專利名稱：導洞一隔離樁墻法防護鄰近構造物沉降的方法和結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市地下建筑工程施工方法及結構。
日本的Takatoriyama隧道，是一座長1193m的四車道高速公路隧道，其中有280m處于斷層巖體中，覆蓋層厚度在18到40m之間，附近地面有約800所居民住房及地下管線系統。施工采用了長達15m的超前管棚注漿，支護和分部開挖。
加拿大國家鐵路的St.Clair水底隧道，直徑9.2m，長1.8km，其中部分地段下穿一座玻璃屋頂的3層鋼筋混凝土結構，內有對結構變位敏感的重要儀器，下部為條形基礎。隧道穿越的地層主要為抗剪能力很弱的冰漬土，開挖采用土壓平衡盾構。沿著隧道走向在建筑物的兩側開設兩個深10m、內徑4.5m的豎井，在豎井內施行的劈裂補償注漿，于建筑物基礎和隧道的中間部位形成若干個水平注漿加固層。隧道的有壓開挖以及地層處理并未能全面控制地層變形，建筑物內有些地面瓷磚出現裂縫，三個窗戶發生破裂。
意大利的Ravone鐵路車站站場下面的兩個平行的地下通道，斷面呈拱形，每個通道的內徑為13m，長約400m，兩通道的中心距離僅有17m。地層主要為軟弱的淤泥砂卵石，偶有粘土夾層。隧道采用礦山法全斷面開挖，鋼拱架和加鋼筋網噴射混凝土支護。開挖前施行地層加固。
國內上海地鐵1、2號線，廣州地鐵1、2號線，深圳地鐵1號線羅湖站至老街站都有地鐵施工緊鄰地面建筑物的實例，但其中以明挖車站和盾構穿越為主，目前尚未見到有淺埋暗挖雙連拱區間隧道采用導洞—隔離樁墻防護鄰近構筑物沉降的結構和方法的實例報道。
在斷面形狀和施工方法均較復雜的雙連拱隧道近距離施工，隨著隧道的開挖，地層內部應力平衡狀態也在不斷進行調整，地層變形和塑性區在不斷地發展，一旦地層變形波及建筑物基礎，建筑物就可能產生不均勻沉降，當不均勻沉降達到臨界值時，房屋就將破壞。極易造成樓房不均勻沉降，將會危及人民、財產安全，引起嚴重的民事糾紛。
本發明導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法的施工步驟特征a、在擬建地下建筑物兩側上方各施作一導洞，并襯砌；b、在導洞內施作一排鉆孔灌注樁，樁底深入到擬建地下建筑物底板以下；c、將各鉆孔灌注樁的樁頂與導洞襯砌連接成一道樁墻，形成擬建地下建筑物基坑的圍護結構。
上述a步驟中，導洞用上下臺階法或全斷面法施工。
上述b步驟中，導洞襯砌是網構鋼架和噴射混凝土筑成一體。
上述c步驟中，在導洞內施作的鉆孔灌注樁步驟包括用鉆機成孔、鋼筋籠安裝、砼灌注。
這種導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的結構，其特征在于在橫置于地面以下的鋼筋混凝土導洞下面固定連接一排鋼筋混凝土樁，形成一道整體樁墻。
上述筒形鋼筋混凝土導洞是網構鋼架和噴射混凝土筑成一體。
上述鋼筋混凝土樁是鋼筋籠和混凝土灌注成一體。
有益效果本發明的導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法和結構，利用地下導洞施作鉆孔隔離樁，并將隔離樁與導洞襯砌連接在一起，成為一道整體性較好的地下導洞—隔離樁墻。導洞—隔離樁墻的作用與地面施作的普通柱列式圍護結構相類似，導洞的作用如同普通柱列式圍護結構的帽梁。與普通柱列式圍護結構相比導洞支護的橫向空間較大，抵抗水平位移和轉動的剛度較強。另外，因為導洞采用暗挖法施工，兩導洞之間未開挖的土體有側向支撐作用。承受因開挖雙連拱隧道(猶如基坑內挖土)而產生的土體的側向壓力，并限制樁墻外土體的豎向變形(沉降)，一般來說這種豎向變形僅為基坑圍護結構最大水平變位的50％～100％。而樁墻的水平變位取決于樁墻和橫撐的剛度以及基坑橫撐的豎向間距，樁墻外土體的水平變形即為樁墻的水平變位。在雙連拱隧道施工中先施作導洞及鉆孔灌注樁墻，避免了鄰近建筑物傾斜、開裂、破壞。能十分有效地將雙連拱隧道施工所引起的地面沉降控制在兩道隔離樁墻范圍內，即使波及到樁墻外側土體，其影響也很小，因此，鄰近建筑物傾斜率遠小于規范允許的范圍。
本發明導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法的實施例a、在擬建地下暗挖雙連拱隧道兩側上方各施作一導洞，并襯砌，導洞用上下臺階法施工。開挖跨度12m，覆土僅為1倍洞徑左右(7～12m)，雙連拱隧道采用中洞法施工，工況要求中隔墻形成承載能力后，方可進行側洞開挖，最后施作側洞初支形成雙連拱結構。兩個橫向的長筒形導洞在鄰近樓房之間的隧道上方通過。導洞開挖完成后，在兩個導洞內施作鉆孔灌注樁，錨入隧道底板深度為6m，導洞與隔離樁連成整體高出隧道4.2m，形成樁墻、帽梁將樓房基礎與隧洞隔離。導洞凈空高3m、寬2.5m，初支厚度300mm，采用上下臺階法施工，分上下臺階兩部開挖。噴砼封閉后開挖前排設超前管棚，間隔一個作為超前注漿管。開挖前超前注水泥水玻璃雙液漿加固地層，確保掌子面穩定，控制土層流失，控制地表下沉，確保樓房安全。每次開挖一榀，嚴禁多榀一次開挖，隧道開挖過程中留核心土。開挖過程若出現不良地質情況及時對開挖面進行網噴封閉，進行加固處理。導洞襯砌包括在開挖面進行鋼筋網與網構鋼架連接、噴砼封閉加固、封閉后開挖前排設超前管棚、設置網構鋼架、鋼支撐保護層、注漿加固、回填注漿。
b、在導洞內施作一排鉆孔灌注樁，在導洞內完成鉆機成孔、鋼筋籠搬運吊裝、砼灌注、泥漿外運，樁底深入到擬建地下暗挖雙連拱隧道底板以下。
c、將各鉆孔灌注樁的樁頂與導洞襯砌連接成一道樁墻，形成暗挖雙連拱地下隧道基坑的圍護結構。
權利要求
1.一種導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法，其施工步驟的特征在于a、在擬建地下建筑物兩側上方各施作一導洞，并襯砌；b、在導洞內施作一排鉆孔灌注樁，樁底深入到擬建地下建筑物底板以下；c、將各鉆孔灌注樁的樁頂與導洞襯砌連接成一道樁墻，形成擬建地下建筑物基坑的圍護結構。
2.根據權利要求1所述的導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法，其特征在于所述a步驟中，導洞用上下臺階法或全斷面法施工。
3.根據權利要求1所述的導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法，其特征在于所述b步驟中，導洞襯砌是網構鋼架和噴射混凝土筑成一體。
4.根據權利要求1所述的導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法，其特征在于所述c步驟中，在導洞內施作的鉆孔灌注樁步驟包括用鉆機成孔、鋼筋籠安裝、砼灌注。
5.一種導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的結構，其特征在于在橫置于地面以下的鋼筋混凝土導洞下面固定連接一排鋼筋混凝土樁，形成一道整體樁墻。
6.根據權利要求5所述的導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的結構，其特征在于所述筒形鋼筋混凝土導洞是網構鋼架和噴射混凝土筑成一體。
7.根據權利要求5所述的導洞—隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的結構，其特征在于所述鋼筋混凝土樁是鋼筋籠和混凝土灌注成一體。
全文摘要
一種導洞一隔離樁墻法防護鄰近構筑物沉降的方法和結構，其施工步驟在擬建地下建筑物兩側上方各施作一導洞，并襯砌；在導洞內施作一排鉆孔灌注樁，樁底深入到擬建地下建筑物底板以下；將各鉆孔灌注樁的樁頂與導洞襯砌連接成一道樁墻，形成擬建地下建筑物基坑的圍護結構。本發明利用地下導洞施作鉆孔隔離樁，并將隔離樁與導洞襯砌連接在一起，成為一道整體性較好的地下導洞一隔離樁墻。防止地下建筑物基坑外側土體的變形和沉降、避免危害鄰近建筑物傾斜、開裂、破壞，減少施工區域對居民正常生活的影響。
文檔編號E02D29/02GK1419020SQ0215858
公開日2003年5月21日 申請日期2002年12月26日 優先權日2002年12月26日
發明者馬鎖柱, 崔志杰, 項彥勇, 魏怡, 劉元重, 惠麗萍, 韓少光, 王福柱, 王先堂 申請人:北京城建設計研究院有限責任公司, 中鐵隧道集團有限公司