CN113236308B - 软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，包由多个角管和多个方钢管围成横截面成矩形的管状结构；管状结构内设有内排管；两个与内排管连接的方钢管均为中角管；外锚固方管设置于管状结构的外侧，与相应的中角管连接；多个方钢管，以及相应的两个角管，或者相应的两个中角管、两个相应的外锚固方管内均采用后张法设置钢绞线作为预应力束。施工时，先分批顶进所有的角管、方钢管并设置波纹管；接着，先后在水平和竖直两个方向的钢管内填充高强混凝土，并张拉钢绞线；固结后，依次开挖土体，并施工内部结构。本发明使地下施工不影响路面正常交通、管线，工程质量更高，更节省造价和工期，能够实现现场快速安装。

Description

软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程施工技术领域，特别涉及软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法。

背景技术

随着轨道交通的不断建造，未来轨道交通建设不可避免的将位于城市核心区。而常规的明挖法在城市核心区应用却面临着交通、管线、周边环境等系列难题。因此，探索地下工程暗挖工法势在必行。

在现有技术中，暗挖工法主要包括：适用于岩/土自稳定能力较强地区的类矿山法，和适用于软土地区的设备开挖法。众所周知，软土地区土层具有地下水位高、强度低的特点。目前，在轨道交通领域应用较为广泛的主要有盾构法、顶管法、管幕法和冻结法。盾构法和顶管法，断面尺寸和形状受设备限制而不灵活、空间利用率低、设备复杂且配置要求高、拼缝导致渗漏隐患多，更多的适用于地下区间或地下通道。管幕法，钢管之间由于不能协同工作，受力方向为纵向，无法满足使用阶段横向承载的要求，从而存在较多临时型钢支撑，一方面导致开挖效率低，另一方面临时钢支撑割除造成较大的工程浪费。冻结法，施工风险高，冻融对环境影响大，结构跨度及体量受较大限制。因此，急需提出一种适用于软土富水地区地铁车站建设的暗挖新工法。

对此，一些学者提出借助顶管机，通过插槽定位，顶进方钢管后，横向穿预应力管道、浇筑方钢管内及之间混凝土、张拉预应力，从而使混凝土方钢管形成可以横向承载的整体结构，进而开挖内部土体，回筑内部结构。但一方面，揭示的做法存在以下问题：首先，张拉预应力筋的形式与布置，需根据简化模型计算后，结合正负弯矩分布，将一根预应力筋由负弯矩区弯折到正弯矩区，从而尽量确保预应力筋位于截面受拉区，属于混凝土结构设计原理中的受弯预应力构件。不可避免的，一是正负弯矩分布是由简化梁模型计算得到，模拟由离散混凝土型钢管张拉形成整体的实际情况的可靠度需进一步研究；二是正负弯矩由于结构跨度不同不完全相等，但一根预应力筋提供了相同的拉力，会影响各截面受力状态，从而使正负弯矩分布更难以确定；三是由于预应力筋弯折，造成了部分预应力靠近截面中部，而除了弯矩“零点”截面外，其余截面均存在受拉区，从而可能引起开裂较为严重。其次，按照受弯预应力构件设计导致位于角部的方钢管需设置隔板并填充一部分混凝土，从而保证一部分角部负弯矩区受力性能，但隔板的设置减少了方钢管的内部人工施工空间，因此角部方钢管需扩大并采用异形截面。又次，采用的“C-T”插槽或“双L”插槽导致了各方钢管翼缘无法闭合形成连续受力，从而大幅度减小截面计算高度，造成不必要的浪费。最后，弯折的预应力筋需在各方钢管外壁不同位置留设开孔，从而造成各钢管均需在工程内进一步开孔加工，标准化低、工序繁琐。另一方面，当跨度较大时，揭示的做法并不能满足相应受力要求，而且也无法满足地铁车站常用的中柱纵向框架的结构形式。

因此，如何针对地铁车站的工程需求，既能解决明挖法对交通、管线、周边环境巨大的负面影响，又能满足软土地区暗挖法设计便捷、安全可控、经济合理、大断面、快速化施工的需求成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，实现的目的是能够适应软土富水地区地铁车站的暗挖施工，既能解决明挖法对交通、管线、周边环境巨大的负面影响，又能满足软土地区暗挖法设计便捷、安全可控、经济合理、大断面、快速化施工的需求。

为实现上述目的，本发明公开了软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构，包括多个角管、多个方钢管、多根预应力束，以及用于填充于所述角管和所述方钢管的高强度混凝土

其中，多个所述角管和多个所述方钢管围成横截面成矩形的管状结构；

所述管状结构内设有内排管；每一所述内排管均水平设置，用于将所述管状结构分割成上下两层；所述内排管包括多个所述方钢管；

每一所述角管均设置于所述管状结构的横截面的转角位置；每一所述角管与相邻的所述方钢管之间均设有限位结构；

多个所述方钢管分别对应所述管状结构的横截面的各条直边设置；每两个相邻的所述方钢管之间均设有所述限位结构；

所述内排管的两侧分别与对应所述管状结构横截面中两条相对的直边的两个所述方钢管连接；两个与所述内排管连接的所述方钢管均为中角管；

每一所述中角管的两个相对侧面分别与相邻的两个所述方钢管连接，另两个相对的侧面分别与所述内排管和外锚固方管连接；

每一所述中角管与位于所述内排管两侧的所述方钢管之间，以及与所述外锚固方管之间均设有所述限位结构；

所述外锚固方管设置于所述管状结构的外侧，与相应的所述中角管连接；

对应所述管状结构的横截面的每一条直边的多个所述方钢管，以及相应的两个所述角管内均采用后张法设置钢绞线作为预应力束；

每一所述内排管的多个所述方钢管，以及相应的两个中角管和两个所述外锚固方管内均采用后张法设置钢绞线作为预应力束；

每一所述钢绞线的两端均分别锚固于相应的两个所述角管内，或者相应的两个外锚固方管内。

优选的，所述限位结构为设置于每一所述角管与相邻的所述方钢管之间的两个接触面上，或者每两个相邻的所述方钢管之间，或者每一所述中角管与相应的所述外锚固方管之间的两个接触面上的凹头和凸头；

每一所述凹头均由相应的所述接触面所对应的所述角管或所述方钢管或所述外锚固方管的外壁沿所述接触面的法向延伸形成；

所述外壁延伸出相应的所述接触面的部分为相应的所述凹头的侧壁。

更优选的，设有所述凹头的所述接触面所对应的另一接触面上设有所述凸头；

每一所述凸头均对应相应的所述凹头的侧壁设置，使另一所述接触面与设有所述凹头的所述接触面能够通过所述凹头和所述凸头形成卡接。

更优选的，设有所述凹头的所述接触面上对应所述凹头的侧壁内侧的位置均设有所述凸头；设有所述凹头的所述接触面上设置的所述凸头至所述凹头的侧壁间的距离与另一所述接触面上设置的所述凸头相匹配，能够卡接另一所述接触面上设置的所述凸头。

优选的，每一所述角管与相邻的所述方钢管之间的两个接触面上，或者每两个相邻的所述方钢管之间的两个接触面上，或者每一所述中角管与相应的所述外锚固方管之间的两个接触面上对应相应的所述钢绞线均设有开孔；

每一所述角管和每一所述外锚固方管内对应每一所述开孔的位置均为后张锚固端，均设有锚固装置；

每一所述方钢管和每一所述中角管内的两个相对的所述接触面的每一对所述开孔之间均设有用于穿设相应的所述钢绞线的波纹管。

优选的，所述管状结构内设有若干钢管柱；每一所述钢管柱分别设置在所述内排管的两面；

每一所述钢管柱的两端均与相应的所述方钢管连接。

本发明还提供软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，步骤如下：

步骤1、借助带刀盘切削土体功能的工装，以标高最高的所述角管为起点，分批顶进所有的所述角管、所有的所述方钢管、所有的所述中角管和所有的所述外锚固方管，形成所述管状结构，以及所述内排管；

步骤2、由工人在每一所述方钢管和每一所述中角管内，通过开孔穿设波纹管；完成后，在设有与水平面平行的所述波纹管的每一所述方钢管和每一所述中角管内用高强混凝土进行填充；

步骤3、待所述高强混凝土达到强度要求后，由工人在所有与水平面平行的所述波纹管内穿设钢绞线，将每一与水平面平行的所述钢绞线均张拉锚固于相应的所述角管或者相应的所述外锚固方管；完成后，在设有与水平面垂直的所述波纹管的每一所述方钢管内均用高强混凝土再次进行填充；

步骤4、待再次进行填充的高强混凝土达到强度要求后，由工人在所有与水平面垂直的所述波纹管内穿设钢绞线，将每一与水平面垂直的所述钢绞线均张拉锚固于相应的所述角管；

步骤5、在完成锚固的每一所述角管内均用高强混凝土进行填充；

步骤6、在每一所述角管内的高强混凝土均达到强度要求后，采用掏槽开挖方式开挖所述管状结构内部的土体至第一所述内排管，形成第一施工空间；

步骤7、从第一所述施工空间内部仔细检查各个所述方钢管间是否存在混凝土开裂或剥离，如有则在所述混凝土开裂或剥离处采用环氧树脂进行密封；

步骤8、浇筑第一层所述施工空间的内部结构；所述内部结构包括顶板、侧墙和中板；

步骤9、采用掏槽开挖方式开挖第一所述内排管另一面的土体，形成第二所述施工空间；

步骤10、工人进入与第一所述内排管对应的每一所述外锚固方管，放松内排管的所述钢绞线，拆除第一所述内排管；

步骤11、从第二所述施工空间内部仔细检查所述内排管拆除位置是否存在混凝土开裂或剥离，如有则在所述混凝土开裂或剥离处采用环氧树脂进行密封；

步骤12、浇筑第二层所述施工空间的内部结构；所述内部结构包括侧墙和底板；

若所述管状结构内设有两个以上所述内排管，则重复步骤6至步骤12，直至拆除所有所述内排管并完成每一层所述施工空间的内部结构。

优选的，在所述步骤2中，在工人穿设波纹管时，埋设用于固定钢管柱的先装螺栓，并用先装螺母对先装螺栓进行固定，并在相应的所述方钢管对应所述管状结构内侧的侧壁设置安装孔；

在步骤8和步骤12中，在每一所述施工空间中，每一所述钢管柱均通过两端的法兰结构和后装螺母与相应的所述先装螺栓连接，实现每一所述钢管柱与相应的所述方钢管之间的连接；

所述内部结构还包括中柱，每一所述中柱均包括所述钢管柱，以及相应的所述内排管中与所述钢管柱连接的所述方钢管；

在所述钢管柱和所述方钢管外设置柱钢筋并浇筑混凝土形成所述中柱；

在拆除所述内排管时，保留与所述钢管柱连接的所述方钢管。

更优选的，所述中板设置于每一所述中柱的两根钢管柱之间的所述内排管的所述方钢管的上方，且所述中板与所述内排管的所述方钢管之间设有中纵梁；所述中纵梁的施工过程如下：

在拆除所述内排管前，在与所述中纵梁连接的所述方钢管的上面，沿所述方钢管两侧与相邻的另两个所述方钢管连接的接触面的长度方向，设置两排抗剪钉；

然后，在设置所述柱钢筋时同步绑扎所述中纵梁的钢筋笼；

最后，在浇筑所述中柱的混凝土时，同步浇筑所述中纵梁；将两排所述抗剪钉和所述钢筋笼浇筑为一体；

所述中纵梁内设有连接所述柱钢筋的钢筋连接器。

优选的，所述侧墙内设有墙钢筋，所述中板内对应所述墙钢筋设有钢筋连接器。

本发明的有益效果：

本发明的应用使地下施工不影响路面正常交通、管线，工程质量更高，更低的造价、更短的工期，构造简单，机械化程度高，能够实现现场快速安装。

本发明能够适应软土富水地区地铁车站的暗挖施工，更有助于丰富软土地区地下工程暗挖建设手段，提升我国地下工程建设水平、推动行业进步，形成节约资源和保护环境的绿色施工新风尚，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例中角管的横截面结构示意图。

图2示出本发明一实施例中两个方钢管连接位置的结构示意图。

图3示出本发明一实施例中钢管柱一端与顶部方钢管连接的结构示意图。

图4示出本发明一实施例中钢管柱一端与内排管连接的结构示意图。

图5示出本发明一实施例中钢管柱一端与管状结构的方钢管连接处完成内部结构后的结构示意图。

图6示出本发明一实施例中钢管柱一端与内排管的方钢管连接处完成一层内部结构后的结构示意图。

图7示出本发明一实施例中侧墙和中板之间连接结构示意图。

图8示出本发明一实施例中钢管柱一端与内排管的方钢管连接处完成全部建造后的结构示意图。

图9示出本发明一实施例中完成顶管时的状态示意图。

图10示出本发明一实施例中完成与水平面平行钢绞线张拉的结构示意图。

图11示出本发明一实施例中完成与水平面垂直钢绞线张拉的结构示意图。

图12示出本发明一实施例中开挖内排管一侧土体形成第一层施工空间的状态示意图。

图13示出本发明一实施例中完成第一层施工空间内部结构的状态示意图。

图14示出本发明一实施例中开挖内排管另一侧土体形成第二层施工空间的状态示意图。

图15示出本发明一实施例中完成第二层施工空间内部结构的状态示意图。

具体实施方式

实施例

如图1、图2和图11所示，软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构，包括多个角管1、多个方钢管2、多根预应力束，以及用于填充于角管和方钢管的高强度混凝土。

其中，多个角管1和多个方钢管2围成横截面成矩形的管状结构；

管状结构内设有内排管3；每一内排管3均水平设置，用于将管状结构分割成上下两层；内排管3包括多个方钢管2；

每一角管1均设置于管状结构的横截面的转角位置；每一角管1与相邻的方钢管2之间均设有限位结构；

多个方钢管2分别对应管状结构的横截面的各条直边设置；每两个相邻的方钢管2之间均设有限位结构；

内排管3的两侧分别与对应管状结构横截面中两条相对的直边的两个方钢管2连接；两个与内排管3连接的方钢管2均为中角管4；

每一中角管4的两个相对侧面分别与相邻的两个方钢管2连接，另两个相对的侧面分别与内排管3和外锚固方管5连接；

每一中角管4与位于内排管3两侧的方钢管2之间，以及与外锚固方管5之间均设有限位结构；

外锚固方管5设置于管状结构的外侧，与相应的中角管4连接；

对应管状结构的横截面的每一条直边的多个方钢管2，以及相应的两个角管1内均采用后张法设置钢绞线6作为预应力束；

每一内排管3的多个方钢管2，以及相应的两个中角管4和两个外锚固方管5内均采用后张法设置钢绞线6作为预应力束；

每一钢绞线6的两端均分别锚固于相应的两个角管1内，或者相应的两个外锚固方管5内。

本发明通过后张法张拉的钢绞线6将各离散的方钢管2连接在一起，形成可横向受力的整体管排支护结构，确保方钢管翼缘顶紧、受力连续，中心处的钢绞线6确保形成全断面受力的压弯预应力构件，达到全断面受压状态。

本发明中方钢管工厂预制，质量控制严格；高强混凝土填充，具有较好的耐腐蚀性和耐久性；方钢管翼缘顶紧、受力连续，中心处的钢绞线确保形成全断面受力的压弯预应力构件，达到全断面受压状态，理论上“零”开裂，辅助以防水措施，基本实现“零”渗漏。

本发明采用全断面受力使各截面利用率达到100％，减小工程浪费；既能够避免了既有管幕法临时型钢搭设、割除的工期和造价，又能够全断面暗挖施工，避免了管线搬迁、基坑临时支撑拆除的工期和造价，而且钢绞线位于截面中心，且锚固角管无需扩大或异形截面，大幅度提升标准化，便于工厂加工。

在某些实施例中，限位结构为设置于每一角管1与相邻的方钢管2之间的两个接触面上，或者每两个相邻的方钢管2之间，或者每一中角管4与相应的外锚固方管5之间的两个接触面上的凹头7和凸头8；

每一凹头7均由相应的接触面所对应的角管1或方钢管2或外锚固方管5的外壁沿接触面的法向延伸形成；

外壁延伸出相应的接触面的部分为相应的凹头7的侧壁9。

在某些实施例中，设有凹头7的接触面所对应的另一接触面上设有凸头8；

每一凸头8均对应相应的凹头7的侧壁9设置，使另一接触面与设有凹头7的接触面能够通过凹头7和凸头8形成卡接。

在某些实施例中，设有凹头7的接触面上对应凹头7的侧壁9内侧的位置均设有凸头8；设有凹头7的接触面上设置的凸头8至凹头7的侧壁9间的距离与另一接触面上设置的凸头8相匹配，能够卡接另一接触面上设置的凸头8。

在某些实施例中，每一角管1与相邻的方钢管2之间的两个接触面上，或者每两个相邻的方钢管2之间的两个接触面上，或者每一中角管4与相应的外锚固方管5之间的两个接触面上对应相应的钢绞线6均设有开孔10；

每一角管1和每一外锚固方管5内对应每一开孔10的位置均为后张锚固端11，均设有锚固装置；

每一方钢管2和每一中角管4内的两个相对的接触面的每一对开孔10之间均设有用于穿设相应的钢绞线6的波纹管12。

在实际应用中，每一后张锚固端6设置的锚固装置均包括夹片锚具和钢垫板。

如图3至图6，以及图8所示，管状结构内设有若干钢管柱13；每一钢管柱13分别设置在内排管3的两面；

每一钢管柱13的两端均与相应的方钢管2连接。

在实际应用中，每一钢管柱13的端部均通过在法兰结构上设置螺栓和螺母与相应的方钢管2连接。

如图9至图15所示，本发明还提供软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，步骤如下：

步骤1、借助带刀盘切削土体功能的工装，以标高最高的角管1为起点，分批顶进所有的角管1、所有的方钢管2、所有的中角管4和所有的外锚固方管5，形成管状结构，以及内排管3；

以管状结构的横截面成矩形，且管状结构仅设置一水平中排管为例说明步骤1的施工过程，具体如下：

借助带刀盘切削土体功能的工装，以一侧上部的角管1为起点，沿水平方向逐一顶进每一方钢管2至另一侧上部的角管1；

完成后，再以两个已经完成顶进的角管1为起点，沿竖直方向向下逐一顶进每一方钢管2至中角管4的位置；

完成中角管4的顶进后，在管状结构外侧的位置对应中角管4完成外锚固方管5的顶进；

完成外锚固方管5的顶进后，在两个中角管4之间逐一顶进每一方钢管2，完成中排管的顶进；

完成中排管的顶进后，以中角管4为起点，沿竖直方向向下逐一顶进每一方钢管2至下部的两个角管1；

完下部的两个角管1的顶进后，下部的两个角管1相向顶进每一方钢管2，完成顶进。

步骤2、由工人在每一方钢管2和每一中角管4内，通过开孔10穿设波纹管12；完成后，在设有与水平面平行的波纹管12的每一方钢管2和每一中角管4内用高强混凝土进行填充；

步骤3、待高强混凝土达到强度要求后，由工人在所有与水平面平行的波纹管12内穿设钢绞线6，将每一与水平面平行的钢绞线6均张拉锚固于相应的角管1或者相应的外锚固方管5；完成后，在设有与水平面垂直的波纹管12的每一方钢管2内均用高强混凝土再次进行填充；

步骤4、待再次进行填充的高强混凝土达到强度要求后，由工人在所有与水平面垂直的波纹管12内穿设钢绞线6，将每一与水平面垂直的钢绞线6均张拉锚固于相应的角管1；

步骤5、在完成锚固的每一角管1内均用高强混凝土进行填充；

步骤6、在每一角管1内的高强混凝土均达到强度要求后，采用掏槽开挖方式开挖管状结构内部的土体至第一内排管3，形成第一施工空间；

步骤7、从第一施工空间内部仔细检查各个方钢管2间是否存在混凝土开裂或剥离，如有则在混凝土开裂或剥离处采用环氧树脂15进行密封；

步骤8、浇筑第一层施工空间的内部结构；内部结构包括顶板14、侧墙16和中板17；

步骤9、采用掏槽开挖方式开挖第一内排管3另一面的土体，形成第二施工空间；

步骤10、工人进入与第一内排管3对应的每一外锚固方管5，放松内排管3的钢绞线6，拆除第一内排管3；

步骤11、从第二施工空间内部仔细检查内排管3拆除位置是否存在混凝土开裂或剥离，如有则在混凝土开裂或剥离处采用环氧树脂15进行密封；

步骤12、浇筑第二层施工空间的内部结构；内部结构包括侧墙16和底板27；

若管状结构内设有两个以上内排管3，则重复步骤6至步骤12，直至拆除所有内排管3并完成每一层施工空间的内部结构。

本发明借助端部带刀盘的工装，进行土体切削。实现分批顶进方钢管时，不扰动土体，有效地控制沉降，大幅减少对周边环境的影响；内部土地开挖时，预应力管排整体支护有效地控制了结构的挠度。

本发明从顶进到内部挖掘，一连串机械化施工，节省了大量劳动力，同时也使工程管理更加高效方便。

图4至图7，以及图9所示，在某些实施例中，在步骤2中，在工人穿设波纹管12时，埋设用于固定钢管柱13的先装螺栓18，并用先装螺母19对先装螺栓18进行固定，并在相应的方钢管2对应管状结构内侧的侧壁设置安装孔；

在步骤8和步骤12中，在每一施工空间中，每一钢管柱13均通过两端的法兰结构和后装螺母20与相应的先装螺栓18连接，实现每一钢管柱13与相应的方钢管2之间的连接；

内部结构还包括中柱21，每一中柱21均包括钢管柱13，以及相应的内排管3中与钢管柱13连接的方钢管2；

在钢管柱13和方钢管2外设置柱钢筋22并浇筑混凝土形成中柱21；

在拆除内排管3时，保留与钢管柱13连接的方钢管2。

在某些实施例中，如图7和图9所示，中板17设置于每一中柱21的两根钢管柱13之间的内排管3的方钢管2的上方，且中板17与内排管3的方钢管2之间设有中纵梁25；中纵梁25的施工过程如下：

在拆除内排管3前，在与中纵梁25连接的方钢管2的上面，沿方钢管2两侧与相邻的另两个方钢管2连接的接触面的长度方向，设置两排抗剪钉23；

然后，在设置柱钢筋22时同步绑扎中纵梁25的钢筋笼；

最后，在浇筑中柱21的混凝土时，同步浇筑中纵梁25；将两排抗剪钉23和钢筋笼浇筑为一体；

中纵梁25内设有连接柱钢筋22的钢筋连接器24。

如图7所示，在某些实施例中，侧墙16内设有墙钢筋26，中板17内对应墙钢筋26设有钢筋连接器24。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，其特征在于，支护结构包括多个角管(1)、多个方钢管(2)、多根预应力束，以及用于填充于所述角管和所述方钢管的高强度混凝土；多个所述角管(1)和多个所述方钢管(2)围成横截面成矩形的管状结构；

所述管状结构内设有内排管(3)；每一所述内排管(3)均水平设置，用于将所述管状结构分割成上下两层；所述内排管(3)包括多个所述方钢管(2)；

每一所述角管(1)均设置于所述管状结构的横截面的转角位置；每一所述角管(1)与相邻的所述方钢管(2)之间均设有限位结构；

多个所述方钢管(2)分别对应所述管状结构的横截面的各条直边设置；每两个相邻的所述方钢管(2)之间均设有所述限位结构；

所述内排管(3)的两侧分别与对应所述管状结构横截面中两条相对的直边的两个所述方钢管(2)连接；两个与所述内排管(3)连接的所述方钢管(2)均为中角管(4)；

每一所述中角管(4)的两个相对侧面分别与相邻的两个所述方钢管(2)连接，另两个相对的侧面分别与所述内排管(3)和外锚固方管(5)连接；

每一所述中角管(4)与位于所述内排管(3)两侧的所述方钢管(2)之间，以及与所述外锚固方管(5)之间均设有所述限位结构；

所述外锚固方管(5)设置于所述管状结构的外侧，与相应的所述中角管(4)连接；

对应所述管状结构的横截面的每一条直边的多个所述方钢管(2)，以及相应的两个所述角管(1)内均采用后张法设置钢绞线(6)作为预应力束；

每一所述内排管(3)的多个所述方钢管(2)，以及相应的两个中角管(4)和两个所述外锚固方管(5)内均采用后张法设置钢绞线(6)作为预应力束；

每一所述钢绞线(6)的两端均分别锚固于相应的两个所述角管(1)内，或者相应的两个外锚固方管(5)内；

施工方法包括如下步骤：

步骤1、借助带刀盘切削土体功能的工装，以标高最高的所述角管(1)为起点，分批顶进所有的所述角管(1)、所有的所述方钢管(2)、所有的所述中角管(4)和所有的所述外锚固方管(5)，形成所述管状结构，以及所述内排管(3)；

每一所述角管(1)与相邻的所述方钢管(2)之间的两个接触面上，或者每两个相邻的所述方钢管(2)之间的两个接触面上，或者每一所述中角管(4)与相应的所述外锚固方管(5)之间的两个接触面上对应相应的所述钢绞线(6)均设有开孔(10)；

每一所述角管(1)和每一所述外锚固方管(5)内对应每一所述开孔(10)的位置均为后张锚固端(11)，均设有锚固装置；

每一所述方钢管(2)和每一所述中角管(4)内的两个相对的所述接触面的每一对所述开孔(10)之间均设有用于穿设相应的所述钢绞线(6)的波纹管(12)；

所述管状结构内设有若干钢管柱(13)；每一所述钢管柱(13)分别设置在所述内排管(3)的两面；每一所述钢管柱(13)的两端均与相应的所述方钢管(2)连接；

步骤2、由工人在每一所述方钢管(2)和每一所述中角管(4)内，通过所述开孔(10)穿设所述波纹管(12)；完成后，在设有与水平面平行的所述波纹管(12)的每一所述方钢管(2)和每一所述中角管(4)内用高强混凝土进行填充；

在工人穿设波纹管(12)时，埋设用于固定所述钢管柱(13)的先装螺栓(18)，并用先装螺母(19)对先装螺栓(18)进行固定，并在相应的所述方钢管(2)对应所述管状结构内侧的侧壁设置安装孔；

步骤3、待所述高强混凝土达到强度要求后，由工人在所有与水平面平行的所述波纹管(12)内穿设钢绞线(6)，将每一与水平面平行的所述钢绞线(6)均张拉锚固于相应的所述角管(1)或者相应的所述外锚固方管(5)；完成后，在设有与水平面垂直的所述波纹管(12)的每一所述方钢管(2)内均用高强混凝土再次进行填充；

步骤4、待再次进行填充的高强混凝土达到强度要求后，由工人在所有与水平面垂直的所述波纹管(12)内穿设钢绞线(6)，将每一与水平面垂直的所述钢绞线(6)均张拉锚固于相应的所述角管(1)；

步骤5、在完成锚固的每一所述角管(1)内均用高强混凝土进行填充；

步骤6、在每一所述角管(1)内的高强混凝土均达到强度要求后，采用掏槽开挖方式开挖所述管状结构内部的土体至第一所述内排管(3)，形成第一施工空间；

步骤7、从第一所述施工空间内部仔细检查各个所述方钢管(2)间是否存在混凝土开裂或剥离，如有则在所述混凝土开裂或剥离处采用环氧树脂(15)进行密封；

步骤8、浇筑第一层所述施工空间的内部结构；所述内部结构包括顶板(14)、侧墙(16)和中板(17)；

步骤9、采用掏槽开挖方式开挖第一所述内排管(3)另一面的土体，形成第二所述施工空间；

步骤10、工人进入与第一所述内排管(3)对应的每一所述外锚固方管(5)，放松内排管(3)的所述钢绞线(6)，拆除第一所述内排管(3)；

步骤11、从第二所述施工空间内部仔细检查所述内排管(3)拆除位置是否存在混凝土开裂或剥离，如有则在所述混凝土开裂或剥离处采用环氧树脂(15)进行密封；

步骤12、浇筑第二层所述施工空间的内部结构；所述内部结构包括侧墙(16)和底板(27)；

若所述管状结构内设有两个以上所述内排管(3)，则重复步骤6至步骤12，直至拆除所有所述内排管(3)并完成每一层所述施工空间的内部结构；

在步骤8和步骤12中，在每一所述施工空间中，每一所述钢管柱(13)均通过两端的法兰结构和后装螺母(20)与相应的所述先装螺栓(18)连接，实现每一所述钢管柱(13)与相应的所述方钢管(2)之间的连接；

所述内部结构还包括中柱(21)，每一所述中柱(21)均包括所述钢管柱(13)，以及相应的所述内排管(3)中与所述钢管柱(13)连接的所述方钢管(2)；

在所述钢管柱(13)和所述方钢管(2)外设置柱钢筋(22)并浇筑混凝土形成所述中柱(21)；

在拆除所述内排管(3)时，保留与所述钢管柱(13)连接的所述方钢管(2)。

2.根据权利要求1所述的软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，其特征在于，所述限位结构为设置于每一所述角管(1)与相邻的所述方钢管(2)之间的两个接触面上，或者每两个相邻的所述方钢管(2)之间，或者每一所述中角管(4)与相应的所述外锚固方管(5)之间的两个接触面上的凹头(7)和凸头(8)；

每一所述凹头(7)均由相应的所述接触面所对应的所述角管(1)或所述方钢管(2)或所述外锚固方管(5)的外壁沿所述接触面的法向延伸形成；

所述外壁延伸出相应的所述接触面的部分为相应的所述凹头(7)的侧壁(9)。

3.根据权利要求2所述的软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，其特征在于，设有所述凹头(7)的所述接触面所对应的另一接触面上设有所述凸头(8)；

每一所述凸头(8)均对应相应的所述凹头(7)的侧壁(9)设置，使另一所述接触面与设有所述凹头(7)的所述接触面能够通过所述凹头(7)和所述凸头(8)形成卡接。

4.根据权利要求3所述的软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，其特征在于，设有所述凹头(7)的所述接触面上对应所述凹头(7)的侧壁(9)内侧的位置均设有所述凸头(8)；设有所述凹头(7)的所述接触面上设置的所述凸头(8)至所述凹头(7)的侧壁(9)间的距离与另一所述接触面上设置的所述凸头(8)相匹配，能够卡接另一所述接触面上设置的所述凸头(8)。

5.根据权利要求1所述的软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，其特征在于，所述中板(17)设置于每一所述中柱(21)的两根钢管柱(13)之间的所述内排管(3)的所述方钢管(2)的上方，且所述中板(17)与所述内排管(3)的所述方钢管(2)之间设有中纵梁(25)；所述中纵梁(25)的施工过程如下：

在拆除所述内排管(3)前，在与所述中纵梁(25)连接的所述方钢管(2)的上面，沿所述方钢管(2)两侧与相邻的另两个所述方钢管(2)连接的接触面的长度方向，设置两排抗剪钉(23)；

然后，在设置所述柱钢筋(22)时同步绑扎所述中纵梁(25)的钢筋笼；

最后，在浇筑所述中柱(21)的混凝土时，同步浇筑所述中纵梁(25)；将两排所述抗剪钉(23)和所述钢筋笼浇筑为一体；

所述中纵梁(25)内设有连接所述柱钢筋(22)的钢筋连接器(24)。

6.根据权利要求1所述的软土富水地区地铁车站暗挖管排支护结构的施工方法，其特征在于，所述侧墙(16)内设有墙钢筋(26)，所述中板(17)内对应所述墙钢筋(26)设有钢筋连接器(24)。

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