[发明专利]用于连续大跨度地下空间的预应力束合结构及施工方法

说明书

本发明公开了用于连续大跨度地下空间的预应力束合结构及施工方法，包括端部张拉段；端部张拉段的顶部、底部、侧向和底部均设有A类标准管；端部张拉段的中隔部均设有B类标准管；A类标准管通过锚固边角管、A类锚固中角管、B类锚固中角管进行连接；中隔部的B类标准管均位于A类锚固中角管和B类锚固中角管之间；施工时，先在地下设置预应力束合结构，然后通过开挖内部土体，形成连续大跨度地下空间，之后对中隔部除立柱以外部分割除，剩余部分采用钢格构形式进行加固，形成地下空间立柱。本发明既能解决采用明挖法建设深大地下空间的种种问题，又能满足软土地区暗挖法实施连续大跨度的需求。

技术领域

本发明涉及地下空间施工技术领域，特别涉及用于连续大跨度地下空间的预应力束合结构及施工方法。

背景技术

常规的明挖法逐渐显现出越来越多的问题。首先，安全与质量问题。随着城市地下空间开发越来越深、规模越来越大，一方面深层地下水控制安全问题越来越突出，特别是承压水层含水量大、渗透性强、水头压力高，很多采用明挖法的基坑开挖面已接近甚至进入承压水层，施工风险极大；另一方面明挖法的基坑开挖所引起的土体变形、地下水位变化等更加难以控制，从而对周边建(构)筑物、管线产生极为不利影响。其次，造价与工期问题。一是临时支护结构体量随着地下空间深大规模化急剧增加，而且为了控制其施工质量与误差，大规模基坑往往采用分坑开挖，增加大量临时分隔围护墙。二是为了深层地下水控制、变形控制等安全问题，普通施工设备已无法满足要求，需采用新工艺、新设备进行超深、超大体量的止水与土体加固。三是大面积降水、大量管线搬迁等基坑开挖准备工作需大量时间，而且分片、分层拆除内支撑回筑结构工序繁琐、工期较长。最后，节约与环保问题。一方面，明挖法的临时支护结构使用阶段无法使用，属于废弃工程，造成大量浪费，而且产生建筑垃圾。另一方面，深大基坑常用的离散桩、连续墙等水泥系围护结构施工过程中产生大量泥浆，对周围土体产生不利影响，而且敞开施工产生的大量粉尘对城市环境、卫生同样不利。因此，暗挖技术已成为地下空间建设的一种重要思路。

众所周知，软土地区土层具有地下水位高、强度低的特点。因此，软土地区现有的暗挖工法多为设备暗挖法，如盾构法、顶管法和管幕法。盾构法和顶管法等，由于断面尺寸限制多用于地下通道或越江隧道等工程，不能满足城市地下空间的大断面使用需求。管幕法，即在离散钢管的保护下挖掘土体实施地下空间，但该方法由于离散钢管间的连接仅靠止水锁扣，无法协同受力，仅靠单根钢管的纵向受力承载，因而存在较多临时型钢支撑，一方面开挖效率低，另一方面临时钢支撑割除同样造成较大的工程浪费，而且一般仅适用于埋深较浅的地下空间工程，多为地下一层。