既有地下結構上方基坑施工方法及系統與流程
1.本發明屬于建筑施工技術領域，具體涉及既有地下結構上方基坑施工方法及系統。
背景技術：
2.隨著我國城市經濟的高速發展和城市規劃的擴展，城市對大容量、高質量交通方式的需求迅速增長，城市軌道交通作為解決城市公共交通的問題重要方式，在城市建設中得到了全面發展。城市軌道交通發展，使得地鐵交通覆蓋了城市主要商業圈、經濟圈等城市密集區。
3.隨著軌道交通的發展，地鐵邊上的高層建筑、地下商場等的開發也將進一步加快速度，大型建筑基坑往往臨近地鐵或基坑直接騎跨于既有地下結構之上，其中，既有地下結構包括地下隧道、地下運營地鐵、地下商場等建筑結構。例如，珠海十字門明挖隧道上跨既有珠機城際軌道地鐵，正交長度40m；深圳地鐵2號線從神州數碼基坑斜對角正下方穿過，長度136m；基坑開挖卸載厚度均超過地鐵上方原有覆土厚度的50％，上部基坑開挖卸荷必然對下臥地鐵隧道變形產生影響，地基下緊鄰地鐵深基坑施工技術的研究，既保證地鐵運營的安全，又保證深基坑的施工能正常進行，在鬧市區土地資源日益緊張，地下空間越來越受重視的趨勢下，應用前景十分廣闊。
4.目前的既有運營地鐵上方基坑采用隧道兩側及上方注漿加固、設置降水井、堆載壓重、開挖采用分層開挖等方法。現有隧道注漿、降水、堆載壓重等方式，在遇到淤泥、黏土等軟弱地層時漿液注入難度大，注漿擴散路徑無法預判，易對環境造成污染；且堆載壓重均是在已經檢測到隧道上浮后才進行堆載，存在滯后性；跳倉開挖、分層開挖施工中，每開挖一層需停工觀察一天，施工效率低，也是不可預測狀態，需根據隧道上浮量不斷進行反饋調整。因此，需要一種能跟隨開挖進度動態有效的控制既有地下結構(比如地鐵隧道)上浮的方法和系統，保證基坑快速開挖而不擾動地下結構。
技術實現要素：
5.針對上述現有技術中的問題，本發明提出了一種既有地下結構上方基坑施工方法及系統，利用流體的壓力并結合其流動特性，動態控制地下結構的上浮。
6.第一方面，本發明提出一種既有地下結構上方基坑施工方法，包括以下步驟：在既有地下結構的相對兩側分別施工第一排工程樁和第二排工程樁；按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體，使目標區域內的土體被逐一的開挖至目標基坑底面；其中，所述目標區域的土體包括位于所述第一排工程樁和所述第二排工程樁之間，且位于所述既有地下結構的上方的土體；將柔性包裝件設置在第一個被開挖出的所述目標基坑底面上，向所述柔性包裝件內注入流體介質，使所述柔性包裝件在所述目標基坑底面上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大；將反壓塊設置在所述柔性包裝件上，排出所述柔性包裝件內的流體介質；將反壓塊與所述第一排工程樁和所述第二排工程樁連接，形成門式
框架。
7.進一步地，所述按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體之前，還包括：
8.將目標區域內的土體劃分為沿所述既有地下結構的縱向分布的多個區段，將每個區段內的土體劃分為沿所述既有地下結構的橫向分布的多個單元；
9.所述按照預設開挖順序開挖所述目標區域內的土體的步驟包括：
10.按照第一開挖順序，開挖所述目標區域內的多個區段內的土體；
11.按照第二開挖順序，開挖每個所述區段內的多個單元內的土體。
12.進一步地，所述按照第一開挖順序，開挖所述目標區域內的多個區段內的土體的步驟包括：
13.將所述目標區域內的多個區段沿縱向分布方向劃分為多組，每組包括沿縱向分布的至少兩個區段；基于跳倉法，開挖每組的沿縱向的第一個區段內的全部單元的土體至目標基坑底面后，再開挖每組的沿縱向的第二個區段內的全部單元的土體至目標基坑底面，直至每組的沿縱向的最后一個區段內的全部單元的土體開挖至目標基坑底面。
14.進一步地，所述按照第二開挖順序，開挖每個所述區段內的多個單元內的土體的步驟包括：
15.沿所述區段內多個單元的橫向分布方向，開挖一個單元內的土體至目標基坑底面后，再開挖與其相鄰的下一個單元內的土體至目標基坑底面，直至該區段內的全部單元的土體開挖至目標基坑底面。
16.進一步地，所述按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體之前，還包括：
17.開挖第一排工程樁和第二排工程樁的上方的土體，并進行放坡處理，以形成坡底延伸至所述第一排工程樁的頂部的第一坡面和坡底延伸至所述第二排工程樁的頂部的第二坡面。
18.進一步地，所述將反壓塊設置在所述柔性包裝件上之前，還包括：
19.在所述第一坡面上預制所述反壓塊；所述反壓塊包括混凝土條塊以及設置在混凝土條塊上的第一起吊件、第二起吊件、第一錨固件和第二錨固件。
20.進一步地，所述將反壓塊設置在所述柔性包裝件上，排出所述柔性包裝件內的流體介質的步驟包括：
21.利用起吊翻轉組件將所述第一坡面上的反壓塊翻轉至所述柔性包裝件上，利用起吊翻轉組件使所述反壓塊緩慢下壓并擠壓所述柔性包裝件，同時開啟設置在所述柔性包裝件上的閥門，使所述柔性包裝件內的流體介質通過所述閥門排出。
22.進一步地，所述將反壓塊與所述第一排工程樁和所述第二排工程樁連接，形成門式框架的步驟包括：
23.所述柔性包裝件內的流體介質的剩余量達到預設范圍時，移除所述柔性包裝件；
24.利用起吊翻轉組件使所述反壓塊下壓在所述目標基坑底面；
25.將預設在所述反壓塊上的第一錨固件與預設在所述第一排工程樁的頂部的樁基鋼筋連接，并澆筑混凝土；將預設在所述反壓塊上的第二錨固件與預設在所述第二排工程樁的頂部的樁基鋼筋連接，并澆筑混凝土；形成門式框架。
26.進一步地，所述柔性包裝件內的流體介質的注入量，根據柔性包裝件在目標基坑底面上的壓力抵消目標基坑底面上被開挖的土體的壓重后，引起的目標基坑底面回彈量δ
小于8mm進行控制。
27.第二方面，本發明還提出一種既有地下結構上方基坑施工系統，包括：第一排工程樁、第二排工程樁、柔性包裝件和反壓塊；所述第一排工程樁和所述第二排工程樁分別設置在既有地下結構的相對兩側；所述柔性包裝件壓載于目標區域內的第一個被開挖出的目標基坑底面上，所述柔性包裝件的內部注入有流體介質，使所述柔性包裝件在所述目標基坑底面上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大；其中，所述目標區域的土體包括位于所述第一排工程樁和所述第二排工程樁之間，且位于所述既有地下結構的上方的土體；所述反壓塊設置在所述柔性包裝件上，用于擠壓所述柔性包裝件以排出柔性包裝件內的流體介質；所述反壓塊還與所述第一排工程樁和所述第二排工程樁連接，形成門式框架。
28.進一步地，所述系統還包括起吊翻轉組件，用于將所述反壓塊起吊翻轉至所述柔性包裝件上，并調節所述反壓塊施加在柔性包裝件上的壓力，以置換排出所述柔性包裝件內的流體介質施加在所述目標基坑底面上的壓力。
29.進一步地，所述第一排工程樁的上方土體開挖并放坡處理后形成有第一坡面，所述第一坡面的坡底延伸至所述第一排工程樁的頂部；所述第二排工程樁的上方的土體開挖并放坡處理后形成有第二坡面；所述第二坡面的坡底延伸至所述第二排工程樁的頂部；所述第一坡面和所述第二坡面的坡度為0-20
°
。
30.進一步地，所述反壓塊預制在所述第一坡面上；所述反壓塊包括混凝土條塊以及設置在混凝土條塊上的第一起吊件、第二起吊件、第一錨固件和第二錨固件；所述第一起吊件設置在所述混凝土條塊正對所述第一坡面的端面，所述第二起吊件設置在所述混凝土條塊背對所述第一坡面的端面；所述第一錨固件設置在所述混凝土條塊的靠近第一坡面的坡底的端面，所述第二錨固件設置在所述混凝土條塊的遠離第一坡面的坡底的端面。
31.進一步地，所述第一錨固件與所述第一排工程樁的頂部的樁基鋼筋連接，所述第二錨固件與所述第二排工程樁的頂部的樁基鋼筋連接。
32.在一些實施方式中，所述起吊翻轉組件包括第一卷揚機和汽車吊；所述第一卷揚機設置在所述第一坡面的坡頂，所述汽車吊設置在目標區域以外的地面上，所述汽車吊與所述第二起吊件連接，用于起吊并翻轉所述第一坡面上的所述混凝土條塊至所述柔性包裝件上；所述第一卷揚機的鋼絲繩與所述第一起吊件連接，通過調節所述鋼絲繩的松緊度調節所述混凝土條塊施加在柔性包裝件上的壓力。
33.在一些實施方式中，所述起吊翻轉組件包括第一卷揚機和第二卷揚機；所述第一卷揚機設置在所述第一坡面的坡頂，所述第一起吊件的鋼絲繩與所述第一起吊件連接；所述第二卷揚機設置在所述第二坡面的坡頂，所述第二卷揚機的鋼絲繩與所述第二起吊件連接；所述第一卷揚機和所述第二卷揚機通過調節各自的鋼絲繩的收放，翻轉所述第一坡面上的所述混凝土條塊至所述柔性包裝件上，所述第一卷揚機和所述第二卷揚機通過調節各自的鋼絲繩的收放和松緊度，調節所述混凝土條塊施加在柔性包裝件上的壓力。
34.進一步地，所述柔性包裝件包括水袋，所述流體介質包括水。
35.進一步地，所述既有地下結構包括隧道。
36.本發明的有益效果包括：
37.1、通過將柔性包裝件設置在第一個被開挖出的目標基坑底面上，向柔性包裝件內
注入流體介質，使柔性包裝件在目標基坑底面上的壓載面和壓力隨著土體的逐一開挖而同步增大，將柔性包裝件的壓重與土體的壓重置換，實現土體開挖過程中的動態壓載，從而在反壓塊與第一排工程樁和第二排工程樁連接，形成門式框架之前，嚴格限制了既有地下結構的上浮。
38.2、現有的地鐵上方基坑開挖多依靠注漿和降水進行地鐵上浮控制，開挖前進行隧道注漿，加大隧道上方土體自重，另一方面在地鐵上浮超一定范圍后進行降水進行調節，在軟弱地層往往注漿難度大，漿液流失占比多，造成土壤污染；而通過降水調節隧道起伏，易造成隧道內在的應力分布，存在安全隱患。本發明不存在上述缺陷，壓載的置換和土體的開挖同步，實現了微擾動施工，可加快基坑施工速度，保證開挖效率。
39.3、本發明只要控制注水速度/注水量即可實現動態開挖，不影響開挖速度，且采用分塊跳倉開挖，有效提高開挖功效，大量節約工期。
附圖說明
40.圖1為本發明的既有地下結構上方基坑施工方法的流程示意圖。
41.圖2為本發明的目標區域的縱向分布的多個區段的俯視示意圖。
42.圖3為本發明的第一坡面上預制有反壓塊以及一個區段內多個單元的開挖順序示意圖。
43.圖4為圖3中的區段內的柔性包裝件壓載到位的示意圖。
44.圖5為圖4中翻轉反壓塊至柔性包裝件上并擠壓柔性包裝件的示意圖。
45.圖中：10-第一排工程樁；20-第二排工程樁；30-隧道；40-目標基坑底面；50-樁基鋼筋；60-第一坡面；70-第二坡面；80-反壓塊；81-混凝土條塊；82-第一起吊件；83-第二起吊件；84-第一錨固件；85-第二錨固件；86-第一卷揚機；87-轉軸；88-鋼模板；90-柔性包裝件。
具體實施方式
46.以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。
47.如圖1所示的既有地下結構上方基坑施工方法，包括以下步驟：
48.在既有地下結構的相對兩側分別施工第一排工程樁10和第二排工程樁20；其中，本實施例的既有地下結構包括隧道30，尤其是已運營的地鐵隧道30。
49.如圖2、3所示，在施工第一排工程樁10和第二排工程樁20之前，需要先在原地面(即基坑開挖前的地面)定位出隧道30的輪廓線，再根據設計要求，確定第一排工程樁10和第二排工程樁20的分布區域。在設置第一排工程樁10和第二排工程樁20的分布區域時，應該考慮隧道303m禁入線，使第一排工程樁10和第二排工程樁20施工在該禁入線以外。
50.如圖2所示，第一排工程樁10和第二排工程樁20分布沿隧道30的縱向設置，第一排工程樁10和第二排工程樁20相對的設置在隧道30的兩側。附圖2中a表示隧道30的縱向中心線。第一排工程樁10包括沿隧道30的縱向間隔4m設置的多個第一工程樁，第二排工程樁20包括沿隧道30的縱向間隔4m設置的多個第二工程樁。第一工程樁和第二工程樁的樁徑為1.2m。第一排工程樁10和第二排工程樁20按照設計深度，施工澆筑至設計底板標高以上至少0.5m。其中，設計底板標高為擬施工的基坑的設計底板標高，該設計底板標高也可以理解
為本實施例中的目標基坑底面40。第一工程樁和第二工程樁的頂部分別預留有樁基鋼筋50，該樁基鋼筋50伸出至目標基坑底面40以上，樁基鋼筋50處不灌注混凝土，以便于樁基鋼筋50后期與反壓塊80連接。
51.將目標區域內的土體劃分為沿既有地下結構的縱向分布的多個區段。目標區域的土體包括位于第一排工程樁10和第二排工程樁20之間，且位于既有地下結構的上方的土體。
52.如圖2所示，將目標區域內的土體劃分為沿隧道30的縱向分布的十個區段，將該十個區段沿縱向按i、ii、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
、ⅵ、vii、viii、ix、x區進行編號，每個區段沿縱向方向的長度為6～8m。
53.按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體，使目標區域內的土體被逐一的開挖至目標基坑底面40。
54.按照第一開挖順序，開挖目標區域內的十個區段內的土體。
55.具體為：將目標區域內的多個區段沿縱向分布方向劃分為多組，每組包括沿縱向分布的至少兩個區段；基于跳倉法，開挖每組的沿縱向的第一個區段內的全部單元的土體至目標基坑底面40后，再開挖每組的沿縱向的第二個區段內的全部單元的土體至目標基坑底面40，直至每組的沿縱向的最后一個區段內的全部單元的土體開挖至目標基坑底面40。
56.一種可采用的開挖方式是：將i、ii兩個區段劃分為第一組，將ⅲ、ⅳ兩個區段劃分為第二組，將
ⅴ
、ⅵ兩個區段劃分為第三組，依次類推，將上述十個區段劃分為五組，每組包括兩個區段。開挖該五組的第一個區段，每組的第一個區段內的土體都開挖至目標基坑底面40后，再開挖每組的第二個區段的土體，直至每組的第二個區段的土體開挖至目標基坑底面40。即：先開挖i、ⅲ、
ⅴ
、vii、ix等單數編號區段，再開挖ii、ⅳ、ⅵ、viii、x等雙數編號區段。其中，每開挖一個區段后，間隔2-3天后，再開挖下一個區段。比如，開挖編號為i的區段后，間隔2天，再開挖編號為ⅲ的區段。
57.另一種可采用的開挖方式是：將編號為i、ii、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
的區段劃分為第一組，將編號為ⅵ、vii、viii、ix、x的區段劃分為第二組。先開挖第一組的編號為i的區段，再間隔2-3天后，開挖第二組的編號為ⅵ的區段，再間2-3天后，開挖第一組的編號為ii的區段，直至編號為x的區段開挖完成。
58.上述實施例中，僅是為了示意區段的開挖順序，并不限定基坑施工中，必須全部區段開挖完成后再進行下一步施工。實際上，可在一個區段開挖完成后，在進行該區段的后續施工的同時，也進行下一個區段的開挖施工，這樣可獲得更高的施工效率，縮短工期。
59.如圖3所示，將每個區段內的土體劃分為沿既有地下結構的橫向分布的多個單元。比如，本實施例中，將圖3所示的一個區段內的土體劃分為從左至右(隧道30橫向)的6個單元，分別給每個單元一個編號，即用編號1、2、3、4、5、6分別標記上述6個單元。
60.按照第二開挖順序，開挖每個區段內的多個單元內的土體。
61.具體為：沿區段內多個單元的橫向分布方向，開挖一個單元內的土體至目標基坑底面40后，再開挖與其相鄰的下一個單元內的土體至目標基坑底面40，直至該區段內的全部單元的土體開挖至目標基坑底面40。基于上述的6個單元的6個編號，可以理解為，區段內的6個單元的開挖順序為1
→2→3→4→5→
6。即先挖編號為1的單元內的土體，該單元內的土體挖出至目標基坑底面40的設計深度/高度后，完成該編號為1的單元內的土體的開挖工
作，進行編號為2的單元內的土體的開挖工作，依次進行，直至編號為6的單元內的土體開挖完成，至此，該區段內的6個單元的目標基坑底面40全部形成。
62.將柔性包裝件90設置在第一個被開挖出的目標基坑底面40上，向柔性包裝件90內注入流體介質，使柔性包裝件90在目標基坑底面40上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大。本實施例中，柔性包裝件90包括水袋，流體介質包括水。在一些實施例中，柔性包裝件90還可以是橡膠囊或其他柔性軟質的可變形密封薄膜結構。
63.結合圖3、圖4所示，將編號為1的單元內的土體開挖至目標基坑底面40后，將水袋放置在編號為1的單元所在的目標基坑底面40上，向水袋內注水，利用注入的水壓載目標基坑底面40，以置換該編號為1的單元內被挖出的土體。再開始挖除編號為2的單元內的土體，當編號為2的單元內的土體開挖至目標基坑底面40后，再次向水袋內注水，利用水的流動性和水袋的變形，水袋在目標基坑底面40上的壓載面同步增大，即水袋不僅繼續壓載在編號為1的單元的目標基坑底面40上，還壓載在編號為2的單元的目標基坑底面40上，而由于再次注入有水，即可保證水袋施加在編號為1的單元的目標基坑底面40上的壓力，也可保證水袋施加在編號為2的單元的目標基坑底面40上的壓力。依次進行，直至編號為6的單元的目標基坑底面40上也壓載有水袋，如圖4所示，此狀態下，該區段內的編號為1-6的單元內的土體對隧道30的壓載置換為水袋對隧道30的壓載，相比傳統的將編號為1-6的單元內的土體全部挖除后，再施工反壓結構的方式而言，可有效控制隧道30上浮，尤其是在傳統方法中，區段內土體完成挖除后，在該區段內反壓結構施工之前，隧道30極易上浮，而本發明可有效解決該問題。
64.由于柔性包裝件90只是臨時性的壓載結構，因此需要利用反壓塊80置換柔性包裝件90，使隧道30上方具有永久壓載。
65.如圖5所示，將反壓塊80設置在柔性包裝件90上，利用反壓塊80擠壓柔性包裝件90，排出柔性包裝件90內的流體介質。當然，也可以主動排出柔性包裝件90內的流體介質。
66.將反壓塊80與第一排工程樁10和第二排工程樁20連接，形成門式框架。具體為：
67.當柔性包裝件90內的流體介質的剩余量達到預設范圍時，移除柔性包裝件90。可以理解為，當水袋內的水將被排空或即將被排空時，可將水袋抽出。
68.在一些實施例中，柔性包裝件90為可降解的塑料袋，因此可不移除柔性包裝件90，使其被永久的壓載在反壓塊80的下方，直至降解。
69.利用起吊翻轉組件使反壓塊80下壓在目標基坑底面40；
70.將預設在反壓塊80上的第一錨固件84與預設在第一排工程樁10的頂部的樁基鋼筋50連接，并澆筑混凝土；將預設在反壓塊80上的第二錨固件85與預設在第二排工程樁20的頂部的樁基鋼筋50連接，并澆筑混凝土；第一排工程樁10、反壓塊80和第二排工程樁20連接為門式框架。
71.需要說明的是，每個區段對應一個反壓塊80和一個水袋。一個區段開挖完成并壓載水袋后，將該區段對應的反壓塊80壓載在水袋上，最后排出水袋內的水后，使該區段的反壓塊80壓載在該區段的目標基坑底面40，并將該反壓塊80與對應該區段的第一工程樁和第二工程樁連接，形成該區段的門式框架，至此，該區段施工完成。再進行下一個區段的施工，并最終在下一個區段形成同樣結構的門式框架，直至所有的區段都分別形成有一個門式框架。在一些實施例中，可將所有區段的門式框架連接為整體，連接方式可以是鋼筋連接結合
混凝土澆筑的形式。
72.另外，按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體之前，還包括：
73.開挖第一排工程樁10和第二排工程樁20的上方的土體，并進行放坡處理，以形成坡底延伸至第一排工程樁10的頂部的第一坡面60和坡底延伸至第二排工程樁20的頂部的第二坡面70。第一坡面60和第二坡面70的坡度為0-20
°
。
74.將反壓塊80設置在柔性包裝件90上之前，還包括：
75.在第一坡面60上預制反壓塊80。反壓塊80包括混凝土條塊81以及設置在混凝土條塊81上的第一起吊件82、第二起吊件83、第一錨固件84和第二錨固件85。
76.將反壓塊80設置在柔性包裝件90上，排出柔性包裝件90內的流體介質的步驟包括：
77.利用起吊翻轉組件將第一坡面60上的反壓塊80翻轉至柔性包裝件90上，利用起吊翻轉組件使反壓塊80緩慢下壓并擠壓柔性包裝件90，同時開啟設置在柔性包裝件90上的閥門，使柔性包裝件90內的流體介質通過閥門排出。閥門設置在柔性包裝件90的底部，排出的流體介質可接入儲蓄裝置，比如蓄水池。
78.柔性包裝件90內的流體介質的注入量，根據柔性包裝件90在目標基坑底面40上的壓力抵消目標基坑底面40上被開挖的土體的壓重后，引起的目標基坑底面40回彈量δ小于8mm進行控制。
79.其中，每開挖一個單元內的土體至目標基坑底面40后，該單元內對應的目標基坑底面40回彈量δ計算公式為：
[0080][0081]
式中，為回彈經驗系數；pc為基坑底面以上土的自重壓力，地下水位以下應扣除浮力；e
ci
為第i層土體的回彈模量。zi為第i層土底面至基坑底面的距離，αi為基坑底面至第i層土底面范圍內平均附加應力系數。
[0082]
假設一個條形單元對應的基坑長為l，寬為b，開挖深度為z，則附加應力系數αi按下表1進行選用。
[0083]
表1附加應力系數αi選用表
[0084][0085]
基于上述每個單元的基坑開挖上浮量(即回彈量δ)計算公式，本發明提出以動態
注水壓載的方式實現對上浮量的調節控制。
[0086]
基于同一發明構思，本發明還提出一種既有地下結構上方基坑施工系統，包括：第一排工程樁10、第二排工程樁20、柔性包裝件90和反壓塊80。
[0087]
第一排工程樁10和第二排工程樁20分別設置在既有地下結構的相對兩側。
[0088]
柔性包裝件90壓載于目標區域內的第一個被開挖出的目標基坑底面40上，柔性包裝件90的內部注入有流體介質，使柔性包裝件90在目標基坑底面40上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大；其中，目標區域的土體包括位于第一排工程樁10和第二排工程樁20之間，且位于既有地下結構的上方的土體。
[0089]
反壓塊80設置在柔性包裝件90上，用于擠壓柔性包裝件90以排出柔性包裝件90內的流體介質；反壓塊80還與第一排工程樁10和第二排工程樁20連接，形成門式框架。
[0090]
系統還包括起吊翻轉組件，用于將反壓塊80起吊翻轉至柔性包裝件90上，并調節反壓塊80施加在柔性包裝件90上的壓力，以置換排出柔性包裝件90內的流體介質施加在目標基坑底面40上的壓力。
[0091]
第一排工程樁10的上方土體開挖并放坡處理后形成有第一坡面60，第一坡面60的坡底延伸至第一排工程樁10的頂部；第二排工程樁20的上方的土體開挖并放坡處理后形成有第二坡面70；第二坡面70的坡底延伸至第二排工程樁20的頂部；第一坡面60和第二坡面70的坡度為0-20
°
。
[0092]
反壓塊80預制在第一坡面60上；反壓塊80包括混凝土條塊81以及設置在混凝土條塊81上的第一起吊件82、第二起吊件83、第一錨固件84和第二錨固件85；第一起吊件82、設置在混凝土條塊81正對第一坡面60的端面，第二起吊件83設置在混凝土條塊81背對第一坡面60的端面；第一錨固件84設置在混凝土條塊81的靠近第一坡面60的坡底的端面，第二錨固件85設置在混凝土條塊81的遠離第一坡面60的坡底的端面。
[0093]
第一錨固件84與第一排工程樁10的頂部的樁基鋼筋50連接，第二錨固件85與第二排工程樁20的頂部的樁基鋼筋50連接。
[0094]
在一些實施例中，混凝土條塊81在正對第一坡面60的端面以及設置有第一錨固件84的端面還設置有鋼模板88，從而在混凝土條塊81轉動時，混凝土條塊81不直接與第一坡面60接觸，避免混凝土條塊81破損。
[0095]
在一些實施例中，在混凝土條塊81在正對第一坡面60的端面和設置有第一錨固件84的端面相交的棱邊設置有水平的轉軸87，轉軸87可以是預埋的輥軸。混凝土條塊81翻轉時，繞轉軸87的軸線轉動，不僅便于轉動定位，也可進一步保護混凝土條塊81，避免其在該棱角處破損。在一些實施例中，在轉軸87的軸端設置有角度測量裝置，利用角度測量裝置測量轉軸87的轉動角度，從而獲得混凝土條塊81的轉動角度，以便于更精準的調控混凝土條塊81壓載在柔性包裝件90上時的傾斜角度。也可通過該角度值判斷柔性包裝件90內的流體介質的余量。
[0096]
本實施例中，起吊翻轉組件包括第一卷揚機86和汽車吊；第一卷揚機86設置在第一坡面60的坡頂，汽車吊設置在目標區域以外的地面上，汽車吊與第二起吊件83連接，用于起吊并翻轉第一坡面60上的混凝土條塊81至柔性包裝件90上；第一卷揚機86的鋼絲繩與第一起吊件82連接，通過調節鋼絲繩的松緊度調節混凝土條塊81施加在柔性包裝件90上的壓力。
[0097]
如圖5所示，利用汽車吊將第一坡面60上的混凝土條塊81吊起，并朝遠離第一坡面60的方向傾斜。利用第一卷揚機86的鋼絲繩拉住混凝土條塊81，限制其傾斜的速度，也可對其施加一定的拉力，以調節混凝土條塊81施加在柔性包裝件90上的壓力。如圖5所示，當混凝土條塊81傾斜壓載在柔性包裝件90上時，柔性包裝件90的靠近第一坡面60的一側先與混凝土條塊81接觸，并受到擠壓，使柔性包裝件90內的流體介質向第二坡面70方向流動。當混凝土條塊81完全壓載在柔性包裝件90后，可撤除汽車吊，此時僅利用第一卷揚機86緩慢下放混凝土條塊81即可，通過調節鋼絲繩的松緊度調節混凝土條塊81施加在柔性包裝件90上的壓力。直至柔性包裝件90內的流體介質排空或接近排空，抽出柔性包裝件90，繼續下放混凝土條塊81，使混凝土條塊81完全的壓載在目標基坑底面40。
[0098]
在一些實施方式中，起吊翻轉組件包括第一卷揚機86和第二卷揚機；第一卷揚機86設置在第一坡面60的坡頂，第一起吊件82的鋼絲繩與第一起吊件82連接；第二卷揚機設置在第二坡面70的坡頂，第二卷揚機的鋼絲繩與第二起吊件83連接；第一卷揚機86和第二卷揚機通過調節各自的鋼絲繩的收放，翻轉第一坡面60上的混凝土條塊81至柔性包裝件90上，第一卷揚機86和第二卷揚機通過調節各自的鋼絲繩的收放和松緊度，調節混凝土條塊81施加在柔性包裝件90上的壓力。
[0099]
在一些實施例中，第一坡面60的坡頂還設置有第一導軌。第一導軌沿隧道30的縱向設置。第一卷揚機86設置在第一導軌上，可沿第一導軌移動。當一個區段施工完畢后，推動第一卷揚機86沿第一導軌移動至下一個區段對應的第一坡面60的坡頂處。同樣的，當一些實施例中的起吊翻轉組件包括第一卷揚機86和第二卷揚機時，對應的在第二坡面70的坡頂也設置有第二導軌，第二導軌沿隧道30的縱向設置，第二卷揚機設置在第二導軌上，可沿第二導軌移動。
[0100]
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，同樣也應視為本發明的保護范圍。
技術特征：
1.一種既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，包括以下步驟：在既有地下結構的相對兩側分別施工第一排工程樁和第二排工程樁；按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體，使目標區域內的土體被逐一的開挖至目標基坑底面；其中，所述目標區域的土體包括位于所述第一排工程樁和所述第二排工程樁之間，且位于所述既有地下結構的上方的土體；將柔性包裝件設置在第一個被開挖出的所述目標基坑底面上，向所述柔性包裝件內注入流體介質，使所述柔性包裝件在所述目標基坑底面上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大；將反壓塊設置在所述柔性包裝件上，排出所述柔性包裝件內的流體介質；將反壓塊與所述第一排工程樁和所述第二排工程樁連接，形成門式框架。2.根據權利要求1所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體之前，還包括：將目標區域內的土體劃分為沿所述既有地下結構的縱向分布的多個區段，將每個區段內的土體劃分為沿所述既有地下結構的橫向分布的多個單元；所述按照預設開挖順序開挖所述目標區域內的土體的步驟包括：按照第一開挖順序，開挖所述目標區域內的多個區段內的土體；按照第二開挖順序，開挖每個所述區段內的多個單元內的土體。3.根據權利要求2所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述按照第一開挖順序，開挖所述目標區域內的多個區段內的土體的步驟包括：將所述目標區域內的多個區段沿縱向分布方向劃分為多組，每組包括沿縱向分布的至少兩個區段；基于跳倉法，開挖每組的沿縱向的第一個區段內的全部單元的土體至目標基坑底面后，再開挖每組的沿縱向的第二個區段內的全部單元的土體至目標基坑底面，直至每組的沿縱向的最后一個區段內的全部單元的土體開挖至目標基坑底面。4.根據權利要求2所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述按照第二開挖順序，開挖每個所述區段內的多個單元內的土體的步驟包括：沿所述區段內多個單元的橫向分布方向，開挖一個單元內的土體至目標基坑底面后，再開挖與其相鄰的下一個單元內的土體至目標基坑底面，直至該區段內的全部單元的土體開挖至目標基坑底面。5.根據權利要求1所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體之前，還包括：開挖第一排工程樁和第二排工程樁的上方的土體，并進行放坡處理，以形成坡底延伸至所述第一排工程樁的頂部的第一坡面和坡底延伸至所述第二排工程樁的頂部的第二坡面。6.根據權利要求5所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述將反壓塊設置在所述柔性包裝件上之前，還包括：在所述第一坡面上預制所述反壓塊；所述反壓塊包括混凝土條塊以及設置在混凝土條塊上的第一起吊件、第二起吊件、第一錨固件和第二錨固件。7.根據權利要求6所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述將反壓塊設置在所述柔性包裝件上，排出所述柔性包裝件內的流體介質的步驟包括：
利用起吊翻轉組件將所述第一坡面上的反壓塊翻轉至所述柔性包裝件上，利用起吊翻轉組件使所述反壓塊緩慢下壓并擠壓所述柔性包裝件，同時開啟設置在所述柔性包裝件上的閥門，使所述柔性包裝件內的流體介質通過所述閥門排出。8.根據權利要求6所述的既有地下結構上方基坑施工方法，其特征在于，所述將反壓塊與所述第一排工程樁和所述第二排工程樁連接，形成門式框架的步驟包括：所述柔性包裝件內的流體介質的剩余量達到預設范圍時，移除所述柔性包裝件；利用起吊翻轉組件使所述反壓塊下壓在所述目標基坑底面；將預設在所述反壓塊上的第一錨固件與預設在所述第一排工程樁的頂部的樁基鋼筋連接，并澆筑混凝土；將預設在所述反壓塊上的第二錨固件與預設在所述第二排工程樁的頂部的樁基鋼筋連接，并澆筑混凝土；形成門式框架。9.一種既有地下結構上方基坑施工系統，其特征在于，包括：第一排工程樁、第二排工程樁、柔性包裝件和反壓塊；所述第一排工程樁和所述第二排工程樁分別設置在既有地下結構的相對兩側；所述柔性包裝件壓載于目標區域內的第一個被開挖出的目標基坑底面上，所述柔性包裝件的內部注入有流體介質，使所述柔性包裝件在所述目標基坑底面上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大；其中，所述目標區域的土體包括位于所述第一排工程樁和所述第二排工程樁之間，且位于所述既有地下結構的上方的土體；所述反壓塊設置在所述柔性包裝件上，用于擠壓所述柔性包裝件以排出柔性包裝件內的流體介質；所述反壓塊還與所述第一排工程樁和所述第二排工程樁連接，形成門式框架。10.根據權利要求9所述的既有地下結構上方基坑施工系統，其特征在于，所述系統還包括起吊翻轉組件，用于將所述反壓塊起吊翻轉至所述柔性包裝件上，并調節所述反壓塊施加在柔性包裝件上的壓力，以置換排出所述柔性包裝件內的流體介質施加在所述目標基坑底面上的壓力。
技術總結
本申請涉及建筑施工技術領域，提供了既有地下結構上方基坑施工方法及系統，方法包括以下步驟：施工第一排工程樁和第二排工程樁；按照預設開挖順序開挖目標區域內的土體，使目標區域內的土體被逐一的開挖至目標基坑底面；將柔性包裝件設置在第一個被開挖出的目標基坑底面上，向柔性包裝件內注入流體介質，使柔性包裝件在目標基坑底面上的壓載面和壓力隨著目標區域內的土體的逐一開挖而同步增大；將反壓塊設置在柔性包裝件上，排出柔性包裝件內的流體介質；將反壓塊與第一排工程樁和第二排工程樁連接，形成門式框架。本發明的壓載的置換和土體的開挖同步，實現了微擾動施工，可加快基坑施工速度，保證開挖效率。保證開挖效率。保證開挖效率。
