[发明专利]一种采用先行构筑永久外壳实现地下空间非开挖施工的方法

说明书

一种采用先行构筑永久外壳实现地下空间非开挖施工的方法，本发明涉及地下工程施工技术领域，施做永久外壳与暗挖施工共用的明挖始发井与接收井；顶进顶部起始管节，作为基准管节；起始管节顶进到预定位置后顶进相邻侧管节，待相邻侧管节全部顶进到位，从管节内部采用螺栓固定管节间接头；拆除相邻侧管节侧板，并浇筑混凝土填充相邻侧管节内腔，形成初期支护；在管节形成的初期支护条件下从上到下依次分层开挖内部土体；分段开挖后施做二衬结构及内部中板、梁、柱、洞门环梁。施工占用场地小，对地面交通基本无影响，无需改迁市政管线、地面建筑物，施工效率较高。

技术领域

本发明涉及地下工程施工技术领域，具体涉及一种采用先行构筑永久外壳实现地下空间非开挖施工的方法。

背景技术

随着城市快速发展，地下空间开发环境日趋复杂，目前地下工程主要施工方法有明(盖)挖法、盾构法、矿山法、管幕法、以及顶管法，明挖法工艺相对简单成熟、经济高效，但施工占地面积大、需占用道路、迁改管线，在日趋复杂的城市环境下，明挖施工条件难以满足；盖挖法可减小对交通的影响，但管线迁移、道路破复等拉链马路现象仍无法避免；大直径盾构地层实用性强、施工效率高、地面交通、地下管线影响小，但施工占用场地较大，断面尺寸适应能力差，设备购置费用高，对短距离施工经济性较差；矿山法对地面交通干扰小，适用于硬质围岩，在软弱围岩施工风险大，且施工作业条件差、机械化作业率低，施工工期较长；管幕法对地面交通影响小、不需改移管线、不需降水、断面灵活、支护刚度大，对下穿建构筑物等复杂环境较为适用，但是管幕法采用大直径钢管作为临时支护，不参与永久结构受力，造价高、工期长，综合经济效益较低；因此如何能够在施工场地受限，周边环境复杂，变形控制要求高的条件下，充分利用永久结构承担施工阶段外部荷载，具有重要的经济、技术意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的采用先行构筑永久外壳实现地下空间非开挖施工的方法，施工占用场地小，对地面交通基本无影响，无需改迁市政管线、地面建筑物，施工效率较高；降低工程投资，且绿色环保；适用于各类复杂的工程环境，在保证工程安全的同时，施工效率高，矩形断面、圆形断面、马蹄形断面以及其他异形断面均适用，不受断面形式的限制，具有较好的推广价值。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它的操作步骤如下：

步骤一、施做永久外壳与暗挖施工共用的明挖始发井与接收井；

步骤二、在始发井架设掘进机等设备，首先顶进顶部起始管节，作为基准管节；

步骤三、起始管节顶进到预定位置后顶进相邻侧管节，待相邻侧管节全部顶进到位，从管节内部采用螺栓固定管节间接头，通过接头预留注浆孔注浆填充接头缝隙止水，并在起始管节内填充混凝土；

步骤四、拆除相邻侧管节侧板，并浇筑混凝土填充相邻侧管节内腔，如此从上到下依次沿地下空间结构轮廓对称顶进施工，形成初期支护；

步骤五、在管节形成的初期支护条件下从上到下依次分层开挖内部土体；

步骤六、分段开挖后施做二衬结构及内部中板、梁、柱、洞门环梁。

进一步地，所述的步骤二中的基准管节的接头类型为凹接头，贯通后可对相邻管节起到位置限定作用，可避免管节错位、扭曲，提高了实施精度。

进一步地，所述的步骤三中的相邻侧管节间接头由凹接头与凸接头组成，其中凹接头预留有注浆孔；凹接头与凸接头通过螺栓连接，并预留活动空间，方便安装，螺栓连接操作在管节内部即可实现。

进一步地，所述的步骤四中的初期支护由相同断面尺寸的顶管管节组成，仅采用一种断面顶管机械即可实现，不同断面通过调整接头长度与凸接头弯折角度实现断面拟合，适用于大断面的矩形、圆形、马蹄形等不同断面，断面形式不受限制，不需增加设备，方便灵活，经济高效。