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1、10申请公布号CN102345300A43申请公布日20120208CN102345300ACN102345300A21申请号201110194023722申请日20110712E02D29/09200601E02D19/04200601E02D3/0020060171申请人中交四航工程研究院有限公司地址510230广东省广州市前进路157号申请人中交第四航务工程局有限公司广州四航岩土技术工程有限公司广州港湾工程质量检测有限公司72发明人董志良张功新彭海华许业波缪丹罗彦李燕74专利代理机构广州新诺专利商标事务所有限公司44100代理人刘菁菁54发明名称海岸及人工岛地下结构建造方法57摘要本发明。
2、公开了一种海岸及人工岛地下结构建造方法,包括如下步骤1建造连续封闭的止水支挡围堰;2将步骤1的封闭止水支挡围堰区域内的水抽排干后对原状海底地基进行加固处理或基础施工;3整平铺设基础砂垫层或褥垫层;4进行一层或多层地下室的地下工程结构施工;5填筑施工。本发明可应用于海岸浅海区围海陆域开发地下空间的建造技术,也可应用于人工岛上的地下空间、隧道的建造技术。应用本技术建造填海陆域或人工岛的地下空间结构可以大量减少填海料需求量、大大缩短工期、降低工程造价、保障施工质量和安全。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页CN102345320A1/1页21。
3、海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征在于包括如下步骤1在拟建造地下结构工程的海岸或人工岛周边水域建造连续封闭的止水支挡围堰;2将步骤1的封闭止水支挡围堰区域内的水抽排干形成干作业环境后对原状海底地基进行加固处理或基础施工;3在步骤2形成的干作业环境内整平铺设基础砂垫层或褥垫层;4在步骤3形成的基础垫层上进行一层或多层地下室的地下工程结构施工;5在步骤4地下工程结构周边和顶部进行填筑施工。2根据权利要求书1所述的海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征在于所述支挡围堰包括袋装砂围堰、大砂袋围堰、抛石围堰、粘土坝围堰等围堰形式中的一种或几种。3根据权利要求书2所述的海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征。
4、在于对所述支挡围堰进行防渗加固处理,防渗加固处理方法包括复合土工膜防渗、高压喷射注浆防渗、灌浆帷幕防渗、混凝土连续墙防渗、粘土芯墙防渗等帷幕形式中的一种或几种。4根据权利要求书1所述的海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征在于所述支挡围堰为止水兼支挡围堰,包括粘土坝、钢板桩围堰、大直径筒形围堰、组合结构复合围堰等围堰形式中的一种或几种。5根据权利要求书1所述的海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征在于所述步骤2的地基加固处理方法,包括清淤换填法、真空预压法、真空联合堆载预压法、柔性桩复合地基和刚性桩基础等处理方法中的一种或几种。6根据权利要求书1所述的海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征在于所述步。
5、骤4中的地下结构包括现浇混凝土结构、预制混凝土结构、现场组装钢结构、预制钢结构等地下结构中的一种或几种。7根据权利要求书1所述的海岸及人工岛地下结构建造方法,其特征在于所述步骤5中的填筑施工材料采用砂、土、开山石、惰性物料,施工方法包括抛填法、吹填法、陆上推进回填法。权利要求书CN102345300ACN102345320A1/4页3海岸及人工岛地下结构建造方法技术领域0001本发明涉及港口工程、建筑工程、公路工程、地下工程等技术领域,具体涉及海岸围海造陆区码头地下结构、人工岛地下结构及桥隧转换结构的建造技术。背景技术0002随着我国经济的快速发展,近年来水运、公路等交通基础设施建设规模空前,。
6、包括港口码头、人工岛机场、跨海江隧道等基础设施工程。0003货运集装箱、散货等码头一般建于围海形成的陆域上,围海造陆面积应根据新建码头设计规模确定,而随着经济发展,码头堆场面积严重制约了码头的货运吞吐能力提升,为此,需对码头进行改造扩建提高货运吞吐能力。因海洋季风气候特别是台风影响,码头后方货物堆载不宜过高,导致堆场占用面积大,大面积围海造陆使工程造价高,工期长。为扩大货运码头规模,提升吞吐量,货物堆场面积需相应增加,占用更多的围海造陆面积,以致出现回填料需求量大与沿海地区回填料资源紧缺的矛盾,同时沿海岸线不断围海造陆对海洋环境亦造成不利影响。客运码头建设的调度室、乘客等候室、仓库、车库等配套。
7、设施,受海洋风影响,码头设施通常设计低层建筑,占地面积大,如天津、温州、连云港、厦门、广州南沙、深圳蛇口等港口。码头建设初期就地下空间开发利用规划,则后期改造或建设将节省工程造价。0004城市是现代文明和社会进步的标志,是经济和社会发展的主要载体。伴随着我国城市的加快,城市建设快速发展,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨胀,许多城市不同程度地出现了建筑用地紧张,生存空间拥挤,交通堵塞,基础设施落后,生态失衡,环境恶化等问题,被称之为“城市病”,给人类居住条件带来很大影响,也制约了经济和社会的进一步发展,成为现代城市可持续发展的障碍。交通拥塞、行车速度缓慢已成为我国许多城市普遍的非常突出的问题,地。
8、下交通地下空间和高架桥上部空间的发展一定程度上使问题得到缓解,但高架桥交通的规划难度大、噪音扰民、立交桥限制等制约了高架桥的发展;随着技术发展,在已有建筑物下部亦能进行地下空间的开发建造,利于规划,且噪音对地面无影响,使隧道、地铁等地下交通优势明显。完善的基础设备是改善城市环境的必要条件。城市发展离不开供电、供水、通讯、供热、固体垃圾堆放等基础设施。当今发达国家的城市已把地下空间开发利用作为解决城市人口、环境、资源三大危机的重要设施和医治“城市综合症”、实施可持续发展的重要途径。随着沿海地区经济发展,今日的海滩和客运码头周边逐渐形成旅游和商业圈,成为明天的繁华都市,土地紧张、交通拥堵、重复建设。
9、同样成为其发展的障碍。0005随着海上资源开发及跨海大桥建设,大量海上人工岛被建成,如桥隧转换人工岛,机场、深水港、石油平台、口岸人工岛,以及旅游开发的人工岛。随着日本青函隧道、英法海底隧道的建成,世界范围内引起一场海底及江底隧道热,我国也提出了琼州海峡海底隧道和跨渤海湾隧道的建设计划,超长海底隧道设置的通风口需建造在人工岛上;跨海大桥多采用桥梁与隧道结合形式,需建设海上人工岛以便海上桥梁与海底隧道衔接,人工岛上的说明书CN102345300ACN102345320A2/4页4桥隧转换采用隧道基坑开挖方式。0006目前港口码头堆场及配套设施建设方案是先围海形成陆域,交付建设单位后再开发建设。按。
10、场地标高要求围海形成陆域,然后对场地进行规划建设,包括堆场、办公楼、候客室及相关配套设施,甚少对其地下空间开发利用。城市地下空间建造方法采用明挖基坑建造地下结构的施工方式,或采用暗挖、盾构掘进、顶管等非明挖的施工方式。在码头或人工岛进行地下空间开发建设,传统建造方法之一是先围海形成陆域,再参照城市地下空间建造方法;其二是直接在水中沉放预制结构、埋设管线等,再进行周边回填。0007对人工岛及海岸地下空间传统建造方法一先在水域中填筑围堰,待围堰形成后吹填砂或淤泥等回填料造陆,后进行软基加固,在人工陆域岛上进行围护结构施工,相继进行地下基坑开挖,最终在开挖的基坑中进行地下结构施工。该建造方法填海回填。
11、量大,沿海资源紧缺特别是砂、开山土石导致建造工期长、工程造价高;采用了先回填再开挖的施工工序,施工步骤重复,导致工程量巨大、施工效率低。0008若采用水中预制结构和埋设管线,可以省去基坑开挖和支护的工序,节省造价,但是施工质量和安全不易保证,其地下空间结构的防水和防腐蚀难以满足要求。0009因此,提出一种施工效率高、工期短、造价低、缓解资源紧缺、易于保证施工安全和质量的海岸及人工岛地下空间建造技术显得十分必要。发明内容0010本发明旨在提供一种有效地缓解填海资源紧缺,提高施工效率,缩短工期,易保证施工安全及质量、降低工程造价,应用于海岸及人工岛地下空间结构快速建造的技术。0011为了达到上述目。
12、的,本发明采用了以下技术一种海岸及人工岛地下空间综合建造方法,包括如下步骤00121在拟建造地下结构的海岸或人工岛周边水域建造连续封闭的止水支挡围堰;00132将步骤1的封闭止水支挡围堰区域内的水抽排干形成干作业环境后对原状海底地基进行加固处理或基础施工;00143在步骤2形成的干作业环境内整平铺设砂垫层或褥垫层;00154在步骤3形成的砂垫层或褥垫层上进行一层或多层地下室等地下工程结构施工;00165在步骤4地下结构周边和顶部进行填筑施工。0017其中,所述支挡围堰包括袋装砂围堰、大砂袋围堰、抛石围堰、粘土坝围堰等的一种或几种。0018对上述未作止水处理的支挡围堰需做防渗加固处理,方法包括复。
13、合土工膜防渗、高压喷射注浆防渗、灌浆帷幕防渗、混凝土连续墙防渗、粘土芯墙防渗等防渗帷幕形式的一种或几种。0019所述支挡围堰也可以采用止水兼支挡围堰,包括钢板桩围堰、大直径筒形围堰、组合结构复合围堰等形式围堰的一种或几种。0020所述步骤2的地基加固处理方法包括清淤换填法、真空预压法、真空联合堆载预压法、柔性桩复合地基和刚性桩基础等处理方法中的一种或几种。0021所述步骤4中的地下结构包括现浇混凝土结构、预制混凝土结构、现场组装钢结说明书CN102345300ACN102345320A3/4页5构、预制钢结构等结构中的一种或几种。0022所述步骤5中的填筑施工采用砂、土、开山石、惰性物料等回填。
14、材料,施工方法包括抛填法、吹填法、陆上推进回填法等。0023本发明与现有技术相比,具有如下优点00241、开发利用海岸填海陆域和人工岛的地下空间,地下空间替换所需回填土体,减少了土的自重应力,且考虑水对建筑基础的浮力作用,可降低上部结构对地基土的承载力要求。00252、充分利用海岸及海中水底泥面标高低,设置围堰后不填海直接抽排干堰内水形成地下基坑,代替了先回填造陆后开挖基坑的传统建造技术,避免了因回填料资源紧缺、陆域回填与开挖作业重复造成施工周期长,工程造价高的问题。00263、通过设置围堰和防渗帷幕后直接抽排干围堰内水,使堰内软基加固和地下结构施工形成干作业环境,使地下结构施工安全和质量更易。
15、得到保证,避免深厚抛石、砂层下的软基加固施工难度大、效率低。00274、围堰内的干作业环境,扩大了海洋结构工程中建筑基础及地下结构型式的选择,降低了基础及地下结构的施工难度和工程造价。0028本发明技术可应用于海岸浅海区围海陆域开发地下空间的建造技术,也可应用于人工岛上的地下空间、隧道的建造技术。应用本技术建造填海陆域或人工岛的地下空间结构可以大量减少填海料需求量、大大缩短工期、降低工程造价、保障施工质量和安全。附图说明0029图1是支挡结构围堰及其防渗加固帷幕的示意图,其中图1A是支挡围堰及反滤层,图1B是支挡围堰及防渗止水帷幕。0030图2是支挡兼止水结构围堰的示意图。0031图3是抽排水。
16、后围堰内软基采用桩基础的示意图。0032图4是海岸及人工岛地下结构建造施工顺序示意图,其中图4A是建造前地形立面图,图4B是建造围堰后的立面图,图4C是抽排干围堰内水的立面图,图4D是对地基进行加固处理的立面图,图4E是进行基础及地下结构施工的立面图,图4F是对地下结构周边及顶部进行填筑施工的立面图。0033图5是海岸及人工岛地下空间综合建造技术施工工艺流程图。0034具体实施方法0035本发明按照以下步骤实施,施工顺序可见图4中的各图00361在如图4A所示的沿海岸围海造陆或人工岛护岸边线设置围堰见图4B,可采用临时型围堰和永久性围堰,围堰型式包括袋装砂、大砂袋、抛石、粘土坝围堰等起支挡作用。
17、的支挡围堰11,对仅具支挡作用的围堰以及该区段海岸周边进行防渗处理,沿围堰轴线采用复合土工膜设置反滤层12如图1A所示、或高压喷射注浆或灌浆形成连续帷幕13如图1B所示、混凝土或粘土构筑地下连续墙等方法形成连续的防渗帷幕。0037围堰也可以采用如图2所示的支挡兼止水结构围堰14,如钢板桩、大直径筒形、复合结构围堰等。00382建造连续封闭的围堰,或使围堰与海岸形成封闭的止水帷幕后,将围堰内的水说明书CN102345300ACN102345320A4/4页6抽排干,形成干作业环境,如图4C所示。00393如图4D所示,根据围堰内区域的软基厚度或软土特性,铺设0510M厚的砂垫层或加固浅表层软土,。
18、然后采用清淤换填法、或真空预压法、或真空联合堆载预压法等方法加固软基,或者采用如图3所示的柔性桩复合地基或刚性桩基础31,上述地基加固处理方法可采用一种或一种以上。00404在加固后的地基上铺设砂垫层,或在柔性桩复合地基表面敷设砂褥垫层,或刚性桩基础承台间回填。00415如图4E所示,根据地下结构型式进行地下结构5施工,如现场浇筑混凝土结构,组装钢结构、安装预制混凝土结构或钢结构。00426如图4F所示,对地下结构顶部或周边采用砂、土、开山石、惰性物料等回填材料6进行填筑施工,可运用抛填法、吹填法、陆上推进回填法等方法进行回填施工。0043施工流程步骤如图5所示。说明书CN102345300ACN102345320A1/5页7图1A图1B说明书附图CN102345300ACN102345320A2/5页8图2图3图4A说明书附图CN102345300ACN102345320A3/5页9图4B图4C图4D说明书附图CN102345300ACN102345320A4/5页10图4E图4F说明书附图CN102345300ACN102345320A5/5页11图5说明书附图CN102345300A。