專利名稱：三維管幕暗挖法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維管幕暗挖法，它適用于淺埋大跨度地下結(jié)構(gòu)施工。
背景技術(shù)：
隨著中國城市化進程的加速，在城區(qū)道路下興建大型地下結(jié)構(gòu)越來越多，如地鐵車站、 城市地下道路、地下停車場等等。目前，在既有道路下面建造城市地鐵車站、城市地下道 路、地下停車場等工程，主要有明挖法、暗挖法和非開挖管幕法。明挖法不僅破壞了環(huán)境， 而且對原有道路進行了開挖，阻礙了交通的暢通，對城市生產(chǎn)生活干擾較大。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件 較差，埋置深度較深時，如果采用暗挖法施工，安全風(fēng)險較大， 一旦出現(xiàn)施工事故，造成 的社會影響顯著。非開挖管幕法基本避免了明挖法和暗挖法的缺點，但對處于十字路口處 的項目，仍然要對其中的一條道路進行開挖，才能進行施工。因此如何找到一種適合多種 環(huán)境條件以及地質(zhì)條件的淺埋大跨度地下結(jié)構(gòu)暗挖法非常迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種三維管幕暗挖法，方法簡便，施工方便，尤其對于處 于十字路口下面的大跨度地下結(jié)構(gòu)，該法僅對某條道路一側(cè)的一半進行開挖，在施工過程 中可以保證道路暢通，對城市生產(chǎn)生活無干擾。
為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施
本發(fā)明涉及一種淺埋大跨度地下結(jié)構(gòu)新型暗挖施工法，包括首先在地下結(jié)構(gòu)周邊形成 工作井，然后在地下結(jié)構(gòu)的外側(cè)形成水平工作通道，最后在地下結(jié)構(gòu)的外表面形成三維管 棚支護，并利用側(cè)面管棚鋼管進行注漿加固，在棚架的保護下對地下結(jié)構(gòu)進行開挖施工。
本發(fā)明解決了城市地形受限制區(qū)域淺埋大跨度地下結(jié)構(gòu)的暗挖施工，具有廣闊的工程 應(yīng)用前景和市場推廣價值。
一種三維管幕暗挖法，其步驟是
A、在地下結(jié)構(gòu)周邊形成豎向工作井，該豎向工作井可以采用人工開挖成孔，也可以采用機械開挖。豎向工作井的大小應(yīng)滿足水平工作通道及地下結(jié)構(gòu)開挖施工的要求，在3 X5m 4X8m范圍內(nèi)選擇，豎向工作井?dāng)嗝嫘螤顬榫匦位驁A形或多邊形，豎向工作井的支 護方式為鋼筋混凝土支護或地下連續(xù)墻支護或沉井支護。
B、 在地下擬建結(jié)構(gòu)物的外側(cè)形成水平工作通道，水平工作通道采用目前較為成熟的 頂管法《中國大百科全書》或暗挖法施工，水平工作通道的結(jié)構(gòu)材料為鋼筋混凝土或鋼管， 形狀可為圓形、矩形、或多邊形，尺寸可在2X2 3X3m范圍內(nèi)選擇。
C、 在地下擬建結(jié)構(gòu)物的外表面形成三維管棚支護，三維管棚是指通過管棚鋼管注漿 在擬建建筑物的上下、左右及前后均形成注漿帷幕。管棚帷幕施工方法有頂推法(頂推法 施工工藝的探討，劉大洋，《四川建材》)、鉆孔法等，管棚的直徑為100 400mm，間距 為500 1500mm，管棚為內(nèi)灌混凝土的鋼管或內(nèi)灌鋼筋混凝土的PVC管；
D、 利用側(cè)面管棚鋼管進行注漿加固。為了穩(wěn)定外側(cè)土體， 一般應(yīng)考慮利用管棚進行 周邊注漿加固。水平工作通道內(nèi)管棚施工完畢后，通過管棚進行注漿，形成帷幕，對土體 進行加固。
E、 開挖施工。當(dāng)管棚注漿帷幕達到強度后，進行三維帷幕內(nèi)部土體的開挖施工，即 可以分臺階、分步驟地采用機械開挖出地下結(jié)構(gòu)所需的空間，然后進行地下結(jié)構(gòu)施作。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果
(1) 適用于地形受限制區(qū)域淺埋大跨度地下結(jié)構(gòu)的暗挖施工；
(2) 盡量避免了道路的開挖，沒有阻斷道路交通，對城市生產(chǎn)生活干擾?。?br> (3) 對于處于十字路口下面的地下空間利用，具有更大的優(yōu)勢。


圖1三維管幕暗挖法平面布置圖
圖2三維管幕暗挖法施工I一I剖面圖 圖3三維管幕暗挖法施工II 一 II剖面圖
圖4三維管幕暗挖法施工m—m剖面圖
圖5三維管幕暗挖法施工三視圖(六面管幕) 圖6三維管幕暗挖法施工三視圖(五面管幕)
其中1一豎向工作井；2 —水平工作通道；3 —帷幕；4一道路；5 —建筑物。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述
根據(jù)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6可知，對于處于道路4下面而且道路周圍建 筑物5密集地區(qū)，三維管幕暗挖法為這種地段的施工提供了一種很好的解決方法，其步驟 是
A、 在地下結(jié)構(gòu)周邊形成豎向工作井1，豎向工作井1的大小一般應(yīng)滿足水平工作通道 2及地下結(jié)構(gòu)開挖施工的要求， 一般可在3X5m 4X8m范圍內(nèi)選擇，其斷面形狀一般可為 矩形，也可以為圓形或其他形狀的多邊形，豎向工作井可根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)置2 4個，豎 向工作井l的支護方式與工作井的尺寸以及斷面大小有關(guān)系， 一般優(yōu)先選用鋼筋混凝土支 護。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件非常差時也可以采用地下連續(xù)墻支護或沉井支護。豎向工作井l的作用是 為后續(xù)施工提供條件，施工完成后可以對工作井進行回填或作為使用期間的運輸通道及管 線通道。
B、 然后在地下結(jié)構(gòu)的外表面(含側(cè)面及底面)形成大尺寸的水平工作通道2。在豎向 工作井l內(nèi)采用頂推法或其他暗挖法施工水平工作通道2，目前是比較成熟的施工工藝， 施工效率高，安全可靠，且造價不高。水平工作通道2的結(jié)構(gòu)材料可以是鋼筋混凝土，也 可以為鋼管，其形狀可為圓形、矩形、或多邊形，其數(shù)量可根據(jù)地質(zhì)條件在2 8個之間 調(diào)整，其尺寸可在2X2 3X3m范圍內(nèi)選擇，主要應(yīng)考慮滿足下階段管棚帷幕3的施工需 要。當(dāng)管棚施工完畢后，應(yīng)對其進行回填，作為管棚帷幕3的基礎(chǔ)，也可以作為永久結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)的一部分。在周邊管幕施作完成后對頂推管采用混凝土或鋼筋混凝土回填。
C、 在外表面形成管棚支護。在水平工作通道內(nèi)施工管棚帷幕3，其施工方法有多種 頂推法，鉆孔法等，管棚的直徑一般可在100 400mm范圍內(nèi)選擇，間距可在500-1500mm 之間選擇，管棚可以為鋼管(內(nèi)灌混凝土)，或PVC管(內(nèi)灌鋼筋混凝土)。由于先期施 工的管孔為小節(jié)段鋼管或塑料管，強度較低， 一般應(yīng)在管內(nèi)填充混凝土或鋼筋混凝土。為 了穩(wěn)定外側(cè)土體， 一般應(yīng)考慮利用管棚進行周邊加固注漿。
D、 利用管棚鋼管進行注漿加固。水平工作通道2內(nèi)管棚施工完畢后，即通過管棚進 行注漿，形成帷幕3，對土體進行加固。
E、 開挖。當(dāng)管棚注漿帷幕3達到強度后，進行三維帷幕3內(nèi)部土體的開挖施工，隨 后進行地下結(jié)構(gòu)的施作。
權(quán)利要求
1. 一種三維管幕暗挖法，其步驟是A、在地下結(jié)構(gòu)周邊形成豎向工作井(1)，豎向工作井(1)的水平工作通道(2)及地下結(jié)構(gòu)開挖施工，在3×5m～4×8m范圍內(nèi)選擇，豎向工作井(1)斷面形狀為矩形或圓形或多邊形，豎向工作井(1)的支護方式為鋼筋混凝土支護或地下連續(xù)墻支護或沉井支護；B、在地下結(jié)構(gòu)的外表面形成水平工作通道(2)，在豎向工作井(1)內(nèi)采用頂推法或暗挖法施工水平工作通道(2)，水平工作通道(2)的結(jié)構(gòu)材料為鋼筋混凝土或鋼管，形狀為圓形、矩形、或多邊形，尺寸在2×2～3×3m范圍內(nèi)選擇；C、在外表面形成管棚支護，在水平工作通道(2)內(nèi)施工管棚帷幕(3)，其施工方法為頂推法或鉆孔法，管棚的直徑為100～400mm，間距為500～1500mm，管棚為內(nèi)灌混凝土的鋼管或內(nèi)灌鋼筋混凝土的PVC管；D、利用管棚鋼管進行注漿加固，水平工作通道(2)內(nèi)管棚施工完畢后，通過管棚進行注漿，形成帷幕(3)，對土體進行加固；E、開挖，當(dāng)管棚注漿帷幕(3)達到強度后，進行三維帷幕(3)內(nèi)部土體的開挖施工，隨后進行地下結(jié)構(gòu)的施作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維管幕暗挖法，其特征在于所述的豎向工作井(l) 設(shè)置2 4個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維管幕暗挖法，其特征在于所述的水平工作通道 (2)設(shè)置2 8個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維管幕暗挖法，其步驟是A.在地下結(jié)構(gòu)周邊形成豎向工作井；B.在地下結(jié)構(gòu)的外表面形成水平工作通道；C.在外表面形成管棚支護，在水平工作通道內(nèi)施工管棚帷幕；D.利用管棚鋼管進行注漿加固，水平工作通道內(nèi)管棚施工完畢后，通過管棚進行注漿，形成帷幕；E.開挖，當(dāng)管棚注漿帷幕達到強度后，進行三維帷幕內(nèi)部土體的開挖施工，隨后進行地下結(jié)構(gòu)的施作。本發(fā)明方法簡便，施工安全、方便，尤其對于處于十字路口下面的大跨度地下結(jié)構(gòu)，該法僅對某條道路一側(cè)的一半進行開挖，在施工過程中可以保證道路暢通，廣泛應(yīng)用于城市地鐵車站、大跨度道路隧道、大跨度地下停車場、城市主干道下穿既有道路或其他建筑物等工程。
文檔編號E21D21/00GK101285385SQ20081004784
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者劉繼國, 勇 程, 郭小紅 申請人:中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司