專利名稱：一種城市立交隧道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于地下隧道工程領(lǐng)域，特別是涉及一種城市立交隧道。
背景技術(shù)：
隨著城市的發(fā)展，市區(qū)人口密度越來越大，交通擁堵問題日趨嚴(yán)重，各種地上、地下交通體系縱橫交錯。立交橋因為噪聲大、影響城市景觀，正逐漸被下沉式城市立交隧道所取代。地鐵作為解決大型城市高峰客流的一種主要的交通方式，越來越受到重視。兩者均為地下隧道，都要利用地下走廊帶，不免發(fā)生互相影響。地下隧道多采用盾構(gòu)法施工，像埋深一般較深的地鐵，往往是在鬧市區(qū)通過。埋層不同的地下隧道有時會發(fā)生共線或交叉的情況。國內(nèi)外實踐表明，盾構(gòu)施工會不同程度的擾動地層而引起地面沉降，位于上層隧道的結(jié)構(gòu)安全與正常使用會受到威脅?，F(xiàn)有的防治盾構(gòu)施工對臨近建筑物不良影響方法，一種是加強(qiáng)盾構(gòu)施工的過程控制，在施工中根據(jù)地面沉降的結(jié)果來實時調(diào)整土壓力計算過程中的各種參數(shù)、安全系數(shù)，將盾構(gòu)過程中的土壓控制在一合理范圍，同時根據(jù)施工采用的盾構(gòu)推進(jìn)速度、地面出現(xiàn)的沉降值進(jìn)行多次注漿充填，填滿地層受擾動留下的空隙；另一種是事先探明地質(zhì)情況，根據(jù)以往盾構(gòu)施工通過不同強(qiáng)度土層引起沉降結(jié)果的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以及實際工程對土體沉降(或位移)的要求，進(jìn)行工程類比，然后對盾構(gòu)周遭土體進(jìn)行地基處理，將之加固到相應(yīng)強(qiáng)度。盾構(gòu)推進(jìn)引起地面沉降的基本原因是掘進(jìn)時所引起的地層損失和盾構(gòu)洞室周圍地層受到擾動或剪切破壞的再固結(jié)，按地表沉降變化規(guī)律可分為初期沉降、開挖面沉降(或隆起)、尾部沉降、尾部空隙沉降和長期延續(xù)沉降等五個階段，現(xiàn)有的處理方案不可能有如此長的處理周期，后期的沉降可能成為安全隱患或病害根源。由于地下工程的隱蔽性，無論是加強(qiáng)施工控制，還是預(yù)先地基處理，遇到的問題都是工程處理范圍難以明確，實際效果難以檢驗，工程造價難以控制，一旦處理失敗，后果嚴(yán)重且補(bǔ)救困難。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種避免下層隧道盾構(gòu)時影響上層隧道或地面安全并且能夠充分利用地下走廊帶的城市立交隧道。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種城市立交隧道，包括立體交叉的上層隧道和下層隧道，上層隧道內(nèi)設(shè)有底板和側(cè)墻，底板的下方在下層隧道外側(cè)設(shè)有若
干粧基。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，上層隧道內(nèi)還設(shè)有中墻及位于中墻和側(cè)墻上側(cè)的頂板。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，樁基包括設(shè)在側(cè)墻或者/和中墻正下方的優(yōu)選粧及設(shè)在側(cè)墻或者/和中墻斜下方的一般粧。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，各一般樁與底板間均設(shè)有暗梁，底板在側(cè)墻外側(cè)設(shè)有墻趾。
進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，各樁基均為鉆孔灌注樁且與下層隧道外輪廓面的凈距均不小于I米。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，上層隧道為地下公路隧道，下層隧道為地鐵盾構(gòu)隧道，各樁基均包括承受并傳遞上層隧道壓力的傳遞段及靠近下層隧道并受額外樁側(cè)摩阻力的承載段。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，下層隧道平行或交叉穿過上層隧道的正下方。本發(fā)明的有益效果:本城市立交隧道中，上層隧道與下層隧道交叉設(shè)置，同時底板下方設(shè)有若干樁基，在下層隧道進(jìn)行施工，特別是進(jìn)行盾構(gòu)施工時，通過底板和樁基形成受力框架，將上層隧道的壓力繞過下層隧道傳遞到底層土體，同時抵消下層隧道的施工對周圍土層的應(yīng)力，保證了上層隧道和地面的安全，同時，通過本發(fā)明也避免了立交隧道在交叉時的相互避讓，充分利用地下走廊帶的同時節(jié)約了生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明第一實施例下層隧道平行穿過上層隧道正下方主視 圖2是本發(fā)明第一實施例下層隧道平行穿過上層隧道正下方側(cè)視 圖3是本發(fā)明第一實施例下層隧道交叉穿過上層隧道正下方主視 圖4是本發(fā)明第一實施例下層隧道交叉穿過上層隧道正下方側(cè)視 圖5是本發(fā)明第二實施例下層隧道平行穿過上層隧道正下方主視 圖6是本發(fā)明第二實施例下層隧道交叉穿過上層隧道正下方主視圖。
具體實施例方式參照圖1 圖6，本發(fā)明提供了一種城市立交隧道，包括立體交叉的上層隧道I和下層隧道2，上層隧道I內(nèi)設(shè)有底板11和側(cè)墻12，底板11的下方在下層隧道2外側(cè)設(shè)有若干粧基21。本城市立交隧道中，上層隧道I與下層隧道2交叉設(shè)置，同時底板11下方設(shè)有若干樁基21，在下層隧道2進(jìn)行施工，特別是進(jìn)行盾構(gòu)施工時，通過底板11和樁基21形成受力框架，將上層隧道I的壓力繞過下層隧道2傳遞到底層土體，同時抵消下層隧道2的施工對周圍土層的應(yīng)力，保證了上層隧道I和地面的安全，此外，通過本發(fā)明也避免了立交隧道在交叉時的相互避讓，充分利用地下走廊帶的同時節(jié)約了生產(chǎn)成本。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，上層隧道I內(nèi)還設(shè)有中墻14及位于中墻14和側(cè)墻12上側(cè)的頂板13。上層隧道I為改善頂板13的承載能力，在頂板13與底板11間加設(shè)中墻14。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，樁基21包括設(shè)在側(cè)墻12或者/和中墻14正下方的優(yōu)選樁及設(shè)在側(cè)墻12或者/和中墻14斜下方的一般樁。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，各一般樁與底板11間均設(shè)有暗梁3，底板11在側(cè)墻12外側(cè)設(shè)有墻趾15。樁基21優(yōu)選的設(shè)置位置為側(cè)墻12或/和中墻14的正下方，優(yōu)選樁通過與底板11上側(cè)的中墻14或側(cè)墻12形成豎直的傳力路線，減少底板11中樁基21和側(cè)墻12或中墻14間產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力；當(dāng)中墻14與側(cè)墻12或側(cè)墻12與側(cè)墻12間距過大時，為改善底板11的承載能力，在側(cè)墻12或者/和中墻14的斜下方加設(shè)若干一般樁，但一般樁與底板11間設(shè)有暗梁3，提高樁基21與底板11的連接過渡段的抗應(yīng)變能力。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，各樁基21均為鉆孔灌注樁且與下層隧道2外輪廓面的凈距均不小于I米。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，上層隧道I為地下公路隧道，下層隧道2為地鐵盾構(gòu)隧道，各樁基21均包括承受并傳遞上層隧道I壓力的傳遞段211及靠近下層隧道2并受額外樁側(cè)摩阻力的承載段210。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，下層隧道2平行或交叉穿過上層隧道I的正下方。在下層隧道2進(jìn)行施工前(特別是盾構(gòu)施工前)，根據(jù)下層隧道2與上層隧道I的交叉方式，在中墻14或側(cè)墻12下側(cè)鉆孔并灌注優(yōu)選樁，在優(yōu)選樁之間鉆孔并灌注一般樁，根據(jù)各樁基21的不同深度段所受應(yīng)力不同，分設(shè)遠(yuǎn)離下層隧道2只承受并傳遞上層隧道I壓力的傳遞段211，以及靠近下層隧道2并受額外側(cè)摩應(yīng)力的承載段210。當(dāng)下層隧道2平行穿過上層隧道I的正下方時，在底板11的下側(cè)設(shè)置三排樁基21，支撐起隧道主體結(jié)構(gòu)，底板11橫向跨越下層隧道2上、下行線的盾構(gòu)斷面。由于兩者平行，結(jié)構(gòu)荷載較大，所以盡量讓樁基21與上層隧道I的側(cè)墻12或中墻14位置對準(zhǔn)以優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力。在隧道縱向，根據(jù)所需樁基21支撐力的大小確定樁間距，然后成排布置。按此方式設(shè)置樁基21后，結(jié)構(gòu)形成橫向受力框架，底板11不僅需要驗算浮力最大時的最不利工況，還要驗算其下土體脫空后的狀況，采用雙向配筋，以滿足承載及安全需要。當(dāng)下層隧道2交叉穿過上層隧道I的正下方時，受影響的區(qū)段相對來說較少，此時為了支撐起主體結(jié)構(gòu)，沿隧道縱向設(shè)置三排樁基21，結(jié)構(gòu)在縱向跨越下層隧道2上、下行線的盾構(gòu)斷面，而在隧道橫向，根據(jù)所需樁基21支撐力的大小確定樁徑及樁間距，再成排布置。此時，結(jié)構(gòu)縱向也成為受力構(gòu)件，頂板13與底板11內(nèi)縱向鋼筋不再按構(gòu)造配筋，而是要根據(jù)實際受力計算確定。同時因為樁基21位置與側(cè)墻12或中墻14未能對準(zhǔn)，需要在樁頂設(shè)置橫向暗梁3。

另外在計算樁基21承載力的時候，土體破裂角4為(45+ ￠/2)°，且土體破裂角4以上范圍(傳遞段211)的樁側(cè)摩阻力不予考慮，其中為樁周土體內(nèi)摩擦角。當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種城市立交隧道，其特征在于:包括立體交叉的上層隧道(I)和下層隧道(2)，所述上層隧道(I)內(nèi)設(shè)有底板(11)和側(cè)墻(12 )，所述底板(11)的下方在下層隧道(2 )外側(cè)設(shè)有若干樁基(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市立交隧道，其特征在于:所述上層隧道(I)內(nèi)還設(shè)有中墻(14)及位于所述中墻(14)和側(cè)墻(12)上側(cè)的頂板(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市立交隧道，其特征在于:所述樁基(21)包括設(shè)在側(cè)墻(12)或者/和中墻(14)正下方的優(yōu)選樁及設(shè)在側(cè)墻(12)或者/和中墻(14)斜下方的一般樁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市立交隧道，其特征在于:所述各一般樁與底板(11)間均設(shè)有暗梁(3)，所述底板(11)在側(cè)墻(12)外側(cè)設(shè)有墻趾(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任意一項所述的城市立交隧道，其特征在于:所述各樁基(21)均為鉆孔灌注樁且與下層隧道(2)外輪廓面的凈距均不小于I米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的城市立交隧道，其特征在于:所述上層隧道(I)為地下公路隧道，所述下層隧道(2)為地鐵盾構(gòu)隧道，所述各樁基(21)均包括承受并傳遞上層隧道(I)壓力的傳遞段(211)及靠近下層隧道(2 )并受額外樁側(cè)摩阻力的承載段(210)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的城市立交隧道，其特征在于:所述下層隧道(2)平行或交叉穿過上層隧道(I)的正下方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市立交隧道，包括立體交叉的上層隧道和下層隧道，上層隧道內(nèi)設(shè)有底板和側(cè)墻，底板的下方在下層隧道外側(cè)設(shè)有若干樁基。本城市立交隧道中，上層隧道與下層隧道交叉設(shè)置，同時底板下方設(shè)有若干樁基，在下層隧道進(jìn)行施工，特別是進(jìn)行盾構(gòu)施工時，通過底板和樁基形成受力框架，將上層隧道的壓力繞過下層隧道傳遞到底層土體，同時抵消下層隧道的施工對周圍土層的應(yīng)力，保證了上層隧道和地面的安全，同時，通過本發(fā)明也避免了立交隧道在交叉時的相互避讓，充分利用地下走廊帶的同時節(jié)約了生產(chǎn)成本，本發(fā)明用于地下隧道工程領(lǐng)域。
文檔編號E21D9/14GK103104264SQ20131003300
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者陳繼光, 方萬進(jìn), 黎海提, 李松柏, 何志導(dǎo), 盧燦芬, 鄧飚華 申請人:廣東省冶金建筑設(shè)計研究院