[发明专利]一种软土中机械暗挖多层多跨地下工程的方法

说明书

本发明公开了一种软土中机械暗挖多层多跨地下工程的方法，通过利用机械暗挖的形式，在软土地区或既有建（构）筑物下方首先利用顶管掘进形成多个超小净距的矩形顶管，然后在顶管保护下施作围护桩、止水帷幕、钢管柱及桩基础、顶板及顶梁等支承结构，通过受力转换将多个顶管内间断设置的顶板连接为整体多跨顶板，在顶板的保护下向下逆作或顺作多层多跨大型地下结构物。本发明解决了在软土地区不能采用暗挖施工方法修建多层多跨地下结构物（如地铁车站）的难题，并解决了在较好的土层中采用传统的暗挖法下穿既有建（构）筑物时变形控制困难、施工风险及难度大、施工效率低等问题。

技术领域

本发明涉及地下建筑工程或隧道工程技术领域，具体是在软土地区或既有建（构）筑物下方修建地下结构（如地铁车站）的暗挖施工方法，尤其涉及一种软土中机械暗挖多层多跨地下工程的方法。

背景技术

目前，随着城市轨道交通的建设，地铁周边环境越来越复杂，有时需要下穿重要道路或下穿既有建（构）筑物。若采用明挖法施工，对道路交通影响很大或管线改移困难，或既有建（构）筑物不能拆迁、代价过高。为了避免对道路地面交通的影响、避免改移管线，或者为了避免拆迁地面房屋，地铁车站或区间在局部地段不得不采用暗挖法施工。

但是在软土地区土质软弱，地下水位高，采用暗挖法修建多层多跨地下结构物（如地铁车站）一直是个难题。传统的修建多层多跨地下工程的暗挖施工方法有洞桩法、中洞法、拱盖法等，采用人工开挖或爆破开挖，这些方法主要适用于较好的土层及岩层中，在软土地区不能采用这些暗挖方法修建多层多跨地下结构。

顶管法、盾构法作为采用机械施工的暗挖法，受制于机械设备性能和结构受力特点，在软土地区一般用于修建单层结构，没有修建多层多跨地下结构的成熟技术和实例。中国专利CN201610200240.5公开了一种矩形及类矩形断面地下工程机械分部暗挖建造方法，将多层多跨地下永久结构分为若干部分采用矩形顶管分别顶进，但各分块的永久结构之间无法实现钢筋连接，难以满足结构受力及防水要求。

另外，采用传统的暗挖法在较好的土层中下穿建（构）筑物时地面沉降大，对地面建（构）筑物保护困难，施工风险及施工难度很大，其中常用的洞桩法的导洞过小、施工效率低、工期长。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种软土中机械暗挖多层多跨地下工程的方法，具有施工安全、风险低、控制地层变形好、施工效率高等优点。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种软土中机械暗挖多层多跨地下工程的方法，具体包括以下步骤：

1）在地下结构物（如地铁车站）两端或既有地上建（构）筑物两侧施工明挖围护结构及主体结构，设置后座墙、临时支撑，并进行端头井水平向注浆加固；

2）从一侧明挖主体内始发，按照先中间、后两边的顺序施作超小净距的矩形顶管，顶管内部预埋临时钢柱的连接钢板，顶管之间在顶部及底部进行锁扣连接，锁扣处插入冻结管进行冻结止水，顶管之间的土体进行注浆加固；

3）在两边的顶管内施作围护桩、冠梁，围护桩外侧施作旋喷桩止水帷幕；

4）在中部的顶管内施作钢护筒、桩基础、钢管混凝土柱；

5）在顶管内设置脚手架，在中部顶管顶部铺设防水层，施作顶纵梁及顶板，预留钢筋及防水接头；在两边顶管内的冠梁上方施作素混凝土墙，施作部分主体侧墙及顶板；顶板支承在素混凝土墙及脚手架上，预留钢筋及防水接头，侧墙外部空间回填处理；

6）在顶管待拆除的侧墙内侧设置临时钢柱，先分段拆除中间跨顶板范围内的顶管侧墙，铺设防水、浇筑中间跨顶板，再分段拆除边跨顶板范围内的顶管侧墙，铺设防水、浇筑边跨顶板，再对顶板背后进行注浆填充，通过受力转换将多个顶管内间断设置的顶板连接为整体的多跨顶板结构，为进行多层结构施工创造条件；