CN110230507A - 一种门字架挑顶工法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种门字架挑顶工法，涉及隧道施工技术领域，其技术方案要点是：包括以下步骤：1)施工准备；门字式钢架加工；2)施工通道S5段开挖支护；3)施工通道S5段挑顶段开挖支护；4)分段开挖车站断面，架设门字式钢架；5)施作车站上半断面拱部钢架及喷射混凝土；施作挑顶断面异形格栅拱架及喷射混凝土；6)施作上导坑和车站正洞支护；拆除大里程方向左侧部分门字式钢架；7)拆除大里程端右侧部分门字式钢架；8)施作车站上导坑拱型钢架，喷射混凝土；9)先后开挖支护右、左上部导洞；10)开挖车站主体隧道。具有使施工通道与车站主体结构转化处稳定，便于施工按计划进行，在保证安全的同时保证了隧道转换段的开挖速度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，更具体地说，它涉及一种门字架挑顶工法。
背景技术
随着经济的快速发展，我国地铁建设处于高速发展时期。在城市繁华区域、交通要道和人口密集地段，为了不破坏现有的交通条件，不影响工程周边居民的日常生活，越来越多的地铁车站采用暗挖法进行施工。而暗挖法施工中，通过修建施工通道的方式转入修建地铁隧道已经成为一种“潮流趋势”。但是由于转换段隧道开挖施工过程的复杂性，在施工通道进入主隧道的过程中施工通道与车站隧道转换段施工工序较多、结构体系受力转换频繁，围岩变形、应力以及支护结构受力情况复杂。此外，由于施工通道断面较小而车站隧道断面较大，转换段施工往往需要较多步序导致成为制约隧道施工工期的关键。
目前小断面施工通道进入大断面车站成熟的施工方法有很多，如大包法、CRD法等。针对城市地铁横通道转正洞施工难度大、工序复杂的特点，多采用大包工序转化法。也有结合现场实际情况及地质特点，按照“短进尺、强支护、早封闭、控沉陷”的原则进行施工。
针对软弱围岩、土层等特殊地质地段，采用挑顶工序法较为合理有效。挑顶工法施工能够保证隧道围岩的稳定性，确保施作的安全和正常的施工工期。
发明内容
本发明的目的是提供一种门字架挑顶工法，具有使得施工通道与车站主体结构转化处更加稳定，便于施工按计划进行，从而不会耽误工期，在保证安全的同时保证了隧道转换段的开挖速度的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种门字架挑顶工法，包括以下步骤：
1)挑顶施工准备；进行门字式钢架的加工；
2)对施工通道S5段进行开挖支护；
3)施工通道S5段开挖支护完成后，对施工通道S5段的挑顶段进行开挖支护；
4)分段开挖车站断面，并架设步骤1)中加工的门字式钢架；
5)门字式钢架架设完成后，施作车站上半断面拱部钢架及喷射混凝土；施作挑顶断面异形格栅拱架及喷射混凝土；
6)施作标准断面上导坑和挑顶段内的车站正洞初期支护；进行大里程方向的掘进施工，并拆除大里程方向左侧部分临时支护门字式钢架，进行左侧导坑的施工；
7)左侧导坑掘进5-10m后，拆除大里程端右侧部分临时支护门字式钢架，进行右侧导坑的施工；
8)挑顶正线初期支护完成后向车站大、小里程先后短进尺开挖三榀拱架距离，然后施作车站上导坑标准拱型钢架，喷射混凝土；
9)先后开挖支护右、左上部导洞；
10)采用双侧壁导坑法开挖车站主体隧道。
本发明进一步设置为：步骤1中所述的施工准备具体包括以下步骤：
步骤1-1：审核图纸，复核设计坐标及高程，混凝土配合比设计；
步骤1-2：进行测量放线；
步骤1-3：测量放线之后，进行土方开挖。
本发明进一步设置为：步骤3)中架设的门字式钢架的内侧将步骤2)中的初期支护的外轮廓包含在内。
本发明进一步设置为：步骤6)和步骤7)中所述的拆除门字式钢架，根据监测情况，按照部分拆除方式依次拆除。
本发明进一步设置为：所述的施工通道S5段的横洞与车站正洞的交叉角度为90°；施工通道S5段开挖至距离车站正洞5m时，调整施工通道S5段顶部的坡度，调整的坡度按30％的上坡开挖至正洞右侧边墙。
本发明具有以下有益效果：在施工通道进入车站正洞的施工过程中，通过门字架挑顶的施工工艺，使得施工通道与车站主体结构转化处更加稳定，解决了连接处复杂受力，影响继续施工的问题，便于施工按计划进行，从而不会耽误工期，在保证安全的同时保证了隧道转换段的开挖速度。
附图说明
图1是本发明实施例中施工通道进入车站挑顶施工的工艺流程图；
图2是本发明实施例中施工通道与车站断面示意图；
图3是本发明实施例中门字式钢架的结构示意图。
图中：1、车站正洞；2、横洞；3、施工通道S5段；4、门型钢架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种门字架挑顶工法，如图1、图2和图3所示，包括以下步骤：
1)挑顶施工准备。进行门字式钢架4的加工。
2)对施工通道S5段3进行开挖支护。
3)施工通道S5段3开挖支护完成后，对施工通道S5段3的挑顶段进行开挖支护。
4)分段开挖车站断面，并架设步骤1)中加工的门字式钢架4。
5)门字式钢架4架设完成后，施作车站上半断面拱部钢架及喷射混凝土。施作挑顶断面异形格栅拱架及喷射混凝土。
6)施作标准断面上导坑和挑顶段内的车站正洞1初期支护。进行大里程方向的掘进施工，并拆除大里程方向左侧部分临时支护门字式钢架4，进行左侧导坑的施工。
7)左侧导坑掘进5-10m后，拆除大里程端右侧部分临时支护门字式钢架4，进行右侧导坑的施工。
8)挑顶正线初期支护完成后向车站大、小里程先后短进尺开挖三榀拱架距离，然后施作车站上导坑标准拱型钢架，喷射混凝土。
9)先后开挖支护右、左上部导洞。
10)采用双侧壁导坑法开挖车站主体隧道。
在本实施例中，中空注浆锚杆为25mm。门字式钢架4之间的间隔距离为500-1000mm。在施工通道进入车站正洞1的施工过程中，采用先加固后开挖的原则。采用I28规格的型钢拱架为门字式钢架4的横梁进行初期支护。施工通道支通道至接口位置，末端密排三榀I18工字钢，便于保持施工通道进行初期支护。施工通道初期支护完成后，施工通道继续向前施工。同时，采用台阶法分段开挖车站断面范围内矩形通道，根据通道高度的变化架设门式钢架，并施做主体隧道初期支护中空注浆锚杆。然后，开挖右侧拱腰余下土体，施做该部分锚杆。当门式架施工完成后，施工挑顶断面异形格栅拱架及喷射混凝土。挑顶正线初期支护完成后向车站大、小里程先后短进尺开挖3榀拱架距离，施做车站上导坑标准拱架，喷射混凝土，对车站上导坑进行初期支护。车站标准断面上导坑初期支护完成后，进行大里程方向的掘进施工，拆除大里程方向左侧部分临时支护门字架。然后进行左侧导坑的施工，左侧掘进5-10m后，拆除大里程端右侧部分临时支护门字架，进行右侧导坑的施工。在施工通道进入车站正洞1的施工过程中，通过门字架挑顶的施工工艺，使得施工通道与车站主体结构转化处更加稳定，解决了连接处复杂受力，影响继续施工的问题，便于施工按计划进行，从而不会耽误工期，在保证安全的同时保证了隧道转换段的开挖速度。
步骤1中的施工准备具体包括以下步骤：
步骤1-1：审核图纸，复核设计坐标及高程，混凝土配合比设计。
步骤1-2：进行测量放线。
步骤1-3：测量放线之后，进行土方开挖。
在本实施例中，通过测量人员对上台阶开挖部分进行施工放样，放出线路中桩及开挖轮廓线完成步骤1-2中的测量放线。步骤1-3中进行的土方开挖的过程中，采用钻孔爆破法掘进的开挖方式进行隧道的开挖，开挖后及时进行土方外运，清理开挖面四周松散土石方，开挖不得出现欠挖现象，对欠挖部分进行人工开挖至设计要求，开挖完成后施做拱部支护，并清理开挖面不稳定土石块。通过步骤1-1中的审核图纸，复核设计坐标及高程，混凝土配合比设计，步骤1-2中进行测量放线和步骤1-3中进行土方开挖，便于完成挑顶施工的准备工作。
步骤3)中架设的门字式钢架4的内侧将步骤2)中的初期支护的外轮廓包含在内。
在本实施例中，门字式钢架4的内侧将步骤2)中的初期支护的外轮廓包含在内，便于后期对门字式钢架4的拆除工作。
步骤6)和步骤7)中的拆除门字式钢架4，根据监测情况，按照部分拆除方式依次拆除。
在本实施例中，按照监测要求，将在施工通道与车站正洞1的交叉处布置两个监测断面，采用全站仪来监测隧道拱顶的沉降位移。根据监测情况，按照部分拆除的方式一场拆除除门字式钢架4，便于保证隧道的受力的稳定性。
施工通道的横洞2与车站正洞1的交叉角度为90°。施工通道S5段3开挖至距离车站正洞15m时，调整施工通道S5段3顶部的坡度，调整的坡度按30％的上坡开挖至正洞右侧边墙。
在本实施例中，施工通道S5段3开挖至距离车站正洞15m时，调整施工通道S5段3顶部的坡度，调整的坡度按30％的上坡开挖至正洞右侧边墙，便于进行挑顶施工工序，从而利于优化开挖面形式。
工作原理：在施工通道S5段3进入正洞的开挖过程中，根据先加固后开挖的原则，采用型钢门架进行加固和支护。施工通道支通道至接口位置，末端密排三榀I18工字钢，设置门式钢架，并施做初期支护。施工通道继续向前施工，按台阶法分段开挖车站断面范围内矩形通道，根据高度变化架设门式钢架，门式钢架内侧应将初支外轮廓包含内，并施做主体隧道初期支护中空注浆锚杆。开挖右侧拱腰余下土体，施做该部分锚杆。门式架施工完成后施工挑顶断面异形格栅拱架及喷射混凝土。挑顶正线初期支护完成后向车站大、小里程先后短进尺开挖3榀拱架距离，施做车站上导坑标准拱架，喷射混凝土。标准断面上导坑初支完成后，挑顶内车站正洞1初期支护完成后先进行向大里程方向掘进施工，先拆除大里程方向左侧部分临时支护门字架，进行左侧导坑的施工，左侧掘进5-10m后，拆除大里程端右侧部分临时支护门字架，进行右侧导坑的施工。在施工通道进入车站正洞1的施工过程中，通过门字架挑顶的施工工艺，使得施工通道与车站主体结构转化处更加稳定，解决了连接处复杂受力，影响继续施工的问题，便于施工按计划进行，从而不会耽误工期，在保证安全的同时保证了隧道转换段的开挖速度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种门字架挑顶工法，其特征是：包括以下步骤：
1)挑顶施工准备；进行门字式钢架(4)的加工；
2)对施工通道S5段(3)进行开挖支护；
3)施工通道S5段(3)开挖支护完成后，对施工通道S5段(3)的挑顶段进行开挖支护；
4)分段开挖车站断面，并架设步骤1)中加工的门字式钢架(4)；
5)门字式钢架(4)架设完成后，施作车站上半断面拱部钢架及喷射混凝土；施作挑顶断面异形格栅拱架及喷射混凝土；
6)施作标准断面上导坑和挑顶段内的车站正洞(1)初期支护；进行大里程方向的掘进施工，并拆除大里程方向左侧部分临时支护门字式钢架(4)，进行左侧导坑的施工；
7)左侧导坑掘进5-10m后，拆除大里程端右侧部分临时支护门字式钢架(4)，进行右侧导坑的施工；
8)挑顶正线初期支护完成后向车站大、小里程先后短进尺开挖三榀拱架距离，然后施作车站上导坑标准拱型钢架，喷射混凝土；
9)先后开挖支护右、左上部导洞；
10)采用双侧壁导坑法开挖车站主体隧道。
2.根据权利要求1所述的一种门字架挑顶工法，其特征是：步骤1中所述的施工准备具体包括以下步骤：
步骤1-1：审核图纸，复核设计坐标及高程，混凝土配合比设计；
步骤1-2：进行测量放线；
步骤1-3：测量放线之后，进行土方开挖。
3.根据权利要求1所述的一种门字架挑顶工法，其特征是：步骤3)中架设的门字式钢架(4)的内侧将步骤2)中的初期支护的外轮廓包含在内。
4.根据权利要求1所述的一种门字架挑顶工法，其特征是：步骤6)和步骤7)中所述的拆除门字式钢架(4)，根据监测情况，按照部分拆除方式依次拆除。
5.根据权利要求1所述的一种门字架挑顶工法，其特征是：所述的施工通道S5段(3)的横洞(2)与车站正洞(1)的交叉角度为90°；施工通道S5段(3)开挖至距离车站正洞(1)5m时，调整施工通道S5段(3)顶部的坡度，调整的坡度按30％的上坡开挖至正洞右侧边墙。
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