地下结构的施工方法及施工结构与流程

1.本发明涉及隧道及地下工程领域，尤其涉及一种地下结构的施工方法及施工结构。


背景技术：

2.新建的地下工程有效的提高了城市空间的使用率。地下结构的机械施工工法主要包括明挖法、暗挖工法、盾构法和顶管法，暗挖工法主要包括矿山法和新奥法，随着技术和施工装备的进步，暗挖工法、盾构法和顶管法等机械施工工法被广泛使用。
3.明挖法具有施工速度快、施工环境好、结构质量可靠、施工成本低等优点，在工程条件允许的情况下，明挖法通常被优先选用。
4.在进行大面积明挖施工时，要进行大跨度、大深度的基坑开挖，施工风险比较大，因此在开挖前，会在基坑周围施工高强度的围护结构，围护结构通常包括围绕基坑的桩和墙，桩的深度比基坑的深度大很多。围护结构会占用基坑周围的空间；施作这些围护结构造价高、工期长；在主体结构施工完成后，这些围护结构通常被废弃，造成比较大的浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种地下结构的施工方法及施工结构，以缓解在基坑周围施工围护结构会造成比较大的浪费的技术问题。
6.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
7.本发明提供一种地下结构的施工方法，包括：
8.步骤s10，掘进施工预挖槽，并在所述预挖槽中衬砌管片，并且，临基坑侧的所述管片为可拆卸管片；
9.步骤s20，施工所述基坑和基坑底板初支结构，并在所述基坑内施工主体结构；
10.步骤s30，拆除所述预挖槽中的可拆卸管片，并且在所述预挖槽内施工主体结构，所述预挖槽内的主体结构与所述基坑内的主体结构连接。
11.在优选的实施方式中，所述步骤s10包括：步骤s11，设置工作井；步骤s12，暗挖掘进施工，并采用所述管片衬砌，临所述基坑侧的所述管片和暗挖顶板位置的所述管片为所述可拆卸管片；步骤s13，明挖掘进施工，并采用所述管片衬砌，临所述基坑侧的所述管片和明挖底板位置的所述管片为所述可拆卸管片。
12.在优选的实施方式中，所述步骤s20包括：步骤s21，掘进施工基坑底板初支结构；步骤s22，明挖施工所述基坑。
13.在优选的实施方式中，所述步骤s21包括：在所述预挖槽内依次完成矩形管幕始发、掘进和接收，并重复实施；所述矩形管幕互相咬合，形成所述基坑底板初支结构。
14.在优选的实施方式中，所述暗挖掘进施工的临所述基坑侧的所述管片的宽度，与所述矩形管幕的宽度相等。
15.在优选的实施方式中，所述步骤s22采用分部明挖施工，并且分部土体开挖完成
后，在所述分部内施工主体结构。
16.在优选的实施方式中，所述施工方法包括：步骤s40，施工预挖槽底板；所述步骤s40在所述步骤s30之前实施。
17.在优选的实施方式中，所述预挖槽底板的厚度大于或者等于所述基坑底板初支结构的厚度。
18.在优选的实施方式中，所述步骤s10中，在拟挖的所述预挖槽的对角位置设置两个工作井，在每个所述工作井中，沿两个方向分别始发掘进施工至交汇处。
19.本发明提供一种地下结构的施工结构，包括：基坑、预挖槽、基坑底板初支结构和预挖槽底板，所述预挖槽绕所述基坑设置；
20.所述基坑底板初支结构设于所述基坑内，所述基坑内设有主体结构，所述基坑内的主体结构位于所述基坑底板初支结构的上方；
21.所述预挖槽底板设于所述预挖槽内，所述预挖槽内设置有管片，并且临所述基坑侧的所述管片为可拆卸管片。
22.本发明的特点及优点是：
23.该施工方法取消了施工基坑所需的围护结构，且能够保障施工安全，具有以下优点：
24.(1)缩短施工工期，节约工程材料，降低工程造价；
25.(2)不侵占周围的地下空间，减少对后续地下工程施工的影响；
26.(3)大跨度、大深度的基坑的围护结构的深度通常较大，该施工方法预挖槽的深度接近于基坑的深度，从而减小了开挖深度，降低了施工难度和施工成本。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明提供的地下结构的施工方法中的工作井的示意图；
29.图2为本发明提供的地下结构的施工方法中的预挖槽中的管片的安装示意图；
30.图3
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图5为本发明提供的地下结构的施工方法中的步骤s10的示意图；
31.图6
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图7为本发明提供的地下结构的施工方法中的预挖槽的结构示意图；
32.图8
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图11为本发明提供的地下结构的施工方法中的步骤s21的示意图；
33.图12
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图13为本发明提供的地下结构的施工方法中的预挖槽与基坑底板初支结构的结构示意图；
34.图14
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图17为本发明提供的地下结构的施工方法中的步骤s22的示意图；
35.图18
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图19为地下结构的结构示意图；
36.图20为本发明提供的地下结构的施工方法的示意图。
37.附图标号说明：
38.11、主体结构；12、工作井；
39.20、基坑；201、分部；21、基坑底板初支结构；
40.30、预挖槽；31、预挖槽底板；
41.40、管片；401、可拆卸管片；41、第一管片；42、第二管片；43、第三管片；44、第四管片；
42.51、暗挖掘进机；52、明挖掘进机；
43.60、矩形管幕设备；61、矩形管幕。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.方案一
46.本发明提供了一种地下结构的施工方法，如图6、图7和图14
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图20所示，该施工方法包括：步骤s10，掘进施工预挖槽30，并在预挖槽30中衬砌管片40，并且，临基坑20侧的管片40为可拆卸管片401；步骤s20，施工基坑20和基坑底板初支结构21，并在基坑20内施工主体结构11；步骤s30，拆除预挖槽30中的可拆卸管片401，并且在预挖槽30内施工主体结构11，预挖槽30内的主体结构11与基坑20内的主体结构11连接。
47.该施工方法中，预挖槽30中衬砌的管片40可对施工基坑20起到围护作用，保障施工基坑20的安全。临基坑20侧的管片40为可拆卸管片401，拆除可拆卸管片401后，在预挖槽30内施工主体结构11，预挖槽30内的主体结构11与基坑20内的主体结构11连接，完成主体结构11施工。
48.该施工方法取消了施工基坑20所需的围护结构，且能够保障施工安全，具有以下优点：(1)缩短施工工期，节约工程材料，降低工程造价；(2)不侵占周围的地下空间，减少对后续地下工程施工的影响；(3)大跨度、大深度的基坑20的围护结构的深度通常较大，该施工方法预挖槽30的深度与基坑20的深度均接近于主体结构11的高度，从而减小了开挖深度，降低了施工难度和施工成本。
49.管片40可以采用预制管片40，在预挖槽30中形成衬砌结构的同时，对施工基坑20起到围护作用。拆除预挖槽30中的可拆卸管片401后，预挖槽30内的主体结构11与基坑20内的主体结构11连接，并处理施工缝，完成主体结构11施工。
50.该施工方法中，先施工预挖槽30，再施工基坑20。根据拟建的地下结构来布置预挖槽30，预挖槽30可以环绕拟施工的基坑20，进一步地，预挖槽30可以呈环状。但是，预挖槽30不限于呈环状，例如：预挖槽30呈线状，基坑20位于预挖槽30的一侧，预挖槽30及预挖槽30中的管片40对基坑20的一侧进行保护。
51.在一实施方式中，步骤s10包括：步骤s11，设置工作井12；步骤s12，暗挖掘进施工，并采用管片40衬砌，临基坑20侧的管片40和暗挖顶板位置的管片40为可拆卸管片401；步骤s13，明挖掘进施工，并采用管片40衬砌，临基坑20侧的管片40和明挖底板位置的管片40为可拆卸管片401。
52.如图3
‑
图5所示，在工作井12中始发暗挖掘进机51，并采用管片40衬砌。如图2和图7所示，暗挖掘进施工中临基坑20侧的管片40为第一管片41，暗挖顶板位置的管片40为第二
管片42，第一管片41和第二管片42均为可拆卸管片401，以便基坑20施工完成后进行拆除，以及在预挖槽30中施作主体结构11。
53.在工作井12内始发明挖掘进机，开挖外周上部土体，并采用管片40衬砌，如图2和图7所示，明挖掘进施工中临基坑20侧的管片40为第三管片43，明挖底板位置的管片40为第四管片44，第三管片43和第四管片44均为可拆卸管片401，以便基坑20施工完成后进行拆除，以及在预挖槽30中施作主体结构11。
54.先在下部始发暗挖掘进机51，在暗挖掘进机51掘进一定距离后，再在工作井12内始发明挖掘进机，可以防止上下两台掘进机施工期间的相互干扰。步骤s12与步骤s13同时进行，暗挖掘进机51施工掘进完成后在交汇处等待，明挖掘进机52掘进完成到达交汇处后，分别吊出明挖掘进机52和暗挖掘进机51。
55.进一步地，步骤s10中，在拟挖的预挖槽30的对角位置设置两个工作井12，在每个工作井12中，沿两个方向分别始发掘进施工至交汇处，有利于提高施工效率。以预挖槽30呈矩形为例，如图1所示，在场地对角位置设置两个工作井12，两个工作井12分别位于矩形的角部，在每一个工作井12中沿场地边缘两个方向分别始发掘进机，在矩形的另外两个角部交汇对接。通过两个较小的工作井12，采用明挖掘进机52和暗挖掘进机51结合的方法开挖周边土体，提高了施工效率。
56.在一实施方式中，步骤s20包括：步骤s21，掘进施工基坑底板初支结构21；步骤s22，明挖施工基坑20。步骤s21与步骤s22依次实施，对基坑20采用明挖法掘进，在预挖槽30中的管片40及基坑底板初支结构21的支护下，可以保障对基坑20明挖施工的安全性。
57.进一步地，步骤s21包括：在预挖槽30内依次完成矩形管幕61始发、掘进和接收，并重复实施；矩形管幕61互相咬合，形成基坑底板初支结构21。具体地，基坑20为明挖区，在已施工完成的预挖槽30内始发矩形管幕设备60，施工基坑底板初支结构21。如图8
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图9所示，矩形管幕设备60就位：根据施工需求，拆除合适位置的第二管片42和第四管片44，形成施工人员、设备、物料的出入口，然后吊装矩形管幕设备60。如图10
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图13所示，矩形管幕61施工：管幕施工前破除相应位置的第一管片41，在预挖槽30内依次完成矩形管幕61始发、掘进、接收，并重复上述过程，进行矩形管幕61零间距掘进施工，矩形管幕61互相咬合，形成基坑底板初支结构21。
58.更进一步地，暗挖掘进施工的临基坑20侧的管片40的宽度，与矩形管幕61的宽度相等，以便于步骤s21中对矩形管幕61进行始发、掘进和接收。
59.在一实施方式中，步骤s22采用分部明挖施工，并且分部201土体开挖完成后，在分部201内施工主体结构11。在预挖槽30中的管片40及基坑底板初支结构21的围护条件下，对各分部201进行明挖施工，每个分部201土体开挖完成后，即在该分部201内施工主体结构11，分部明挖施工与施工主体结构11同时进行，提高了施工效率。明挖分部201前进行计算，保障开挖土体体积满足整体结构抗浮需求。主体结构11的施工速度与明挖施工相适应，以便于各个分部201的主体结构11施工衔接，减少施工缝数量。
60.该施工方法包括：步骤s40，施工预挖槽底板31；步骤s40在步骤s30之前实施。预挖槽底板31增强了预挖槽30的强度，保障了后续在预挖槽30内施工主体结构11的安全性。优选地，步骤s21、步骤s40与步骤s22依次实施，所有矩形管幕61施工完成后，回填预挖槽底板31。
61.进一步地，预挖槽底板31的厚度大于或者等于基坑底板初支结构21的厚度，以使预挖槽底板31包裹矩形管幕61端头，对矩形管幕61进行嵌固。
62.该施工方法中，通过两个较小的工作井12，采用明挖掘进机52和暗挖掘进机51结合的方法开挖周边土体，形成预挖槽30；使用管片40进行衬砌，形成衬砌结构的同时，对基坑20明挖施工进行围护；在已施工完成的预挖槽30内始发矩形管幕设备60，施工基坑底板初支结构21；在衬砌结构及基坑底板初支结构21的支护下，对基坑20进行分部明挖施工。
63.以拟建地下空间区域呈矩形为例，施工步骤包括：步骤s11，施工场地准备，根据拟建地下空间区域，在合适位置设置工作井12，工作井12的尺寸根据掘进机宽度确定，满足掘进机掘进要求及预挖槽30施工要求，同时预挖槽30宽度满足后续矩形管幕61施工需求；步骤s12，暗挖掘进机51在工作井12内始发，开挖外周下部土体；步骤s13，暗挖掘进机51掘进一定距离后在工作井12内始发明挖掘进机，开挖外周上部土体；对预挖槽30采用组合式管片衬砌；步骤s21，在预挖槽30内安装矩形管幕设备60进行始发，依次完成矩形管幕设备60始发、掘进、接收，矩形管幕61之间相互咬合、连接，形成基坑20底部初支结构；步骤s40，施工预挖槽底板31；步骤s22，在预挖槽30中的管片40及基坑20底部初支结构的围护条件下，进行分部明挖施工，并分部施作主体结构11；步骤s30，拆除预挖槽30中衬砌的管片40，施工预挖槽30内主体结构11，处理施工缝，完成主体结构11施工；施作内部防水及二衬
64.方案二
65.本发明提供了一种地下结构的施工结构，如图16和图17所示，该施工结构包括：基坑20、预挖槽30、基坑底板初支结构21和预挖槽底板31，预挖槽30绕基坑20设置；基坑底板初支结构21设于基坑20内，基坑20内设有主体结构11，基坑20内的主体结构11位于基坑底板初支结构21的上方；预挖槽底板31设于预挖槽30内，预挖槽30内设置有管片40，并且临基坑20侧的管片40为可拆卸管片401。
66.该施工结构为地下结构的施工过程中的结构，利用该施工结构，取消了施工基坑20所需的围护结构，且能够保障施工安全，具有以下优点：(1)缩短施工工期，节约工程材料，降低工程造价；(2)不侵占周围的地下空间，减少对后续地下工程施工的影响；(3)大跨度、大深度的基坑20的围护结构的深度通常较大，该施工方法预挖槽30的深度接近于基坑20的深度，从而减小了开挖深度，降低了施工难度和施工成本。
67.以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。