CN203161244U

CN203161244U - 既有地铁暗挖区间隧道保护结构

Info

Publication number: CN203161244U
Application number: CN 201320053071
Authority: CN
Inventors: 林刚; 牟锐; 郭俊; 罗世培; 宋同伟; 陶星
Original assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Current assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-01-30

Abstract

既有地铁暗挖区间隧道保护结构，在保证既有地铁线路运营安全的前提下，该保护结构能够将后建明挖法结构基坑底距既有地铁暗挖区间隧道结构顶的最小距离减小到3.0～3.5m。它包括分别设置于左侧隧道、右侧隧道外侧的左侧抗拔桩、右侧抗拔桩，以及设置在左侧隧道、右侧隧道之间的中间抗拔桩；分别设置在左侧抗拔桩、右侧抗拔桩外侧的左侧导向墙、右侧导向墙，设置在中间抗拔桩桩顶的加固梁；设置在地下空间基坑开挖面与左侧隧道、右侧隧道拱顶之间的加固构件，加固构件的两端与加固梁、左侧导向墙或右侧导向墙固定连接。

Description

既有地铁暗挖区间隧道保护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道工程，特别涉及一种既有地铁暗挖区间隧道保护结构。

背景技术

经过近年的建设，国内许多城市的地铁线路已初步成网，占据了一定的城市地下公共空间，由于地铁工程的特殊性和重要性，为保证既有地铁结构的安全，许多城市制定了专门的地铁保护法律、法规，要求非特殊情况，后建地下工程在平面上需与既有地铁工程保持一定的距离，但由于地下空间资源的局限，在既有地铁结构上方再修建地下工程在所难免。

根据国内地铁工程的特点和再建地下工程的实际情况，在既有地铁结构上方再修建的地下工程一般均采用明挖法施工，由于明挖法基坑施工中的“地层卸载效应”，将导致基坑开挖过程中基坑下地层的“回弹”，同时隧道刚度与地层悬殊甚大，因此在明挖法基坑开挖过程中将导致地铁结构跟随地层一起“回弹”。地铁暗挖区间隧道从施工到运营均无地层卸载工况，为保证地铁运营安全，通常将后建地下结构明挖法基坑底距既有地铁暗挖区间隧道结构顶的最小距离规定为7.0～7.5m。

根据后建结构明挖法基坑底距既有地铁暗挖区间隧道结构顶的距离要求和地铁暗挖区间隧道埋深的实际特点，目前后建明挖结构方案成立的比例较小，同时即使方案成立，大部分也只能为地下一层结构，这对地下空间资源的可开发性、开发经济性以及可持续性等均产生了较大影响，若能将后建明挖法结构基坑底距既有地铁暗挖区间隧道结构顶的最小距离减小到3.0～3.5m，无疑将极大地促进地下空间资源的开发和利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既有地铁暗挖区间隧道保护结构，在保证既有地铁线路运营安全的前提下，该保护结构能够将后建明挖法结构基坑底距既有地铁暗挖区间隧道结构顶的最小距离减小到3.0～3.5m。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是它包括：分别设置于左侧隧道、右侧隧道外侧的左侧抗拔桩、右侧抗拔桩，以及设置在左侧隧道、右侧隧道之间的中间抗拔桩；分别设置在左侧抗拔桩、右侧抗拔桩外侧的左侧导向墙、右侧导向墙，设置在中间抗拔桩桩顶的加固梁；设置在地下空间基坑开挖面与左侧隧道、右侧隧道拱顶之间的加固构件，加固构件的两端与加固梁、左侧导向墙或右侧导向墙固定连接。

本实用新型的有益效果是，该保护结构能够将由于结构上方明挖法基坑开挖而导致的结构下方的地层“回弹值”减少60%～80%，达到在保证既有地铁线路运营安全的前提下，将后建明挖法结构基坑底距已建地铁暗挖区间隧道结构顶的最小距离减小到3.0～3.5m，增大地下空间资源开发和利用的价值和意义。

附图说明

本说明书包括如下四幅附图：

图1是本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构的平面布置示意图（不含管棚工作坑和桩顶加固梁工作坑）；

图2是本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构钢管管棚展开示意图；

图3是本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构的横断面布置示意图（管棚工作坑围护结构采用排桩型式）；

图4是本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构的横断面布置示意图（管棚工作坑围护结构采用土钉墙型式）。

图中示出构件、部位名称及所对应的标记：左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b、中间抗拔桩11c、左侧导向墙12a、右侧导向墙12b、桩顶加固梁13、钢管管棚14、泄气孔14a、左侧隧道21、右侧隧道22、排桩型式管棚工作坑围护结构23、土钉型式管棚工作坑围护结构24、桩顶加固梁工作坑围护结构25、最小距离a、钢管管棚层距b、横向距离LL、竖向距离LS、管棚工作坑M、桩顶加固梁工作坑Ｎ、地面A、地下空间基坑开挖面B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1、图3和图4中示出的既有地铁暗挖区间隧道包括左侧隧道21、右侧隧道22，图中左侧隧道21和右侧隧道22可以是采用盾构法修建的地铁盾构法区间隧道，也可以是采用矿山法修建的地铁矿山法区间隧道。

参照图1、图3和图4，本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构，它包括分别设置于左侧隧道21、右侧隧道22外侧的左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b，以及设置在左侧隧道21、右侧隧道22之间的中间抗拔桩11c；分别设置在左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b外侧的左侧导向墙12a、右侧导向墙12b，设置在中间抗拔桩11c桩顶的加固梁13；设置在地下空间基坑开挖面B与左侧隧道21、右侧隧道22拱顶之间的加固构件，加固构件的两端与加固梁13、左侧导向墙12a或右侧导向墙12b固定连接。

参照图3，所述加固构件通常采用钢管管棚14，钢管管棚14的两端与加固梁13、左侧导向墙12a或右侧导向墙12b固定连接，钢管管棚14内灌注细石混凝土。即由抗拔桩（左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b、中间抗拔桩11c）、导向墙（左侧导向墙12a、右侧导向墙12b）、桩顶加固梁13、钢管管棚14和钢管管棚中的细石混凝***同形成“抗拔桩＋钢管管棚＋细石混凝土”保护结构，该保护结构能够将由于结构上方明挖法基坑开挖而导致的结构下方的地层“回弹值”减少60%～80%，达到在保证既有地铁线路运营安全的前提下，将后建明挖法结构基坑底距已建地铁暗挖区间隧道结构顶的最小距离减小到3.0～3.5m，增大地下空间资源开发、利用的价值和意义。根据地质特点及现场具体情况，所述加固构件也可采用型钢构件或预制钢筋混凝土梁。

参照图3，所述左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b由地面A向下延伸，中间抗拔桩11c由地下空间基坑开挖面B向下延伸。一般情况下，左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b、中间抗拔桩11c桩底与左侧隧道21、右侧隧道22底面的竖向距离LS不小于1m，与左侧隧道21、右侧隧道22的横向距离LL不小于2m。

参照图1和图3，左侧导向墙12a、右侧导向墙12b、钢管管棚14和钢管管棚中的细石混凝土在已施作的管棚工作坑M中施作，桩顶加固梁13和钢管管棚14的固定在已施作的桩顶加固梁工作坑Ｎ中施作。管棚工作坑M和桩顶加固梁工作坑Ｎ围护结构可以采用地下连续墙、排桩或土钉墙等型式。

本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构的施工工序、技术措施和相关要求如下：

1、左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b、中间抗拔桩11c。通常，抗拔桩11为桩径0.8～1.5m的钢筋混凝土桩，混凝土强度等级C20～C35，一般情况下，左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b、中间抗拔桩11c桩底与左侧隧道21、右侧隧道22底面的竖向距离LS不小于1m，与左侧隧道21、右侧隧道22的横向距离LL不小于2m，根据现场实际情况，左侧抗拔桩11a、右侧抗拔桩11b、中间抗拔桩11c也可采用抗拔墙等结构型式；

2、施作管棚工作坑M和桩顶加固梁工作坑Ｎ。工作坑为临时结构，可采用地下连续墙、排桩或土钉墙等型式；管棚工作坑M的内空尺寸应满足导向墙12和钢管管棚14施作的空间要求，桩顶加固梁工作坑Ｎ的内空尺寸应满足桩顶加固梁13施作的空间要求。通常，管棚工作坑M在平面上的内空尺寸为宽5～8m，长在需保护的暗挖区间轮廓线基础上外扩4～6m；桩顶加固梁工作坑Ｎ在平面上的内空尺寸为宽3～5m，长在需保护的暗挖区间轮廓线基础上外扩4～6m；

3、在管棚工作坑M中施作左侧导向墙12a、右侧导向墙12b。通常，导向墙12为高1.5～2.0m、厚0.8～1.2m、与管棚工作坑M齐长的矩型混凝土结构，并在需打设钢管管棚14的位置预埋导向管16；

4、在管棚工作坑M中通过导向管16施作钢管管棚14。通常，钢管管棚14为外直径108～159mm、壁厚3.5～8.0mm的钢管，钢管管棚与地铁暗挖区间隧道的最小距离a不小于2.5m，层数1～3层，层距b为0.4～0.6m，层内间距0.3～0.8m，参照图2，钢管管棚14施工前，需在管身上加工直径8～12mm、间距300～500mm、梅花形布置的泄气孔14a；

5、在桩顶加固梁工作坑Ｎ中固定钢管管棚14并施作桩顶加固梁13。通过管棚导向管施作的钢管管棚14在桩顶加固梁工作坑Ｎ中应满足相应的误差要求，通常钢管管棚14的空间误差应不大于30cm，桩顶加固梁13为高0.8～1.8m、宽1.2～2.5m，与导向墙12齐长的矩型混凝土结构；

6、向钢管管棚14中注入细石混凝土。通常，细石混凝土14强度等级C20～C35，注入压力0.3～0.4MPa；

钢管管棚14和钢管管棚中的细石混凝土可用型钢或预制钢筋混凝土梁替代。

若管棚工作坑M和桩顶加固梁工作坑Ｎ围护结构采用土钉墙型式，为节省工程造价，工序1与工序2可对换。

以上所述只是用图解说明本实用新型既有地铁暗挖区间隧道保护结构的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims

1.既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是它包括：分别设置于左侧隧道（21）、右侧隧道（22）外侧的左侧抗拔桩（11a）、右侧抗拔桩（11b），以及设置在左侧隧道（21）、右侧隧道（22）之间的中间抗拔桩（11c）；分别设置在左侧抗拔桩（11a）、右侧抗拔桩（11b）外侧的左侧导向墙（12a）、右侧导向墙（12b），设置在中间抗拔桩（11c）桩顶的加固梁（13）；设置在地下空间基坑开挖面（B）与左侧隧道（21）、右侧隧道（22）拱顶之间的加固构件，加固构件的两端与加固梁（13）、左侧导向墙（12a）或右侧导向墙（12b）固定连接。

2.如权利要求1所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述加固构件为钢管管棚（14），钢管管棚（14）内灌注细石混凝土。

3.如权利要求2所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述钢管管棚（14）为外直径108～159mm、壁厚3.5～8.0mm的钢管，钢管管棚（14）与左侧隧道（21）、右侧隧道（22）拱顶之间的最小距离（a）不小于2.5m，层数1～3层，层距（b）0.4～0.6m，层内间距0.3～0.8m；

4.如权利要求3所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述钢管管棚（14）的钢管管壁上具有分布设置呈梅花型布设的泄气孔（14a），泄气孔（14a）直径8～12mm、间距300～500mm。

5.如权利要求4所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述细石混凝土强度等级C20～C35，注入压力0.3～0.4MP。

6.如权利要求1所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述加固构件为型钢构件或预制钢筋混凝土梁。

7.如权利要求1所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述左侧抗拔桩（11a）、右侧抗拔桩（11b）由地面A向下延伸，中间抗拔桩（11c）由地下空间基坑开挖面（B）向下延伸，左侧抗拔桩（11a）、右侧抗拔桩（11b）、中间抗拔桩（11c）桩底与左侧隧道（21）、右侧隧道（22）底面的竖向距离（LS）不小于1m，与左侧隧道（21）、右侧隧道（22）的横向距离（LL）不小于2m。

8.如权利要求7所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述左侧抗拔桩（11a）、右侧抗拔桩（11b）、中间抗拔桩（11c）为桩径0.8～1.5m的钢筋混凝土桩，混凝土强度等级C20～C35。

9.如权利要求1所述的既有地铁暗挖区间隧道保护结构，其特征是：所述左侧导向墙（12a）、右侧导向墙（12b）为高1.5～2.0m、厚0.8～1.2m的矩型混凝土结构。