既有地铁隧道上方的道路隧道施工结构以及基础底板垫层及防水的制作方法与流程

1.本发明涉及市政隧道施工技术领域，尤其涉及一种既有地铁隧道上方的道路隧道施工结构以及基础底板垫层及防水的制作方法。


背景技术：

2.在城市建设中，经常会出现在已建地铁隧道上方新建市政道路隧道。现有新建的市政道路隧道一般采用明挖法，即先在地面下开挖一个坑(槽)，然后在基础底板下需铺设100～200mm厚的素混凝土垫层并在垫层表面设置防水，地下室侧面均应设置防水，防止地下水渗入地下室内部，防水一般采用卷材。接着修建道路隧道结构，最后进行基坑回填并恢复原有地面。
3.采用现有市政道路隧道施工方式，在铺设素混凝土垫层过程中，混凝土浇筑完成后需要一定时间养护，在具备一定强度后方可在其上铺设卷材防水，浇筑和养护花费时间长，而且卷材防水所需要的制作时间也长，因此使得基坑开挖周期长。这样，在既有地铁隧道上方开挖卸土会引起下卧地铁隧道的隆起，导致下卧地铁隧道变形，进而影响地铁隧道列车的正常运行甚至运行安全。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种既有地铁隧道上方的道路隧道施工结构以及基础底板垫层及防水的制作方法，以减少基坑开挖对下卧地铁隧道的变形影响。。
5.为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
6.一种基础底板垫层及防水的制作方法，包括以下步骤：
7.s1、加固从地面至距地铁隧道顶面预设距离位置之间的土体；
8.s2、对加固后的土体开挖基坑至设计深度；其中，基坑底面下方剩余的加固土体为水泥加固土体，作为基础底板垫层；
9.s3、在所述水泥加固土体顶面撒水泥粉，作为基面；
10.s4、在所述水泥粉上撒水泥基渗透结晶型防水剂，作为防水层。
11.作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中，对地铁隧道正上方土体采用mjs工法桩加固，对地铁隧道侧面土体采用三轴水泥搅拌桩加固。
12.作为本发明的进一步改进，在所述步骤s3之前以及步骤s2之后，还包括对所述水泥加固土体顶面进行整平。
13.作为本发明的进一步改进，所述水泥粉的厚度为20-30mm。
14.作为本发明的进一步改进，所述水泥基渗透结晶型防水剂的使用量不小于1.5kg/m2。
15.作为本发明的进一步改进，所述步骤s1中，水泥加固土体底面与地铁隧道顶面之
间的距离不小于1m，进一步地，所述预设距离为1.5m。
16.作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中，基坑机械开挖至距基坑底面为25-35cm时，采用人工开挖。
17.作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中，水泥加固土体的厚度为3-4m。
18.作为本发明的进一步改进，所述基坑采用分坑、分块开挖。
19.一种既有地铁隧道上方的道路隧道施工结构，包括：
20.基坑，基坑周侧设置采用smw工法桩的竖向围护结构；
21.基坑的底部设有水泥基渗透结晶型防水剂材质的防水层；
22.在防水层的下方设有水泥粉材质的基面；
23.在基面的下方设有作为基础底板垫层的水泥加固土体，所述水泥加固土体的底面与地铁隧道顶面之间的距离不小于1m。
24.本发明的有益效果是：
25.本发明采用基坑底面以下水泥加固土体代替素混凝土作为基础底板垫层，可以省去混凝土垫层的浇筑和养护时间，缩短基础底板垫层的制作时间，在经整平后的水泥加固土体顶面直接依次撒水泥粉、水泥基渗透结晶型防水剂，水泥粉可以作为基面，用于吸除水泥加固土体顶面少量的水份、整平水泥加固土体顶面、提高抗渗性能，同时水泥基渗透结晶型防水剂直接撒在水泥粉上的防水方式相对于卷材防水，制作时间要少很多，实现快速施工基础底板垫层及防水结构，从而控制基坑开挖的“时空效应”，减少基坑开挖对下卧地铁隧道的变形影响。
26.参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。
27.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
28.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明的一个实施例的基础底板垫层及防水的立面结构示意图；
31.图2为本发明的一个实施例的平面结构示意图。
32.图中：10、地铁隧道，101、地铁隧道顶面，20、基坑，22、第一分坑，23、第二分坑，24、第三分坑，30、水泥加固土体，301、水泥加固土体底面，302、水泥加固土体顶面，40、水泥粉，50、水泥基渗透结晶型防水剂，60、竖向围护结构。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实
施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
34.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.如图1所示，本公开一个实施例提供一种既有地铁隧道上方的道路隧道施工结构，包括：基坑20；基坑20的底部设有水泥基渗透结晶型防水剂50材质的防水层；在防水层的下方设有水泥粉40材质的基面；在基面(水泥粉)的下方设有作为基础底板垫层的水泥加固土体30，所述水泥加固土体30的底面与地铁隧道10顶面之间的距离不小于1m。基坑20周侧设置采用smw工法桩的竖向围护结构60。
37.请参阅图1，本技术一个实施例公开了一种基础底板垫层及防水的制作方法，上述既有地铁隧道上方的道路隧道施工结构可采用该实施例中的制作方法进行施工建造。具体的，该制作方法包括以下步骤：
38.s1、对从地面开始至距地铁隧道顶面101预设距离处之间的土体进行加固；
39.s2、对加固后的土体开挖基坑20至设计深度，基坑20底面下方剩余的加固土体为水泥加固土体30，作为基础底板垫层，也就是说水泥加固土体底面301距地铁隧道顶面101的预设距离，此时，基坑20底面即为水泥加固土体30的顶面302；
40.s3、在水泥加固土体顶面302撒水泥粉40，作为基面；
41.s4、在水泥粉40上撒水泥基渗透结晶型防水剂50，作为防水层。
42.本实施例直接采用基坑20底面下方水泥加固土体30代替素混凝土作为基础底板垫层，可以省去混凝土垫层的浇筑和养护时间。另外，在水泥加固土体顶面302上直接依次撒水泥粉40作为基面、水泥基渗透结晶型防水剂50作为基础底板防水，撒水泥粉做基面，一是可以吸除水泥加固土体顶面302少量的水份，二是可以进一步整平水泥加固土体顶面302，便于后续水泥基渗透结晶型防水剂50的平整，三是水泥粉40吸水结硬后具有一定的抗渗性能，提高防水性能，同时水泥基渗透结晶型防水剂50为粉状，直接撒在作为基面的水泥粉40上的防水方式相对于卷材防水，制作时间要少很多。
43.具体地，在步骤s2中，对地铁隧道10正上方土体采用mjs工法桩加固，对地铁隧道10侧面土体采用三轴水泥搅拌桩加固。地铁隧道10正上方施工需要考虑减小施工荷载，而mjs工法桩施加的荷载相对较轻；在地铁隧道10侧面施工采用三轴水泥搅拌桩，成本低廉，减少造价。
44.在步骤s3之前以及步骤s2之后，还包括步骤s2.5。其中，步骤s2.5包括：对水泥加固土体顶面302进行整平，便于后续铺设水泥粉40的平整性，方便安放基础底板钢筋网。具
体的，水泥粉40的厚度为20-30mm，以进一步提高水泥加固土体顶面302的平整性，吸水性能和抗渗性能好。
45.为了提高防水性能，控制水泥基渗透结晶型防水剂50的使用量不小于1.5kg/m2。
46.在本实施例中，预设距离为不小于1m，也就是说水泥加固土体底面301与地铁隧道顶面101之间的预设距离不小于1m，避免对地铁隧道10造成影响。更优选地，预设距离为1.5m，也就是说水泥加固土体底面301与地铁隧道顶面101之间的距离为1.5m，确保施工安全性，避免对地铁隧道的破坏。
47.在步骤s2中，基坑20采用分坑、分块开挖。具体的，基坑20机械开挖至距基坑20底面为25-35cm时，采用人工开挖，减少对基坑20底面下方的水泥加固土体30的扰动，有益于水泥加固土体顶面302的整平。相应的，基坑20的设计深度根据地面与地铁隧道顶面101之间的距离来设定。
48.在步骤s2中，水泥加固土体30的厚度为3-4m，提高其作为基础底板垫层的强度，从而提高后续施工的稳定性和施工质量。
49.请参阅图2，为确保基坑20及其周边环境安全，基坑20开挖前需设置竖向围护结构60。本实施例中的竖向围护结构60型式为smw工法桩。smw工法桩是采用在三轴搅拌桩中插入h型钢，h型钢主要起挡土作用，三轴搅拌桩主要起止水作用，所以smw工法桩兼有挡土和止水作用。
50.为了更进一步地说明本发明的制作方法，在一个具体的实施例中，结合图1、图2所示，基础底板垫层及防水的制作方法包括以下步骤：
51.s10、对从地面开始至距地铁隧道顶面101为1.5m处之间的土体进行加固，也就是土体加固在距离地铁隧道顶面101为1.5m时即停止。对地铁隧道10正上方土体采用mjs工法桩加固，对地铁隧道10侧面土体采用三轴水泥搅拌桩加固。
52.s20、对加固后的土体分坑开挖基坑20至设计深度，基坑20底面下方剩余的加固土体为水泥加固土体30，作为基础底板垫层。
53.请参阅图2，分坑开挖顺序为先挖第一分坑22，再挖第二分坑23，最后挖第三分坑24。每个分坑中各分块按序号进行开挖，第一分坑22中先挖第一分块22-1、接着挖第二分块22-2、再挖第三分块22-3，以此类推。第二分坑23、第三分坑24也依次按序号分块开挖，第二分坑的第一分块为23-1，第二分坑的第二分块为23-2，第二分坑的第三分块为23-3，以此类推，第三分坑的第一分块为24-1，第三分坑的第二分块为24-2，第三分坑的第三分块为24-3，以此类推。
54.mjs工法桩或三轴水泥搅拌桩长度9.6m，基坑20的设计深度h1为6.2m，水泥加固土体30的厚度h2为3.4m。水泥加固土体底面301与地铁隧道顶面101之间的距离h3为1.5m。基坑20挖深、水泥加固土体30厚度以及水泥加固土体底面301与地铁隧道顶面101之间的距离适中，降低对地铁隧道10的影响，方便施工，且水泥加固土体30作为基础底板垫层的强度好，便于后续安放钢筋网，提高施工质量。
55.基坑20开挖至设计深度h1分两步进行，基坑20先采用挖掘机开挖，当挖至距离基坑20底面为30cm时，采用人工开挖，即基坑20底面以上30cm厚的土是人工开挖的，减少对基坑20底面下方的水泥加固土体30的扰动，有益于水泥加固土体顶面302的整平。
56.s25、对水泥加固土体顶面302进行人工整平，不要有大的凹凸即可，平整度可用水
平尺量测。人工整平可以采用铁锹或其它简单工具加以辅助。
57.s30、采用人工在水泥加固土体顶面302直接撒铺水泥粉40，作为基面，水泥粉的厚度为25mm。可以辅以铁锹或其它简单工具来撒铺水泥粉40。水泥粉40为普通硅酸盐水泥。
58.s40、在水泥粉40撒好后，直接在水泥粉40上撒粉状的水泥基渗透结晶型防水剂50，作为防水层，水泥基渗透结晶型防水剂50的使用量为1.5kg/m2。本实施例的水泥基渗透结晶型防水剂50的生产厂家是山东的潍坊宏鑫防水材料有限公司，型号为cccw。本发明实施例在使用时，将“水泥基渗透结晶型防水涂料”的防水粉料直接撒在水泥粉40上，无需与水混合。
59.在水泥基渗透结晶型防水剂50撒铺完之后，无需等待，可直接进行后续操作，即吊装安放基础底板钢筋网、浇筑基础底板混凝土，基础底板为市政道路隧道结构的组成部分之一，再进行后续的道路隧道结构修建，最后进行基坑回填并恢复原有地面。
60.本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
61.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
62.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
63.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
64.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。