既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法与流程

本发明涉及地下空间建造，特别涉及既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法。

背景技术：

1、地铁建设进入21世纪以来突飞猛进，运营里程显著增加，促使城市地下空间的开发强度越来越高。

2、但正由于如图1所示的地铁的建设和运营在前，地块被已建盾构隧道穿越，后进行上盖开发的情况愈发常见，而上盖开发的施工会对正在运行的地铁造成较大的影响。特别是，盾构隧道为分块、分环的管片拼装而成的柔性结构，上盖开发进行基坑开挖施工时，会引起下方隧道结构上浮。

3、工程界常规的做法是，首先，从地面往下对土层进行加固，提高土体刚度和整体性；其次，预先加固隧道结构；接着，在地面或较浅的挖深条件下设置抗浮大板，结合抗拔桩、分区施工、自动化监测等措施，控制隧道上浮变形。此类做法的核心问题是，由于要确保既有隧道较厚的覆土，上盖开发无法设置地下室或者仅可设置较浅的地下室，从而限制了上盖开发的建筑功能；

4、同时，设置地下室时，其基坑开挖，即使采取相应的措施，先卸土后控制的问题仍无法避免，存在重大安全隐患。另外，土体加固、分区施工等均为临时工程，施工繁琐外，使用阶段上盖开发无法利用，造成投资浪费。

5、因此，如何减少上盖开发对下方运营地铁隧道的影响、控制施工风险、降低工程投资成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，实现的目的是减少上盖开发对下方运营地铁隧道的影响、控制施工风险、降低工程投资。

2、为实现上述目的，本发明公开了既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，包括如下步骤:

3、步骤1、在既有隧道上的土体内，根据含地下室建筑的设计要求，完成束合式板地的各管节的顶进施工；

4、步骤2、工人进入需要设置桩基的每一b型桩工作管内，利用小型设备施工相应的所述桩基；

5、步骤3、浇筑每一所述管节内及所述管节间的混凝土，张拉预应力并在端部锚固，完成所述束合式板地施工，实现对既有隧道的抗浮控制以及上部含地下室建筑施工扰动的隔离；

6、步骤4、开挖基坑至所述束合式板地；

7、步骤5、以所述束合式板地作为施工作业场地，进行结构型式可自由选择的所述含地下室建筑上盖开发，同时作为所述含地下室建筑的筏板基础；

8、步骤6、覆土回填至地面，完成所述含地下室建筑的地下室施工，并继续施工所述含地下室建筑位于所述地面上的部分。

9、优选的，步骤1具体如下：

10、步骤1.1、根据所述含地下室建筑的地下室范围，在所述既有隧道两侧对应所述束合式板地的位置分别施工两个工作井；

11、步骤1.2、在所述既有隧道上方的土体内，按照所述地下室的底标高，从一个所述工作井向另一个所述工作井顶进所述束合式板地的每一所述管节；

12、每两个相邻的所述管节间均通过锁扣连接；

13、所有所述管节中包括多根a型标准管和多根b型桩工作管；

14、每两根所述b型桩工作管之间或者每一所述b型桩工作管与所述束合式板地的侧边之间均可间隔多根所述a型标准管；

15、每一所述b型桩工作管的下面，在对应每一所述既有隧道两侧的位置，均沿长度方向设有多根所述桩基。

16、更优选的，每一所述管节与所述既有隧道之间的净距均不小于0.2m。

17、更优选的，每一所述a型标准管的管节外尺寸与壁厚，每两根所述b型桩工作管之间或者每一所述b型桩工作管与所述束合式板地的侧边之间的所述a型标准管的数量，均根据后续所述束合式板地形成后开挖施工的抗浮，以及使用阶段作为所述含地下室建筑的筏板受力计算确定；

18、每一所述b型桩工作管的尺寸均根据用于施工相应的所述桩基的施工设备大小确定，且均不小于2.8m。

19、更优选的，每一所述工作井的深度比所述束合式板地的所述管节下边缘深1.5m以上。

20、优选的，在步骤2中，每一所述桩基均为灌注桩；每一所述b型桩工作管在工厂预制时，在设置每一所述桩基的位置均留设桩位开孔及封板；

21、每一所述封板均与相应的所述b型桩工作管通过焊接形成的角焊缝固定；

22、具体施工步骤如下：

23、步骤2a.1、在每一所述b型桩工作管内卸下需要设置所述桩基位置的所述封板露出相应的所述桩位开孔；

24、步骤2a.2、在每一露出的所述桩位开孔架设小型施工设备，进行灌注桩快速成桩施工；

25、所述小型施工设备为垂直顶管机；

26、所述灌注桩快速成桩施工为：垂直成孔后注入水泥浆液维持孔壁稳定，沉入相应的所述桩基的桩钢筋后，水下浇筑混凝土，形成钢筋混凝土材质的所述灌注桩；

27、步骤2a.3、将卸下的所述封板通过与完成成桩的所述桩基的桩钢筋对应的预留钢筋开孔，安装恢复；

28、每一所述桩基的所述桩钢筋均通过塞焊与相应的所述封板连接，均通过焊接形成的角焊缝与相应的所述b型桩工作管固定。

29、优选的，在步骤2中，每一所述桩基均为钢管桩；每一所述b型桩工作管在工厂预制时，在设置每一所述桩基的位置均留设桩位开孔及封板；

30、每一所述封板均与相应的所述b型桩工作管通过焊接形成的角焊缝固定；

31、具体施工步骤如下：

32、步骤2b.1、在每一所述b型桩工作管内卸下需要设置所述桩基位置的所述封板露出相应的所述桩位开孔；

33、步骤2b.2、在每一露出的所述桩位开孔架设静压设备，将每一所述桩基压入成桩；

34、步骤2b.3、将卸下的所述封板通过与所述桩基焊接连接恢复。

35、更优选的，每一所述桩基的长度均根据后续所述束合式板地形成后开挖施工的抗浮计算确定。

36、优选的，步骤3具体如下：

37、步骤3.1、利用每一所述管节的腹板上的预留开孔穿设多根与每一所述管节长度方向均垂直的波纹管，利用所述波纹管牵引穿设预应力钢绞线；

38、步骤3.2、浇筑除位于最外侧的两根所述管节以外的所有所述管节，及所有所述管节间的混凝土；

39、步骤3.3、在位于最外侧的两根所述管节内张拉所述预应力钢绞线，并将张拉完成的所述预应力钢绞线的两端锚固在所述最外侧的两根管节内；

40、步骤3.4、在位于最外侧的两根所述管节内浇筑混凝土形成整体受力的所述束合式板地。

41、本发明的有益效果：

42、本发明能减少上盖开发对下方运营地铁隧道的影响、控制施工风险、降低工程投资，与现有技术相比具有更好的经济、社会效益。

43、本发明一方面通过张拉预应力筋，将离散、小断面矩形钢管群，束合成可横向受力的整体结构，化整为零，无感扰动，实现既有隧道上方超近距离的含地下室建筑的上盖开发。

44、另一方面，在束合式板地内施工抗拔桩后，开挖上方基坑，可以实现既有隧道上超近距离的地下室施工，并从根本上解决了常规做法中地下室施工基坑开挖先卸土后控制的问题，同时结构刚度大、控制变形小，较好的控制既有隧道上浮。

45、本发明可以优化掉较多的土体加固、抗浮大板等临时工程，束合式板地兼做上盖开发地下室底板，实现永临结合，绿色环保。

46、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法；其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，步骤1具体如下：

3.根据权利要求2所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，每一所述管节与所述既有隧道(1)之间的净距均不小于0.2m。

4.根据权利要求2所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，每一所述a型标准管(6)的管节外尺寸与壁厚，每两根所述b型桩工作管(7)之间或者每一所述b型桩工作管(7)与所述束合式板地(5)的侧边之间的所述a型标准管(6)的数量，均根据后续所述束合式板地(5)形成后开挖施工的抗浮，以及使用阶段作为所述含地下室建筑(20)的筏板受力计算确定；

5.根据权利要求2所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，每一所述工作井(4)的深度比所述束合式板地(5)的所述管节下边缘深1.5m以上。

6.根据权利要求1所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，在步骤2中，每一所述桩基(9)均为灌注桩；每一所述b型桩工作管(7)在工厂预制时，在设置每一所述桩基(9)的位置均留设桩位开孔(10)及封板(11)；

7.根据权利要求1所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，在步骤2中，每一所述桩基(9)均为钢管桩；每一所述b型桩工作管(7)在工厂预制时，在设置每一所述桩基(9)的位置均留设桩位开孔(10)及封板(11)；

8.根据权利要求6或7所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，每一所述桩基(9)的长度均根据后续所述束合式板地(5)形成后开挖施工的抗浮计算确定。

9.根据权利要求1所述的既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，其特征在于，步骤3具体如下：

技术总结
本发明公开了既有隧道上采用束合式板地结构建造含地下室建筑的方法，包括如下步骤:1、在既有隧道上的土体内，完成束合式板地的各管节的顶进施工；2、工人进入需要设置桩基的每一B型桩工作管内，施工相应的桩基；3、完成束合式板地施工，实现对既有隧道的抗浮控制以及上部含地下室建筑施工扰动的隔离；4、开挖基坑至束合式板地；5、以束合式板地作为施工作业场地，进行结构型式可自由选择的含地下室建筑上盖开发，同时作为含地下室建筑的筏板基础；6、覆土回填至地面，完成含地下室建筑的施工。本发明能减少上盖开发对下方运营地铁隧道的影响、控制施工风险、降低工程投资，与现有技术相比具有更好的经济、社会效益。

技术研发人员：张中杰,刘书,吴晓雷,裘珍妮,吕培林,王浩然
受保护的技术使用者：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5