离施工水平的横通道。

3.如权利要求1所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的施工方法，其特征在于：所述横向棚护结构采用微型型钢结构。

4.如权利要求1所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的施工方法，其特征在于：所述第二导洞、第三导洞及第四导洞采用U型结构。

5.如权利要求1所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的施工方法，其特征在于：在步骤三中，在第二导洞、第三导洞及第四导洞前行施工10m后，对第二导洞、第三导洞及第四导洞间进行取土作业，进行取土作业的开挖取土面距离导洞最前端工作面的距离不小于导洞高度从而有效降低顶进施工的顶推力。

6.一种可机械化施作大跨度地下空间结构的支护结构，包含矩形顶管导洞、第二导洞、第三导洞、第四导洞、横向棚护结构、侧面成孔桩以及中间成孔桩，其特征在于：

所述矩形顶管导洞垂直于地下结构主受力方向竖向平行于城市道路路面设置，所述横向棚护结构从矩形顶管导洞的上端横向向两侧延伸，所述第二导洞、第三导洞和第四导洞平行于矩形顶管导洞设置且位于横向棚护结构的下方，两侧的第二导洞及第四导洞内设有多个竖直向下延伸的侧面成孔桩，位于中间的矩形顶管导洞及第三导洞内设有多个竖直向下延伸的中间成孔桩。

7.如权利要求6所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的支护结构，其特征在于：所述横向棚护结构为横向设置的多根紧密排列的钢结构。

8.如权利要求6所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的支护结构，其特征在于：所述横向棚护结构采用微型型钢结构。

9.如权利要求8所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的支护结构，其特征在于：微型型钢结构采用直径400mm以下的微型钢管。

10.如权利要求6所述的可机械化施作大跨度地下空间结构的支护结构，其特征在于：中间成孔桩通过钢管柱形成对横向棚护结构的中间支撑结构。