CN205422733U

CN205422733U - 大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构

Info

Publication number: CN205422733U
Application number: CN201620105934.6U
Authority: CN
Inventors: 郑世杰; 施红应; 郭树勋; 姜谙男; 武洪海; 谭振; 孙敏
Original assignee: Dalian Maritime University; CCCC Tunnel Engineering Co Ltd
Current assignee: Dalian Maritime University; CCCC Tunnel Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2026-02-02

Abstract

本实用新型公开了一种大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，包括：预先开挖形成的左侧导洞和右侧导洞；所述左侧墙施作在所述左侧导洞下面；所述右侧墙施作在所述右侧导洞下面；布设在所述左侧导洞左下脚的左冠梁和布设在所述右侧导洞右下脚的右冠梁；布设在顶板上，两端分别连接左冠梁和右冠梁的扣拱；布设在所述左侧墙、右侧墙和底板上的二次衬砌结构；两端分别固定在左侧墙上的二次衬砌结构和右侧墙上的二次衬砌结构的第一中板和第二中板；多个沿地铁车站的主体结构延伸方向依次竖直布设的中柱；本实用新型能够满足开挖跨度大、沉降变形控制严格的要求，并且在施工安全性及施工效率上也有较好的优势。

Description

大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构

技术领域

本实用新型属于施工技术领域，具体为一种大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构。

背景技术

城市地铁车站开挖引起的地层损失和沉降问题引起了人们的普遍关注，在岩体工程中普遍存在着开挖岩体和保护围岩稳定这一相互矛盾。一方面，城市地铁车站的开挖将形成围岩扰动区力学性质下降，带来不均匀沉降、桩基负摩阻力和地基的整体承载力下降等问题；另一方面，开挖扰动荷载作用在岩土层和桥基上，导致岩层的损伤，对围岩和桥基施工期和长期稳定性带来不利的影响。针对城市地铁暗挖车站建设，较常见的施工工法有明挖法、盖挖法、洞桩法(PBA)等，这些工法在施工之后所形成的支护结构相对于不同地质情况和施工要求各有优劣。对于大跨度地铁车站处于上半部围岩较软，下半部围岩较硬的上软下硬地质情况，经过现有施工工法后形成的支护结构存在如下问题：施工工序复杂、沉降变形控制没有优势。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构。

本实用新型的技术手段如下：

一种大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，所述地铁车站的主体结构包括顶板、左侧墙、右侧墙和底板，所述支护结构包括：

预先开挖形成的左侧导洞和右侧导洞；所述左侧墙施作在所述左侧导洞下面；所述右侧墙施作在所述右侧导洞下面；

布设在所述左侧导洞左下脚的左冠梁和布设在所述右侧导洞右下脚的右冠梁；

布设在顶板上，两端分别连接左冠梁和右冠梁的扣拱；所述左冠梁设置在所述扣拱的左侧拱脚处；所述右冠梁设置在所述扣拱的右侧拱脚处；

布设在所述左侧墙、右侧墙和底板上的二次衬砌结构；

两端均分别固定在左侧墙上的二次衬砌结构和右侧墙上的二次衬砌结构的第一中板和第二中板；所述第二中板水平布设在所述第一中板下方；

多个沿地铁车站的主体结构延伸方向依次竖直布设的中柱；所述中柱一端与布设在所述第一中板中间的上纵梁相连接，另一端与底板上的二次衬砌结构相连接；所述第一中板、左侧墙、底板和右侧墙构成一空间，所述第二中板和多个所述中柱将该空间分隔形成有第一导洞、第二导洞、第三导洞和第四导洞；

进一步地，所述支护结构还包括多个锚固于左侧墙和右侧墙上的预应力锚索；

进一步地，所述左侧导洞的洞壁左下部设置有锚固于所述左冠梁上的第一锁脚锚杆；所述右侧导洞的洞壁右下部设置有锚固于所述右冠梁上的第二锁脚锚杆；

进一步地，所述左侧导洞和右侧导洞的顶拱上、以及所述扣拱上均设置有超前小导管注浆加固结构；所述左侧墙和右侧墙上设置有多个砂浆锚杆。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，本实用新型能够满足开挖跨度大、沉降变形控制严格的要求，并且在施工安全性及施工效率上也有较好的优势，省去了复杂的施工工序，充分借助下伏围岩的承载能力和稳定性，施工成本低，对保证工程安全和提高经济效益具有重要的意义。

附图说明

图1是本实用新型所述地铁车站支护结构的结构示意图；

图2、图3、图4、图5、图6和图7是开挖过程中本实用新型地铁车站支护结构的变化示意图。

图中：1、顶板，2、左侧墙，3、右侧墙，4、底板，5、左侧导洞，6、右侧导洞，7、左冠梁，8、右冠梁，9、扣拱，10、二次衬砌结构，11、第一中板，12、第二中板，13、中柱，14、第一导洞，15、第二导洞，16、第三导洞，17、第四导洞，18、预应力锚索，19、第一锁脚锚杆，20、第二锁脚锚杆，21、超前小导管注浆加固结构，22、砂浆锚杆，23、临时横撑，24、临时竖撑，25、上纵梁。

具体实施方式

如图1所示的一种大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，所述地铁车站的主体结构包括顶板1、左侧墙2、右侧墙3和底板4，所述支护结构包括：预先开挖形成的左侧导洞5和右侧导洞6；所述左侧墙2施作在所述左侧导洞5下面；所述右侧墙3施作在所述右侧导洞6下面；布设在所述左侧导洞5左下脚的左冠梁7和布设在所述右侧导洞6右下脚的右冠梁8；布设在顶板1上，两端分别连接左冠梁7和右冠梁8的扣拱9；所述左冠梁7设置在所述扣拱9的左侧拱脚处；所述右冠梁8设置在所述扣拱9的右侧拱脚处；布设在所述左侧墙2、右侧墙3和底板4上的二次衬砌结构10；两端均分别固定在左侧墙2上的二次衬砌结构10和右侧墙3上的二次衬砌结构10的第一中板11和第二中板12；所述第二中板12水平布设在所述第一中板11下方；多个沿地铁车站的主体结构延伸方向依次竖直布设的中柱13；所述中柱13一端与布设在所述第一中板11中间的上纵梁25相连接，另一端与底板4上的二次衬砌结构10相连接；所述第一中板11、左侧墙2、底板4和右侧墙3构成一空间，所述第二中板12和多个所述中柱13将该空间分隔形成有第一导洞14、第二导洞15、第三导洞16和第四导洞17；进一步地，所述支护结构还包括多个锚固于左侧墙2和右侧墙3上的预应力锚索18；进一步地，所述左侧导洞5的洞壁左下部设置有锚固于所述左冠梁7上的第一锁脚锚杆19；所述右侧导洞6的洞壁右下部设置有锚固于所述右冠梁8上的第二锁脚锚杆20；进一步地，所述左侧导洞5和右侧导洞6的顶拱上、以及所述扣拱9上均设置有超前小导管注浆加固结构21；所述左侧墙2和右侧墙3上设置有多个砂浆锚杆22。

图2、图3、图4、图5、图6和图7示出了开挖过程中本实用新型地铁车站支护结构的变化示意图，图1示出了本实用新型所述地铁车站支护结构的结构示意图即开挖和施工完成后形成的支护结构，如图2至图7、以及图1所示，本实用新型所述地铁车站支护结构的施工过程具体如下：①如图2所示，按照左侧导洞5和右侧导洞6的预先开挖顺序，依次开挖左侧导洞5和右侧导洞6，施作扣拱9，左侧导洞5和右侧导洞6开挖完成后浇筑左冠梁7和右冠梁8，所述扣拱9的左侧拱脚支撑在左冠梁7上，所述扣拱9的右侧拱脚支撑在右冠梁8上，然后施设第一锁脚锚杆19和第二锁脚锚杆20，在上述施工过程中还同时布设置于左侧导洞5和右侧导洞6之间的临时横撑23、以及置于临时横撑23和扣拱9之间的临时竖撑24，另外，在进行导洞开挖之前，在所述左侧导洞5、右侧导洞6的顶拱上设置有超前小导管注浆加固结构21，所述超前小导管注浆加固结构21包括一层超前小导管，各所述超前小导管均具有注有注浆浆液的注浆孔；②如图3所示，拆处两侧左侧导洞5和右侧导洞6的侧壁、临时竖撑24和临时横撑23，向下分台阶开挖，并同时在左侧墙2和右侧墙3上打设砂浆锚杆22和设置钢格栅；③如图4、图5、图6和图7所示，开挖台阶至地铁车站的主体结构底部，从上至下逐步设置防水板和左侧墙2、右侧墙3上的二次衬砌结构10，逐步施作第一中板11、第二中板12、中柱13和底板4，随着上述施工工程的完成，形成了第一导洞14、第二导洞15、第三导洞16和第四导洞17，另外，在上述施工过程的同时，在左侧墙2、右侧墙3上打设预应力锚索18和砂浆锚杆22；④如图1所示，施作扣拱9的二次衬砌结构，所述扣拱9所具有的二次衬砌结构、与左侧墙2和右侧墙3上的二次衬砌结构10、以及底板4所具有的二次衬砌结构10共同构成一个整体的二次衬砌结构。上部拱盖法施工的核心思想是充分利用下伏围岩的承载能力和稳定性，在不爆破或弱爆破的条件下，采用PBA工法的小导洞形式进行初期支护扣拱施工，同时采用大拱脚方案取代PBA工法中的边桩或边柱，将拱部初期支护与二次衬砌结构支撑在两侧稳定基岩上，形成拱盖，在拱盖的保护下，进行地下盖挖逆作或顺作施工；为了实现大跨或多跨结构，本实用新型扣拱过程采用PBA工法的小导洞形式，实现由小洞到扣拱大跨的转换，为了保证拱盖的整体稳定性，本实用新型大拱脚下设纵向冠梁，将拱盖上部荷载均匀地传递给左侧墙和右侧墙上的下伏基岩，对于下部结构施工，由于地质条件因素，围岩自稳能力极差，开挖后易产生坍方，本实用新型采用CRD法施工，遵循“小分块、短台阶、多循环、快封闭”的施工原则，自上而下步步为营，分块成环，随挖随撑，及时做好初期支护，并待初期支护结构的拱顶沉降和收敛已经稳定后，自下而上拆除初期支护结构中的临时结构，再施做外包防水层，施作二次衬砌结构。

本实用新型能够满足开挖跨度大、沉降变形控制严格的要求，并且在施工安全性及施工效率上也有较好的优势，省去了复杂的施工工序，充分借助下伏围岩的承载能力和稳定性，施工成本低，对保证工程安全和提高经济效益具有重要的意义；为了保持地下高边墙围岩的稳定，本实用新型采取预应力锚索进行锚喷支护，实现了地下大空间作业，另外为了控制沉降和保护已施工结构，采用减震爆破和松动爆破，减小了对地层和已施工结构的扰动；通过下部结构中第一导洞、第二导洞、第三导洞和第四导洞的设置，能够满足由于地质条件不好，开挖需要增加更多支护结构的要求，便于控制位移沉降。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，所述地铁车站的主体结构包括顶板、左侧墙、右侧墙和底板，其特征在于所述支护结构包括：

布设在所述左侧墙、右侧墙和底板上的二次衬砌结构；

多个沿地铁车站的主体结构延伸方向依次竖直布设的中柱；所述中柱一端与布设在所述第一中板中间的上纵梁相连接，另一端与底板上的二次衬砌结构相连接；所述第一中板、左侧墙、底板和右侧墙构成一空间，所述第二中板和多个所述中柱将该空间分隔形成有第一导洞、第二导洞、第三导洞和第四导洞。

2.根据权利要求1所述的大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，其特征在于所述支护结构还包括多个锚固于左侧墙和右侧墙上的预应力锚索。

3.根据权利要求1所述的大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，其特征在于所述左侧导洞的洞壁左下部设置有锚固于所述左冠梁上的第一锁脚锚杆；所述右侧导洞的洞壁右下部设置有锚固于所述右冠梁上的第二锁脚锚杆。

4.根据权利要求1所述的大跨度高边墙侧洞扣拱分台阶地铁车站支护结构，其特征在于所述左侧导洞和右侧导洞的顶拱上、以及所述扣拱上均设置有超前小导管注浆加固结构；所述左侧墙和右侧墙上设置有多个砂浆锚杆。