CN114635709A - 一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法及施工结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法及施工结构，属于地下建筑工程技术领域。与传统拱盖法相比，本发明提供的非减跨施工方法区别在于：本发明对传统初支拱盖法进行优化，通过在地表安装地表拉索支护结构，取消了初支拱盖法施工过程中的临时竖撑结构，避免了拆撑过程对围岩及支护结构的影响，做到真正意义上的非减跨，在保证施工安全的前提下，满足了机械化施工对大作业空间的需求，提高工程效率和质量。此外，地表拉索的顶端通过锚具与支撑板连接，通过锚具可以对地表拉索施加预应力，也能调节拉力大小，保证施工安全；且锚具可拆卸，使支撑板可回收并重复利用，有良好的经济效益。

Description

一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法及施工结构

技术领域

本发明属于地下建筑工程技术领域，具体涉及一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法及施工结构。

背景技术

随着我国经济的不断发展，地下空间的开发需求日益旺盛，地铁等轨道交通已成为我国城市建设现代化的重要发展方向。我国幅员辽阔，地质条件极为复杂，很多城市市区基岩埋深较浅，如青岛、大连、厦门等城市就具有极为典型的上软下硬地层，其中，不少地下大跨度地铁车站主体结构的设计位于其中，为避免常规明挖、盖挖法等经常遇到的管线改迁、交通拥堵等难题，暗挖法的使用频率越来越高，关于暗挖法的研究也越来越深入和完善。

目前，已有的大跨度地下结构暗挖工法包括双侧壁导坑法、洞桩法、初支拱盖法等，且已有了大量的工程应用与工程实例。然而，这些工法开挖的基本原理均是通过柱、桩或者临时竖撑等结构减跨，在逐渐趋势机械化快速施工的今天，柱、桩、临时竖撑等结构，或多或少会影响重型机械对大作业空间的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法及施工结构，通过在地表安装地表拉索支护结构，以取消初支拱盖法施工过程中的临时竖撑结构，达到增大作业空间、降低施工难度、提高施工效率的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，包括以下步骤：

步骤1、地面精准定位车站中心线，整理地面，机械钻孔，预先安装并施作地表拉索支护结构；所述地表拉索支护结构包括固定在地面上的支撑板以及竖直固定在支撑板下方的若干个地表拉索；所述地表拉索的顶端穿设支撑板并与支撑板固定连接，所述地表拉索的底端固定有连接板；

步骤2、开挖车站拱部左侧上导洞，暴露出预埋的地表拉索底端，然后施作该区域的初支拱盖；

步骤3、采用CD法对车站拱部剩余部分进行开挖，并完成剩余的初支拱盖施工；其中根据CD法将车站拱部分为左侧上导洞、左侧下导洞、右侧上导洞、右侧下导洞四个部分，并按照左侧上导洞、左侧下导洞、右侧上导洞、右侧下导洞的顺序依次开挖。根据地质情况，合理控制进尺。优选的，所述初支拱盖的左右两端具有大拱脚连梁，所述大拱脚连梁通过模筑的方式浇筑而成。

步骤4、在初支拱盖的支护下，开挖车站下部岩体，并及时施作下部侧墙初期支护和仰拱初期支护；优选的，开挖车站下部岩体采用台阶法分段施工，严格控制台阶长度以及控制爆破参数，减少扰动。

步骤5、施工下部车站仰拱二衬；

步骤6、施工侧墙二衬及拱顶二衬；

步骤7、待仰拱二衬、侧墙二衬、拱顶二衬及围岩稳定后，分离地表拉索和支撑板，回收支撑板，回填土并恢复路面。

本发明提供的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，利用传统初支拱盖法，并对其进行优化，取消了临时竖撑的安装以及拆除，减少扰动，提供更广阔的作业空间。

上述步骤2和步骤3中，初支拱盖施工过程为：地表拉索底端暴露后，立即初喷混凝土封闭围岩，随后安装格栅钢架，并通过连接板将格栅钢架与地表拉索的底端锚固，形成整体，然后喷射混凝土进行封闭，即完成初支拱盖的施工。

本发明还提供了一种利用上述所述的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法施工成型的地铁车站施工结构，包括车站内部主体结构和地表拉索支护结构，其中：

所述车站内部主体结构的顶部为拱部结构，所述拱部结构由外至内包括初支拱盖和布设在初支拱盖上的拱顶二衬；所述车站内部主体结构的底部由外至内包括仰拱初期支护和布设在仰拱初期支护上的仰拱二衬；所述车站内部主体结构的两侧为对称的侧墙结构，所述侧墙结构由外至内包括侧墙初期支护和布设在侧墙初期支护上的侧墙二衬；所述拱顶二衬、侧墙二衬与仰拱二衬连接组成一个整体式二次衬砌结构；

所述地表拉索支护结构包括固定在地面上的支撑板以及竖直固定在支撑板下方的若干个地表拉索；所述地表拉索的顶端穿设支撑板并与支撑板固定连接，所述地表拉索的底端固定有连接板，所述连接板位于初支拱盖的底部并对初支拱盖发挥锚固作用。本发明中地表拉索支护结构通过连接板对初支拱盖提供向上的支撑力，使拱部结构保持结构稳定。

进一步方案，所述地表拉索的顶端通过锚具与支撑板连接。通过锚具可以对地表拉索施加预应力，也能调节拉力大小，保证施工安全；另外，锚具可拆卸，使支撑板可回收并重复利用，有良好的经济效益；地表拉索采用高抗拉强度、低伸长率的建筑用索。进一步优选的，所述支撑板包括钢板和固定在钢板内的工字钢梁。具体的，工字钢梁采用强度高、刚度高的工字型截面钢板梁；支撑板和连接板均采用高强度、高刚度钢材。

本发明的有益效果是：

本发明对传统初支拱盖法进行优化，通过在地表安装地表拉索支护结构，取消了初支拱盖法施工过程中的临时竖撑结构，避免了拆撑过程对围岩及支护结构的影响，做到真正意义上的非减跨，在保证施工安全的前提下，满足了机械化施工对大作业空间的需求，提高工程效率和质量；同时，地表拉索支护结构中的支撑板可重复利用，可降低施工成本，具有明显的经济效益。

附图说明

图1为本发明的地铁车站施工结构。

图2为本发明的地表拉索支护结构主视图。

图3为本发明的地表拉索支护结构与初支拱盖连接示意图。

图4为本发明的开挖顺序示意图。

附图标记：1-初支拱盖，2-侧墙初期支护，3-仰拱初期支护，4-仰拱二衬，5-侧墙二衬，6-拱顶二衬，7-地表拉索，8-工字钢梁，9-钢板，10-连接板，11-锚具，12-格栅钢架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种地铁车站施工结构，参考图1至图3，包括车站内部主体结构和地表拉索支护结构，其中：

车站内部主体结构的顶部为拱部结构，拱部结构由外至内包括初支拱盖1和布设在初支拱盖上的拱顶二衬6；车站内部主体结构的底部由外至内包括仰拱初期支护3和布设在仰拱初期支护上的仰拱二衬4；车站内部主体结构的两侧为对称的侧墙结构，侧墙结构由外至内包括侧墙初期支护2和布设在侧墙初期支护上的侧墙二衬5；拱顶二衬6、侧墙二衬5与仰拱二衬4连接组成一个整体式二次衬砌结构；

地表拉索支护结构包括固定在地面上的支撑板以及竖直固定在支撑板下方的若干个地表拉索7；地表拉索7的顶端穿设支撑板并与支撑板固定连接，地表拉索的底端固定有连接板10，连接板10位于初支拱盖1的底部并对初支拱盖1发挥锚固作用。优选的，地表拉索7的顶端通过锚具11与支撑板连接。支撑板包括钢板9和固定在钢板9内的工字钢梁8。

一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，包括以下步骤：

步骤1：安装地表拉索支护结构：首先在地面精准定位车站中心线，整理地面，挖出放置支撑板所需要的坑，沿车站中心线机械钻孔至设计埋深以下；之后组装工字钢梁8和钢板9；然后将地表拉索7插入钻孔内，插入长度大于埋深50cm左右，且在地表拉索顶端留出20～30cm的长度，并将地表拉索顶端通过锚具锚固在高刚度的钢板9上。

步骤2：开挖车站拱部左侧上导洞，暴露出预埋的地表拉索底端后，立即初喷混凝土封闭围岩，随后安装格栅钢架12，并通过连接板10将格栅钢架12与地表拉索7的底端锚固，形成整体，然后喷射混凝土封闭初支拱盖；在后续的施工过程中，加大拱部的监测力度，必要时可以通过地表拉索顶端的螺栓调节拉力，保证拱部安全。

步骤3：参考图4，按照CD法将车站拱部分为左侧上导洞、左侧下导洞、右侧上导洞、右侧下导洞四个部分，按照左侧上导洞、左侧下导洞、右侧上导洞、右侧下导洞的顺序依次开挖，根据地质情况，合理控制进尺，对车站拱部剩余部分进行开挖，并完成剩余的初支拱盖施工；进一步地，初支拱盖1具有大拱脚连梁，通过模筑的方式浇筑而成。初支拱盖的大拱脚有岩层支撑，大拱脚厚度远大于拱顶拱腰处的厚度，可提高初支拱盖的支撑强度，提高安全性。

步骤4：参考图4，在初支拱盖1的支护下，采用台阶法开挖车站下部岩体，通过机械开挖与控制爆破结合的方式，严格控制台阶长度以及爆破参数，减小扰动，并及时施作下部侧墙初期支2和仰拱初期支护3。

参考图4，依次完成步骤5和步骤6中车站仰拱二衬4、侧墙二衬5、拱顶二衬6的施工，仰拱二衬4、侧墙二衬5、拱顶二衬6连接组成一个整体式二次衬砌结构。优选的，仰拱二衬4厚度大于侧墙二衬5和拱顶二衬6。进一步地，二次衬砌结构外设有防水层，防水层可以防止渗水和仰拱隆起，影响施工安全以及后续的运营安全。

步骤7：待车站二次衬砌结构及围岩稳定后，拆除地表拉索顶端的锚具，将地表拉索顶端多出的部分剪掉，拆除并回收工字钢梁8和钢板9，回填土并恢复路面。

综上，本发明是对传统初支拱盖法的优化，通过采用可回收重复利用的地表拉索支护结构，取消了初支拱盖法的临时竖撑结构，避免了拆撑过程对围岩及支护结构的影响，做到真正意义上的非减跨，在满足施工安全的前提下，为机械化施工提供广阔的作业空间，降低施工难度，提高施工效率，并且具有一定的经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在没有做出创造性劳动前提下的所有其他实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、地面精准定位车站中心线，整理地面，机械钻孔，预先安装并施作地表拉索支护结构；所述地表拉索支护结构包括固定在地面上的支撑板以及竖直固定在支撑板下方的若干个地表拉索；所述地表拉索的顶端穿设支撑板并与支撑板固定连接，所述地表拉索的底端固定有连接板；

步骤2、开挖车站拱部左侧上导洞，暴露出预埋的地表拉索底端，然后施作该区域的初支拱盖；

步骤3、采用CD法对车站拱部剩余部分进行开挖，并完成剩余的初支拱盖施工；

步骤4、在初支拱盖的支护下，开挖车站下部岩体，并及时施作下部侧墙初期支护和仰拱初期支护；

步骤5、施工下部车站仰拱二衬；

步骤6、施工侧墙二衬及拱顶二衬；

步骤7、待仰拱二衬、侧墙二衬、拱顶二衬及围岩稳定后，分离地表拉索和支撑板，回收支撑板，回填土并恢复路面。

2.根据权利要求1所述的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，其特征在于：步骤2和步骤3中，初支拱盖施工过程为：地表拉索底端暴露后，立即初喷混凝土封闭围岩，随后安装格栅钢架，并通过连接板将格栅钢架与地表拉索的底端锚固，形成整体，然后喷射混凝土进行封闭，即完成初支拱盖的施工。

3.根据权利要求2所述的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，其特征在于：所述初支拱盖的左右两端具有大拱脚连梁，所述大拱脚连梁通过模筑的方式浇筑而成。

4.根据权利要求1所述的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，其特征在于：步骤3中，根据CD法将车站拱部分为左侧上导洞、左侧下导洞、右侧上导洞、右侧下导洞四个部分，并按照左侧上导洞、左侧下导洞、右侧上导洞、右侧下导洞的顺序依次开挖。

5.根据权利要求1所述的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法，其特征在于：步骤4中，开挖车站下部岩体采用台阶法分段施工，严格控制台阶长度以及控制爆破参数，减少扰动。

6.一种利用如权利要求1所述的超大断面浅埋地铁车站非减跨施工方法施工成型的地铁车站施工结构，其特征在于：包括车站内部主体结构和地表拉索支护结构，其中：

所述车站内部主体结构的顶部为拱部结构，所述拱部结构由外至内包括初支拱盖和布设在初支拱盖上的拱顶二衬；所述车站内部主体结构的底部由外至内包括仰拱初期支护和布设在仰拱初期支护上的仰拱二衬；所述车站内部主体结构的两侧为对称的侧墙结构，所述侧墙结构由外至内包括侧墙初期支护和布设在侧墙初期支护上的侧墙二衬；所述拱顶二衬、侧墙二衬与仰拱二衬连接组成一个整体式二次衬砌结构；

所述地表拉索支护结构包括固定在地面上的支撑板以及竖直固定在支撑板下方的若干个地表拉索；所述地表拉索的顶端穿设支撑板并与支撑板固定连接，所述地表拉索的底端固定有连接板，所述连接板位于初支拱盖的底部并对初支拱盖发挥锚固作用。

7.根据权利要求6所述的地铁车站施工结构，其特征在于：所述地表拉索的顶端通过锚具与支撑板连接。

8.根据权利要求7所述的地铁车站施工结构，其特征在于：所述支撑板包括钢板和固定在钢板内的工字钢梁。

9.根据权利要求6所述的地铁车站施工结构，其特征在于：所述整体式二次衬砌结构的表层设有防水层。

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