一種雙拱形城市地下綜合體及其暗挖建造方法與流程

本發(fā)明屬于城市地下道路工程領(lǐng)域與市政設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙拱形城市地下綜合體及其暗挖建造方法。

背景技術(shù)：

目前城市交通建設(shè)如火如荼，隨著國(guó)家進(jìn)一步推進(jìn)綜合管廊、海綿城市戰(zhàn)略，我國(guó)大中城市必將掀起地下工程建設(shè)的新一輪高潮，由于地下空間的稀缺性，對(duì)集“城市地下綜合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空間”的城市地下綜合體的需求巨大。

日本和歐美地下空間的開發(fā)和建設(shè)處于領(lǐng)先地位，最先倡導(dǎo)并提出地下城市和城市地下空間的綜合化和立體化開發(fā)理念，1990年提出東京宣言：大力開發(fā)地下空間，開始人類新的穴居時(shí)代，2010年國(guó)際隧道協(xié)會(huì)擴(kuò)展到隧道與地下空間協(xié)會(huì)并宣告：21世紀(jì)是地下空間的世紀(jì)。

對(duì)標(biāo)國(guó)際大都市，變粗放式、攤大餅城市發(fā)展模式為集約式、立體化模式，向地下要空間；突破城市土地、空氣、水源、綠地、人均城市空間、能源、環(huán)境等資源環(huán)境總量約束；對(duì)交通擁堵、空氣污濁、噪音污染、視覺(jué)污染、城市看海、綠化不足、房地產(chǎn)財(cái)政轉(zhuǎn)型、老城區(qū)活力下降等招招致命的城市病進(jìn)行綜合整治；變中國(guó)制造為中國(guó)創(chuàng)造，培育國(guó)際領(lǐng)先的高端產(chǎn)業(yè)集群。

國(guó)外城市地下空間開發(fā)利用歷史悠久，多以大型地下交通樞紐結(jié)合商業(yè)設(shè)施和停車場(chǎng)、容多種交通形式于一體的地下空間綜合體類型呈現(xiàn)。在國(guó)際上，日本和歐美在地下空間的開發(fā)和建設(shè)處于領(lǐng)先地位，最先倡導(dǎo)并提出地下城市和城市地下空間的綜合化和立體化開發(fā)理念?？傮w看，包含有多種交通方式或多種功能的地下空間綜合體許多國(guó)家時(shí)有出現(xiàn)，尚未見集“城市地下綜合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空間” 城市地下綜合體類型。因此，迫切需要開發(fā)地下空間綜合體，適應(yīng)國(guó)家綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種解決“交通擁堵、海綿城市、綜合管廊”一體化的世界性城市發(fā)展難題、節(jié)約工程投資和打造“人在地上，物和車在地下”的綠色生態(tài)理想城市的雙拱形城市地下綜合體及其暗挖建造方法。

一種雙拱形城市地下綜合體主要包括超前中空注漿錨桿、待開挖隧道、中頂永久錨桿、中部臨時(shí)錨桿、中頂初級(jí)永久支護(hù)、中部臨時(shí)支護(hù)、側(cè)壁永久錨桿、側(cè)室側(cè)壁臨時(shí)錨桿、側(cè)壁初級(jí)永久支護(hù)、側(cè)室側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)、側(cè)室頂壁臨時(shí)支護(hù)、臨時(shí)支撐、側(cè)邊基礎(chǔ)、下部側(cè)邊墻、中部基礎(chǔ)、下部中墻、上部側(cè)邊墻、上部中墻、飛鳥頂部、中頂排水系統(tǒng)空間、頂部永久錨桿、頂部初級(jí)永久支護(hù)、頂部二次襯砌結(jié)構(gòu)、綜合管廊層底板、安全人行與檢修層底板、綜合管廊豎隔板、斜墻、底部初級(jí)支護(hù)、底部二次襯砌、下層車道底梁板、上層車道底梁板、維修車道、維修車、水管墩、水管和安全防火隔離墻；雙拱形城市地下綜合體為雙拱形相連，兩個(gè)馬蹄形連接處設(shè)置一道中承重墻，整體布局與結(jié)構(gòu)以中墻對(duì)稱；雙拱形城市地下綜合體自下到上分為5層，分別為海綿城市專用水艙、下層交通專用艙、上層交通專用艙、地下綜合管廊艙和安全人行與檢修艙，各層之間分別由下層車道底梁板(30)、上層車道底梁板(31)、綜合管廊層底板(24)和安全人行與檢修層底板(25)隔開；海綿城市專用水艙內(nèi)設(shè)置維修車道(32)、維修車(33)、水管墩(34)、水管(35)；所述的下層交通專用艙、上層交通專用艙均分別設(shè)置安全防火隔離墻(36)，將其分隔為內(nèi)側(cè)空間較大的交通艙和兩側(cè)空間較小的安全疏散艙；所述的地下綜合管廊艙由兩側(cè)的斜墻(27)和若干個(gè)豎直的綜合管廊豎隔板(26)分隔為多個(gè)艙。

一種雙拱形城市地下綜合體的暗挖建造方法為：

第1步：超前錨桿、小導(dǎo)管安裝、注漿；

第2步：Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)開挖；

第3步：Ⅳ區(qū)、Ⅴ區(qū)和Ⅵ區(qū)開挖；

第4步：下部側(cè)邊墻和下部中墻結(jié)構(gòu)建造；

第5步：上部側(cè)邊墻和上部中墻結(jié)構(gòu)建造以及臨時(shí)支撐；

第6步：Ⅶ區(qū)和Ⅷ區(qū)開挖以及頂部初級(jí)支護(hù)；

第7步：頂部襯砌；

第8步：綜合管廊層底板建造；

第9步：安全人行與檢修層底板和綜合管廊豎隔板建造；

第10步：Ⅸ區(qū)和Ⅹ區(qū)開挖；

第11步：底部二次襯砌；

第12步：下層車道底梁板建造；

第13步：上層車道底梁板建造；

第14步：底部水艙建造；

第15步：安全防火隔離墻建造；

所述的Ⅰ區(qū)為待開挖隧道(2)的中區(qū)上部，所述的Ⅱ區(qū)為待開挖隧道(2)的左側(cè)區(qū)上部，所述的Ⅲ區(qū)為待開挖隧道(2)的右側(cè)區(qū)上部，所述的Ⅳ區(qū)為待開挖隧道(2)的左側(cè)區(qū)下部，所述的Ⅴ區(qū)為待開挖隧道(2)的中區(qū)下部，所述的Ⅵ區(qū)為待開挖隧道的右側(cè)區(qū)下部，所述的Ⅶ區(qū)位于待開挖隧道(2)的左側(cè)單拱洞中上部，所述的Ⅷ區(qū)位于待開挖隧道(2)的右側(cè)單拱洞中上部，所述的Ⅸ區(qū)位于待開挖隧道(2)的左側(cè)單拱洞中下部，所述的Ⅹ區(qū)位于待開挖隧道(2)的右側(cè)單拱洞中下部。

所述第1步進(jìn)一步包括：

1）超前中空注漿錨桿、小導(dǎo)管和格柵鋼架配合使用，錨桿長(zhǎng)度4.5 m,小導(dǎo)管為為3.5m，并應(yīng)大于循環(huán)進(jìn)尺的2 倍；

2）超前錨桿外插角度為10-15°，小導(dǎo)管外插角為10-25°；

3）小導(dǎo)管周邊注漿適用于自穩(wěn)時(shí)間6~12小時(shí)。

所述第2步進(jìn)一步包括：

1）先噴射頂部拱，從左到右或從右到左；

2）再噴射兩側(cè)墻體，自下而上；

3）圍巖表面比較平整時(shí)，可不進(jìn)行初噴混凝土，并先掛鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)需緊貼巖壁，再噴混凝土覆蓋；

4）采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，第二層鋼筋網(wǎng)在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設(shè)，其覆蓋厚度不小于3cm；

5）鋼筋網(wǎng)與錨桿連接牢固；

6)安設(shè)前進(jìn)行斷面尺寸檢查，及時(shí)處理欠挖侵入凈空部分；

7)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量定位，首先測(cè)定出隧道中線，確定高程，然后再測(cè)定鋼架（鋼格柵）的縱向位置；鋼架（鋼格柵）與圍巖之間的噴混凝土厚度不小于40mm；

8)兩排鋼架（鋼格柵）間沿周邊每隔1m 用φ22 縱向鋼筋焊接聯(lián)接，形成縱向連接系；

9）錨桿孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直線；桿體露出面的長(zhǎng)度，不大于噴層厚度；

10）錨桿砂漿飽滿，并作抗拔力試驗(yàn)，每300 根錨桿抽驗(yàn)一組，每組3 根；

11）進(jìn)行二次噴射混凝土。

所述進(jìn)行二次噴射混凝土進(jìn)一步包括：

1）先噴射兩側(cè)墻體，自下而上；

2）再噴射頂部拱，從左到右或從右到左。

本發(fā)明的有益效果是統(tǒng)籌各類市政管線規(guī)劃、建設(shè)和管理，解決反復(fù)開挖路面、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問(wèn)題，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景觀、促進(jìn)城市集約高效和轉(zhuǎn)型發(fā)展，有利于提高城市綜合承載能力和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，有利于增加公共產(chǎn)品有效投資、拉動(dòng)社會(huì)資本投入、打造經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力。變粗放式、攤大餅城市發(fā)展模式為集約式、立體化模式，向地下要空間；突破城市土地、空氣、水源、綠地、人均城市空間、能源、環(huán)境等資源環(huán)境總量約束；對(duì)交通擁堵、空氣污濁、噪音污染、視覺(jué)污染、城市看海、綠化不足、房地產(chǎn)財(cái)政轉(zhuǎn)型、老城區(qū)活力下降等招招致命的城市病進(jìn)行綜合整治；變中國(guó)制造為中國(guó)創(chuàng)造，培育國(guó)際領(lǐng)先的高端產(chǎn)業(yè)集群。

該綜合體易于采用暗挖方法施工，最底部為海綿城市專用艙，安全可靠，保證海綿城市的雨水儲(chǔ)存與流動(dòng)，具有超大的儲(chǔ)存雨水能力，中間兩層為地下交通，上面兩層分別為綜合管廊層與檢修層，空間布局合理，均能保證各層的正常運(yùn)營(yíng)與維修。采用暗挖的建造方法，對(duì)周圍環(huán)境影響小，且能保證施工安全，且施工經(jīng)濟(jì)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明中的一種雙拱形城市地下綜合體及其暗挖建造方法作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為超前錨桿、小導(dǎo)管安裝、注漿示意圖；

圖2為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)開挖示意圖；

圖3為Ⅳ區(qū)、Ⅴ區(qū)和Ⅵ區(qū)開挖示意圖；

圖4為下部側(cè)邊墻和下部中墻結(jié)構(gòu)建造示意圖；

圖5為上部側(cè)邊墻和上部中墻結(jié)構(gòu)建造以及臨時(shí)支撐示意圖；

圖6為Ⅶ區(qū)和Ⅷ區(qū)開挖以及頂部初級(jí)支護(hù)示意圖；

圖7為頂部襯砌示意圖；

圖8為綜合管廊層底板建造示意圖；

圖9為安全人行與檢修層底板和綜合管廊豎隔板建造示意圖；

圖10為Ⅸ區(qū)和Ⅹ區(qū)開挖示意圖；

圖11為底部二次襯砌示意圖；

圖12為下層車道底梁板建造示意圖；

圖13為上層車道底梁板建造示意圖；

圖14為底部水艙建造示意圖；

圖15為安全防火隔離墻建造示意圖；

圖中：1為超前中空注漿錨桿；2為待開挖隧道；3為中頂永久錨桿；4為中部臨時(shí)錨桿；5為中頂初級(jí)永久支護(hù)；6為中部臨時(shí)支護(hù)；7為側(cè)壁永久錨桿；8為側(cè)室側(cè)壁臨時(shí)錨桿；9為側(cè)壁初級(jí)永久支護(hù)；10為側(cè)室側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)；11為側(cè)室頂壁臨時(shí)支護(hù)；12為臨時(shí)支撐；13為側(cè)邊基礎(chǔ)；14為下部側(cè)邊墻；15為中部基礎(chǔ)；16為下部中墻；17為上部側(cè)邊墻；18為上部中墻；19為飛鳥頂部；20為中頂排水系統(tǒng)空間；21為頂部永久錨桿；22為頂部初級(jí)永久支護(hù)；23為頂部二次襯砌結(jié)構(gòu)；24為綜合管廊層底板；25為安全人行與檢修層底板；26為綜合管廊豎隔板；27為斜墻；28為底部初級(jí)支護(hù)；29為底部二次襯砌；30為下層車道底梁板；31為上層車道底梁板；32為維修車道；33為維修車；34為水管墩；35為水管；36為安全防火隔離墻。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但不能將它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

一種雙拱形城市地下綜合體主要包括超前中空注漿錨桿(1)、待開挖隧道(2)、中頂永久錨桿(3)、中部臨時(shí)錨桿(4)、中頂初級(jí)永久支護(hù)(5)、中部臨時(shí)支護(hù)(6)、側(cè)壁永久錨桿(7)、側(cè)室側(cè)壁臨時(shí)錨桿(8)、側(cè)壁初級(jí)永久支護(hù)(9)、側(cè)室側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)(10)、側(cè)室頂壁臨時(shí)支護(hù)(11)、臨時(shí)支撐(12)、側(cè)邊基礎(chǔ)(13)、下部側(cè)邊墻(14)、中部基礎(chǔ)(15)、下部中墻(16)、上部側(cè)邊墻(17)、上部中墻(18)、飛鳥頂部(19)、中頂排水系統(tǒng)空間(20)、頂部永久錨桿(21)、頂部初級(jí)永久支護(hù)(22)、頂部二次襯砌結(jié)構(gòu)(23)、綜合管廊層底板(24)、安全人行與檢修層底板(25)、綜合管廊豎隔板(26)、斜墻(27)、底部初級(jí)支護(hù)(28)、底部二次襯砌(29)、下層車道底梁板(30)、上層車道底梁板(31)、維修車道(32)、維修車(33)、水管墩(34)、水管(35)和安全防火隔離墻(36)；雙拱形城市地下綜合體為雙拱形相連，兩個(gè)馬蹄形連接處設(shè)置一道中承重墻，整體布局與結(jié)構(gòu)以中墻對(duì)稱；雙拱形城市地下綜合體自下到上分為5層，分別為海綿城市專用水艙、下層交通專用艙、上層交通專用艙、地下綜合管廊艙和安全人行與檢修艙，各層之間分別由下層車道底梁板(30)、上層車道底梁板(31)、綜合管廊層底板(24)和安全人行與檢修層底板(25)隔開；海綿城市專用水艙內(nèi)設(shè)置維修車道(32)、維修車(33)、水管墩(34)、水管(35)；所述的下層交通專用艙、上層交通專用艙均分別設(shè)置安全防火隔離墻(36)，將其分隔為內(nèi)側(cè)空間較大的交通艙和兩側(cè)空間較小的安全疏散艙；所述的地下綜合管廊艙由兩側(cè)的斜墻(27)和若干個(gè)豎直的綜合管廊豎隔板(26)分隔為多個(gè)艙。

一種雙拱形城市地下綜合體的暗挖建造方法為：

第1步：超前錨桿、小導(dǎo)管安裝、注漿；

第2步：Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)開挖；

第3步：Ⅳ區(qū)、Ⅴ區(qū)和Ⅵ區(qū)開挖；

第4步：下部側(cè)邊墻和下部中墻結(jié)構(gòu)建造；

第5步：上部側(cè)邊墻和上部中墻結(jié)構(gòu)建造以及臨時(shí)支撐；

第6步：Ⅶ區(qū)和Ⅷ區(qū)開挖以及頂部初級(jí)支護(hù)；

第7步：頂部襯砌；

第8步：綜合管廊層底板建造；

第9步：安全人行與檢修層底板和綜合管廊豎隔板建造；

第10步：Ⅸ區(qū)和Ⅹ區(qū)開挖；

第11步：底部二次襯砌；

第12步：下層車道底梁板建造；

第13步：上層車道底梁板建造；

第14步：底部水艙建造；

第15步：安全防火隔離墻建造；

所述的Ⅰ區(qū)為待開挖隧道(2)的中區(qū)上部，所述的Ⅱ區(qū)為待開挖隧道(2)的左側(cè)區(qū)上部，所述的Ⅲ區(qū)為待開挖隧道(2)的右側(cè)區(qū)上部，所述的Ⅳ區(qū)為待開挖隧道(2)的左側(cè)區(qū)下部，所述的Ⅴ區(qū)為待開挖隧道(2)的中區(qū)下部，所述的Ⅵ區(qū)為待開挖隧道的右側(cè)區(qū)下部，所述的Ⅶ區(qū)位于待開挖隧道(2)的左側(cè)單拱洞中上部，所述的Ⅷ區(qū)位于待開挖隧道(2)的右側(cè)單拱洞中上部，所述的Ⅸ區(qū)位于待開挖隧道(2)的左側(cè)單拱洞中下部，所述的Ⅹ區(qū)位于待開挖隧道(2)的右側(cè)單拱洞中下部。

所述第1步進(jìn)一步包括：

1）超前中空注漿錨桿、小導(dǎo)管和格柵鋼架配合使用，錨桿長(zhǎng)度4.5 m,小導(dǎo)管為為3.5m，并應(yīng)大于循環(huán)進(jìn)尺的2 倍；

2）超前錨桿外插角度為10-15°，小導(dǎo)管外插角為10-25°；

3）小導(dǎo)管周邊注漿適用于自穩(wěn)時(shí)間6~12小時(shí)。

所述第2步進(jìn)一步包括：

1）先噴射頂部拱，從左到右或從右到左；

2）再噴射兩側(cè)墻體，自下而上；

3）圍巖表面比較平整時(shí)，可不進(jìn)行初噴混凝土，并先掛鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)需緊貼巖壁，再噴混凝土覆蓋；

4）采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，第二層鋼筋網(wǎng)在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設(shè)，其覆蓋厚度不小于3cm；

5）鋼筋網(wǎng)與錨桿連接牢固；

6)安設(shè)前進(jìn)行斷面尺寸檢查，及時(shí)處理欠挖侵入凈空部分；

7)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量定位，首先測(cè)定出隧道中線，確定高程，然后再測(cè)定鋼架（鋼格柵）的縱向位置；鋼架（鋼格柵）與圍巖之間的噴混凝土厚度不小于40mm；

8)兩排鋼架（鋼格柵）間沿周邊每隔1m 用φ22 縱向鋼筋焊接聯(lián)接，形成縱向連接系；

9）錨桿孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直線；桿體露出面的長(zhǎng)度，不大于噴層厚度；

10）錨桿砂漿飽滿，并作抗拔力試驗(yàn)，每300 根錨桿抽驗(yàn)一組，每組3 根；

11）進(jìn)行二次噴射混凝土。

所述進(jìn)行二次噴射混凝土進(jìn)一步包括：

1）先噴射兩側(cè)墻體，自下而上；

2）再噴射頂部拱，從左到右或從右到左。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。