一种地下通道结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程技术领域，更具体地，涉及一种地下通道结构及其施工方法。

背景技术

地下通道一般指市政工程中，横跨道路，用于行人通行或者车辆通行的地下过街通道，目前常用于我国市政道路中，传统市政地下通道为矩形简腔（见图1），而目前传统的地下通道对于电气、暖通、空调、消防等等管道及设备的布置均是简单沿主体结构（沿墙或者沿板）采用预埋焊接或者采用螺栓连接进行布设，且不同的管道设备安装位置及安装方式不一样，影响整个地下通道的净空及美观性。

对于需要开挖基坑的地下工程，基坑支护中支挡结构是最常用的的一种形式，支挡结构支护过程中需要用到横向内支撑以加大整个支挡结构的刚度，而对于结构尺寸较大，但结构埋深不深（指顶板的埋深）的地下通道， 基坑支护设计基本采用一道横向内支撑， 当施工底板时，支撑体系与结构主体不存在着冲突；但当施工侧墙上部分及顶板时，支挡结构的横向内支撑与地下通道结构的墙体以及顶板之间存在冲突（见图2），这时候必须将支挡结构的横向内支撑拆除方可继续施工上部结构，但是对于只设置一道横向内支撑的支挡结构来讲，拆除其内部的横向内支撑，基坑深度较大（基坑底的深度） 的情况下，基坑就存在着坍塌危险。

对于传统的拆换撑工艺来讲，一般是浇筑完地下通道的底板后，在底板与支挡结构（支护桩）之间浇筑混凝土，让底板与支挡结构形成临时支撑（见图3），但由于地下结构尺寸较大，基坑深度较深，该道临时支撑以上支挡结构外漏高度（悬挑长度）过高，在拆除完上部横向内支撑后，基坑两侧土体侧压力过大，仍存在较大的基坑安全隐患；另一种施工方式是在上述传统换撑工艺上进行简单改进，就是在浇筑底板时，连同侧墙一并施工一部分，该部分侧墙的高度能满足形成临时支撑后，支挡结构外漏悬臂高度降低至允许范围（见图4），虽然支挡结构外漏悬臂高度降低了，但侧墙悬臂高度增加，结构侧墙受基坑侧压力过大，导致结构侧墙存在变形开裂的隐患，同样也导致基坑安全存在隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地下通道结构及其施工方法，旨在解决现有技术中存在的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种地下通道结构，其包括底板、顶板和侧墙；其中，

两个所述侧墙垂直设置于所述底板的两端，所述顶板水平设置于两个所述侧墙的顶部，所述底板、顶板和两个侧板围设成矩形筒状结构；

两个所述侧墙之间水平设置有钢筋砼分隔板带，所述钢筋砼分隔板带将所述矩形筒体结构分隔成上方的功能层和下方的管道设备层。

优选地，所述底板、顶板及侧墙的厚度为400~600mm；所述钢筋砼分隔板带的厚度为120~200mm。

根据本发明的第二方面，提供一种如上所述的地下通道结构的施工方法，该施工方法包括如下步骤：

步骤一、开挖基坑，在基坑的宽度方向的两侧分别设置支挡结构，并在基坑两侧的支挡结构之间设置横向内支撑；

步骤二、在基坑底部浇筑预设厚度的素混凝土垫层；

步骤三、在素混凝土垫层上浇筑混凝土形成地下通道结构的底板和侧墙下段；

步骤四、在侧墙下段之间浇筑混凝土形成钢筋砼分隔板带；

步骤五、待钢筋砼分隔板带的混凝土强度达到要求后，在侧墙下段的外侧使用中粗砂进行回填并压实，形成回填中粗砂层，回填中粗砂层的上表面与钢筋砼分隔板带的下表面平齐，并在回填中粗砂层上浇筑素混凝土带；

步骤六、待素混凝土带养护完成至预定强度后，拆除支挡结构之间的横向内支撑，完成地下通道结构的侧墙上段和顶板的混凝土浇筑施工。

优选地，所述素混凝土垫层的浇筑厚度为150~250mm。

优选地，所述步骤三中，侧墙下段的高度高于钢筋砼分隔板带的上表面设计标高预设距离。

优选地，在浇筑侧墙下段时，预留出钢筋砼分隔板带的钢筋。

优选地，所述步骤四中，待地下通道结构的底板和侧墙下段混凝土强度达到75%后，搭设支架支模进行钢筋砼分隔板带的混凝土浇筑。

优选地，所述步骤五中，所述素混凝土带的厚度与钢筋砼分隔板带的厚度一致。

优选地，所述素混凝土带的混凝土强度大于等于所述地下通道的底板和侧墙下段的混凝土强度。

优选地，所述支挡结构的内侧面上铺贴有隔离材料层。

本发明提供的地下通道结构及其施工方法，通过在地下通道的两侧墙之间设置钢筋砼分隔板带，将地下通道分隔成上方的功能层和下方的管道设备层，各种管道及设备可设置在下方的管道设备层，上方的功能层发挥通行作用，结构分区明确，功能齐全，地下通道美观性好且后期维护方便。在进行地下通道结构施工时，先施工地下通道结构的下方管道设备层部分，再施工地下通道结构的上方功能层部分，钢筋砼分隔板带可实现横向内支撑的作用对两侧墙进行支撑，大大方便了地下结构的施工，解决了地下通道结构施工时与支挡结构的内支撑之间的冲突。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1为现有的传统地下通道的结构示意图。

图2为现有的传统地下通道施工时支挡结构及横向内支撑的布置结构示意图。

图3为一种采用传统的拆换撑工艺进行地下通道施工时的结构示意图。

图4为另一种采用拆换撑工艺进行地下通道施工时的结构示意图。

图5示出了根据本发明实施例的地下通道结构的结构示意图。

图6示出了根据本发明实施例的地下通道结构的下方管道设备层的施工示意图。

图中：1、支挡结构；2、横向内支撑；3、地下通道结构；31、底板；32、顶板；33、侧墙；331、侧墙下段；332、侧墙上段；34、钢筋砼分隔板带；3a、管道设备层；3b、功能层；4、素混凝土垫层；5、回填中粗砂层；6、素混凝土带。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本发明提供一种地下通道结构，参见图5，该地下通道结构包括底板31、顶板32和侧墙33；其中，两个所述侧墙33垂直设置于所述底板31的两端，所述顶板32水平设置于两个所述侧墙33的顶部，所述底板31、顶板32和两个侧板围设成矩形筒状结构；两个所述侧墙33之间水平设置有钢筋砼分隔板带34，所述钢筋砼分隔板带34将所述矩形筒体结构分隔成上方的功能层3b和下方的管道设备层3a。

具体地，该地下通道结构中，底板31、顶板32、侧墙33及钢筋砼分隔带均为混凝土结构，其中，所述底板31、顶板32及侧墙33的厚度为400~600mm；所述钢筋砼分隔板带34的厚度为120~200mm。本实施例中，所述底板31、顶板32及侧墙33的厚度均为500mm，所述钢筋砼分隔板带34的厚度为200mm。该地下通道结构，通过在两个侧墙33之间设置钢筋砼分隔板带34，将地下通道内部空间分隔成上方的功能层3b和下方的管道设备层3a，下方的管道设备层3a用于电气、暖通、空调、消防等管道及设备的安装，专供各种管道摆放通过，上方的功能层3b，发挥地下通道本身通行作用，用于行人和车辆通行。该地下通道结构结构分区明确，功能齐全，地下通道整体美观性较好且后期维护方便。

本发明还提供了一种上述地下通道结构的施工方法，参见图6，该施工方法包括如下步骤：

步骤一、开挖基坑，在基坑的宽度方向的两侧分别设置支挡结构1，并在基坑两侧的支挡结构1之间设置横向内支撑2。

基坑开挖的深度大于地下通道结够的高度和宽度，使地下通道结构施工完成后顶板32上表面与地表平齐即可。

支挡结构1紧贴开挖的基坑的两侧壁设置，支挡结构1的下部插入基坑底部，支挡结构1与基坑底保持垂直，横向内支撑2采用钢管制成，横向内支撑2的两端可设置可调节顶托，以方便横向内支撑2的装拆。

本实施例中，支挡结构1为可循环利用的钢板桩，支挡结构1的内侧面上铺贴有隔离材料层。隔离材料层可以为塑料薄膜，通过在支挡结构1的内侧面设置隔离材料层，避免地下通道结构3与支挡结构1之间施工时浇筑的混凝土渗透到支挡结构1中，可方便地下通道结构3浇筑完成后，后期支挡结构1的顺利取出。

步骤二、在基坑底部浇筑预设厚度的素混凝土垫层4。

该步骤中，所述素混凝土垫层4的浇筑厚度为150~250mm。本实施例中，基坑开挖深度为5.7m，地下通道结构3高度为5.5m，素混凝土垫层4的厚度为200mm，地下通道结构3的底标高为-5.5m（以地面为标准面）。

步骤三、在素混凝土垫层4上浇筑混凝土形成地下通道结构3的底板31和侧墙下段331。

该步骤中，在素混凝土垫层4的混凝土凝结且强度满足要求后，在素混凝土垫层4上支设模板进行地下通道结构3的底板31和侧墙下段331的混凝土浇筑施工，即进行地下通道结构3中下方的管道设备层3a的施工。地下通道结构3的底板31和侧墙下段331的混凝土浇筑完成且凝结后进行拆模养护。

所述侧墙下段331的高度高于钢筋砼分隔板带34的上表面设计标高预设距离。本实施例中，地下通道结构3的底板31和侧墙下段331进行一次性浇筑，使侧墙下段331的顶部高度至钢筋砼分隔板带34以上100mm，并做好钢筋砼分隔板带34的钢筋预留。本实施例中，地下通道结构3的底板31厚度为500mm，管道设备层3a的高度（底板31与钢筋砼分隔板带34之间的距离）为1200mm。

步骤四、在侧墙下段331之间浇筑混凝土形成钢筋砼分隔板带34。

该步骤中，待地下通道结构3的底板31和侧墙下段331混凝土强度达到75%后，搭设支架支模进行钢筋砼分隔板带34的混凝土浇筑，浇筑完成且凝结后拆模养护。本实施例中，所述钢筋砼分隔板带34的厚度为200mm。

步骤五、待钢筋砼分隔板带34的混凝土强度达到要求后，在侧墙下段331的外侧使用中粗砂进行回填并压实，形成回填中粗砂层5，回填中粗砂层5的上表面与钢筋砼分隔板带34的下表面平齐，并在回填中粗砂层5上浇筑素混凝土带6。

该步骤中，待钢筋砼分隔板带34的强度达到要求后，进行回填中粗砂层5的回填施工。回填中粗砂层5上方浇筑的素混凝土带6的厚度与钢筋砼分隔板带34的厚度一致。即本实施例中，素混凝土带6的厚度也为200mm。其中，所述素混凝土带6的混凝土强度大于等于所述地下通道的底板31和侧墙下段331的混凝土强度。

步骤六、待素混凝土带6养护完成至预定强度后，拆除支挡结构1之间的横向内支撑2，完成地下通道结构3的侧墙上段332和顶板32的混凝土浇筑施工。

该步骤中，待素混凝土带6养护完成且强度达到90%以上后，再拆除支挡结构1之间的横向内支撑2，在继续支模完成地下通道结构3的侧墙上段332和顶板32的混凝土浇筑施工。本实施例中，所述地下通道顶板32的厚度为500mm，功能层3b的高度（顶板32与钢筋砼分隔板带34之间的距离）为3000mm。

地下通道结构3施工完成后，若支挡结构1为循环利用的钢板桩等，可将支挡结构1取出后，回填地下通道结构3与基坑侧壁之间的缝隙并进行压实。

综上，本发明提供的地下通道结构及其施工方法，通过在地下通道的两侧墙之间设置钢筋砼分隔板带，将地下通道分隔成上方的功能层和下方的管道设备层，各种管道及设备可设置在下方的管道设备层，上方的功能层发挥通行作用，结构分区明确，功能齐全，地下通道美观性好且后期维护方便。在进行地下通道结构施工时，先施工地下通道结构的下方管道设备层部分，再施工地下通道结构的上方功能层部分，钢筋砼分隔板带可实现横向内支撑的作用对两侧墙进行支撑，大大方便了地下结构的施工，解决了地下通道结构施工时与支挡结构的内支撑之间的冲突。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。