【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超深地下仓储结构及其建造方法。
技术介绍
1、超深地下仓储结构具有平面占地小、深度大的特点，目前其建造有两种方法：一是先基坑支护，开挖完后施工仓储结构，但随开挖深度的增大，基坑的风险大幅上升，为保证安全性，需要加强支护强度，增加项目成本和工期；另一种方法是以沉井方式将主体结构沉入地下，沉井兼做基坑支护体系与主体受力体系，但随着下沉深度的增加或者在硬质岩石类地层中，沉井外侧摩阻力大、下沉困难，同时不能在沉井外围施工防水层，结构防水性能不佳。此外，超深地下仓储结构的建造还有抗浮问题困扰，目前普遍做法仅是通过配重解决。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的超深地下仓储结构及其建造方法。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种超深地下仓储结构，所述的仓储结构分为上部构造和下部构造；其特征在于：上部构造位于土层中，上部构造的初衬为沉井，沉井的下端设置有刃脚结构，刃脚结构包括内层刃脚和外层刃脚，内层刃脚和外层刃脚均固定设置在沉井的下端，内层刃脚和外层刃脚呈内外设置，在内层刃脚和外层刃脚之间设置有刃脚间隙；下部构造位于岩层中，下部构造的初衬主要由竖向注浆钢管、预应力锚索、咬合腰梁系统和初衬混凝土层组成；竖向注浆钢管向其四周的岩体裂隙中注浆形成加固层；竖向注浆钢管的上端伸入刃脚间隙中，刃脚间隙灌注有水泥层，水泥层与加固层连为一体；咬合腰梁系统包括钢格构腰梁、锚固块和锚杆；锚固块设置在加固层中，锚固块中预埋
3、本专利技术所述的刃脚结构还包括刃脚平台，刃脚平台固定设置在沉井的下端，内层刃脚固定在刃脚平台上；在所述的刃脚平台上设置有孔洞，孔洞与刃脚间隙连通。
4、本专利技术在锁口圈梁的上下两端内预埋有钢筋接驳套筒，锁口圈梁的上端的钢筋接驳套筒连接上部构造混凝土内衬中的预埋钢筋，锁口圈梁的下端的钢筋接驳套筒连接下部构造混凝土内衬中的预埋钢筋。
5、本专利技术所述的锚固块的平面呈方形、侧面呈梯形。
6、本专利技术所述的锚固块的迎土侧的中上方设置有凸向岩体内部的抗剪隼块。
7、本专利技术所述的锚固块中预留有锚索通道，并在其背土侧预留有封锚凹槽；预应力锚索和锚杆穿过锚索通道，并在封锚凹槽中封锚后，用水泥层填实封锚凹槽。
8、本专利技术所述的沉井的内壁上均匀地开设有预留凹槽，顶部设置有凸出的压顶冠梁。
9、本专利技术所述的锚杆斜向上设置，预应力锚索斜向下设置。
10、一种超深地下仓储结构的建造方法，其特征在于：包括如下步骤：
11、1）、首先施工竖向注浆钢管至预定标高，然后通过竖向注浆钢管向其四周的岩体裂隙中注浆形成加固层，加固地层；
12、2）沉井分节下沉直至设计深度，沉井最下节就位后，竖向注浆钢管的上端伸入刃脚间隙中；
13、3）向刃脚间隙注入水泥浆形成水泥层，水泥层与加固层连为一体，使沉井与竖向注浆钢管加固后的岩体封闭起来；
14、4）沉井下端设置锁口圈梁的位置铺设防水层，然后施工锁口圈梁；
15、5）锁口圈梁施工完毕后对下部构造进行分节施工，岩体每一节开挖完毕后，立即施工竖向预应力锚索和咬合腰梁系统，然后向加固层内壁喷射混凝土，形成初衬混凝土层；
16、6）每节下部构造的初衬施工完毕后，立即铺设防水层，并实时监测围岩压力与变形情况，根据监测数据及时采用逆做法施工本节开挖范围内的二衬结构；
17、7）重复5）-6）工序，直至施工至设计标高后，及时浇筑封底垫层；
18、8）在实施下部构造的过程中，同时对上部沉井的防水层和二衬结构进行施工，上部构造的二衬应与底部的锁口圈梁连为整体。
19、本专利技术在步骤8）后，还包括步骤9）：施工仓储结构内部的设备用房和内部分隔层。
20、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：
21、1、结构采用三道防水体系：第一道由上下部初衬组成，并通过向两层刃脚之间的刃脚间隙处灌注水泥层封闭成整体；第二道由二衬和两衬砌之间铺设的防水层组成；第三道由上下部分的二衬组成，并通过锁口圈梁连接为整体；
22、2、结构的抗浮体系由三部分组成：初衬与二衬结构的自重、预应力锚索提供的抗拉拔力、初衬与地层间的摩阻力。其中，沉井与咬合腰梁系统均可以与二衬结构充分咬合，有效地传导竖向力。当地下水头作用于结构上，扣除其自重后的剩余上浮力：一部分通过咬合腰梁系统传递到预应力锚索上，进而传递到岩层深处；另一部分通过二衬与沉井的咬合作用，传递到沉井壁，最后由井壁与地层间的摩阻力分担。
23、3、本专利技术根据超深结构深度范围内的不同性质的地层而采用不同的衬砌型式，专利技术了一系列细部节点做法，有效地将上下部两种型式的结构连接为整体，系统地解决了超深地下仓储结构施工安全与可行性、结构受力变形、防水防潮、抗浮稳定等一系列问题，本专利技术尤其适用于在超深仓储结构一定埋深范围以下存在基岩的情况。该专利技术理论基础充分、利于机械化施工、安全、经济，同时不限定于工业或民用地下仓储领域，未来推广应用价值极高。
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1.一种超深地下仓储结构，所述的仓储结构分为上部构造和下部构造；其特征在于：上部构造位于土层中，上部构造的初衬为沉井，沉井的下端设置有刃脚结构，刃脚结构包括内层刃脚和外层刃脚，内层刃脚和外层刃脚均固定设置在沉井的下端，内层刃脚和外层刃脚呈内外设置，在内层刃脚和外层刃脚之间设置有刃脚间隙；下部构造位于岩层中，下部构造的初衬主要由竖向注浆钢管、预应力锚索、咬合腰梁系统和初衬混凝土层组成；竖向注浆钢管向其四周的岩体裂隙中注浆形成加固层；竖向注浆钢管的上端伸入刃脚间隙中，刃脚间隙灌注有水泥层，水泥层与加固层连为一体；咬合腰梁系统包括钢格构腰梁、锚固块和锚杆；锚固块设置在加固层中，锚固块中预埋有钢梁；钢格构腰梁设置在加固层中，钢格构腰梁与钢梁拼接成整体；锚杆和预应力锚索均固定在锚固块中；在加固层的内壁上固定有初衬混凝土层，且初衬混凝土层与锚固块固定；上部构造和下部构造的二衬均采用混凝土内衬；上部构造的混凝土内衬固定在沉井的内壁上，在沉井的内壁和混凝土内衬之间铺设有防水层；下部构造的混凝土内衬固定在初衬混凝土层上，在初衬混凝土层和混凝土内衬之间铺设有防水层；在沉井的下端上设置有锁口圈梁，锁口
2.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的刃脚结构还包括刃脚平台，刃脚平台固定设置在沉井的下端，内层刃脚固定在刃脚平台上；在所述的刃脚平台上设置有孔洞，孔洞与刃脚间隙连通。
3.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：在锁口圈梁的上下两端内预埋有钢筋接驳套筒，锁口圈梁的上端的钢筋接驳套筒连接上部构造混凝土内衬中的预埋钢筋，锁口圈梁的下端的钢筋接驳套筒连接下部构造混凝土内衬中的预埋钢筋。
4.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的锚固块的平面呈方形、侧面呈梯形。
5.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的锚固块的迎土侧的中上方设置有凸向岩体内部的抗剪隼块。
6.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的锚固块中预留有锚索通道，并在其背土侧预留有封锚凹槽；预应力锚索和锚杆穿过锚索通道，并在封锚凹槽中封锚后，用水泥层填实封锚凹槽。
7.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的沉井的内壁上均匀地开设有预留凹槽，顶部设置有凸出的压顶冠梁。
8.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的锚杆斜向上设置，预应力锚索斜向下设置。
9.一种权利要求1-8任一权利要求所述的超深地下仓储结构的建造方法，其特征在于：包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的建造方法，其特征在于：在步骤8）后，还包括步骤9）：施工仓储结构内部的设备用房和内部分隔层。
...【技术特征摘要】
1.一种超深地下仓储结构，所述的仓储结构分为上部构造和下部构造；其特征在于：上部构造位于土层中，上部构造的初衬为沉井，沉井的下端设置有刃脚结构，刃脚结构包括内层刃脚和外层刃脚，内层刃脚和外层刃脚均固定设置在沉井的下端，内层刃脚和外层刃脚呈内外设置，在内层刃脚和外层刃脚之间设置有刃脚间隙；下部构造位于岩层中，下部构造的初衬主要由竖向注浆钢管、预应力锚索、咬合腰梁系统和初衬混凝土层组成；竖向注浆钢管向其四周的岩体裂隙中注浆形成加固层；竖向注浆钢管的上端伸入刃脚间隙中，刃脚间隙灌注有水泥层，水泥层与加固层连为一体；咬合腰梁系统包括钢格构腰梁、锚固块和锚杆；锚固块设置在加固层中，锚固块中预埋有钢梁；钢格构腰梁设置在加固层中，钢格构腰梁与钢梁拼接成整体；锚杆和预应力锚索均固定在锚固块中；在加固层的内壁上固定有初衬混凝土层，且初衬混凝土层与锚固块固定；上部构造和下部构造的二衬均采用混凝土内衬；上部构造的混凝土内衬固定在沉井的内壁上，在沉井的内壁和混凝土内衬之间铺设有防水层；下部构造的混凝土内衬固定在初衬混凝土层上，在初衬混凝土层和混凝土内衬之间铺设有防水层；在沉井的下端上设置有锁口圈梁，锁口圈梁的上端连接上部构造的混凝土内衬，下端连接下部构造的混凝土内衬；在沉井和锁口圈梁之间铺设有防水层。
2.根据权利要求1所述的超深地下仓储结构，其特征在于：所述的刃脚结构还包括刃脚平台，刃脚平台固定设置在沉井的下端，内层刃...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗七妹，刘元俊，蔡建平，
申请(专利权)人：中国联合工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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