CN207177932U - 一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造。其包括车站开挖线上方中部侧向施工的横向两翼钢管帷幕及钢管帷幕连接件。横向两翼钢管帷幕能够覆盖两侧导洞设计区域。该构造为车站衬砌和开挖提供拱壳式整体保护，避免了传统洞桩法中的多连拱和中柱施工，大大减少了施工工序，且节约了车站站厅空间，使得车站更宽敞、美观、通透。

Description

一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造

技术领域

本实用新型属于地下空间施工技术领域，特别是涉及一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造。

背景技术

当前地铁建设过程中，洞桩法（PBA法）是比较典型地铁暗挖施工方法之一。其通过边桩、中桩（柱）、顶梁、底梁、顶拱形成初期受力体系，承受施工过程中的荷载，在顶拱保护下进行车站土体开挖及内部结构施工。该方法以其地面沉降小，断面利用率高、经济性强等优势成为常用的车站暗挖施工方法。但该方法进行大跨度地铁施工时，需要设置中柱，并在中柱间及中柱与边桩间施作多连拱式支护结构，工序较为复杂；而且中柱在很大程度上占用了站厅层空间，影响了站厅层视觉效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，以解决传统洞桩法存在的工序复杂和占用站厅层空间的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，所述暗挖车站在开挖阶段包括竖井、与竖井垂直的横通道、中间导洞、第一侧向导洞和第二侧向导洞，第一侧向导洞和第二侧向导洞分别位于中间导洞的两侧；所述支护构造包括：第一侧向管幕钢管、第二侧向管幕钢管、管幕钢管连接件和钢管咬合构件；第一侧向管幕钢管自中间导洞顶入土层并延伸至第一侧向导洞，第二侧向管幕钢管自中间导洞顶入土层并延伸至第二侧向导洞，管幕钢管连接件连接在对应的第一侧向管幕钢管与第二侧向管幕钢管之间，三者构成管幕钢管单元，多个管幕钢管单元沿着车站行进方向重复排布；相邻的管幕钢管单元通过钢管咬合构件连接。

本实用新型如上所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，进一步，在相邻的管幕钢管单元中，相邻的第一侧向管幕钢管之间通过钢管咬合构件焊接连接，相邻的第二侧向管幕钢管之间通过钢管咬合构件焊接连接。

本实用新型如上所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，进一步，所述第一侧向管幕钢管、第二侧向管幕钢管、管幕钢管连接件均为方形钢管材料制成。

本实用新型如上所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，进一步，所述第一侧向管幕钢管由两个或两个以上钢管分段依次焊接构成；第二侧向管幕钢管由两个或两个以上钢管分段依次焊接构成。

本实用新型如上所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，进一步，所述管幕钢管单元为曲线结构；钢管咬合构件与管幕钢管单元曲率一致。

本实用新型如上所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，进一步，所述第一侧向管幕钢管和第二侧向管幕钢管的长度范围在5米～30米。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型避免了传统施工方法中的多连拱和中柱施工，能够实现在拱壳式管幕结构和边桩结构的支撑保护下进行车站暗挖施工。不仅简化了施工工序，还避免了使用中柱结构，实现了单拱无柱大跨度车站建设，节约了车站站厅空间，使得车站更宽敞、通透。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1为一种实施例的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造横断面示意图；

图2为一种实施例的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造纵向延伸示意图；

图3为图2的局部放大示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、暗挖车站，2、中间导洞，3、第一侧向导洞，4、第二侧向导洞，5、第一侧向管幕钢管，6、第二侧向管幕钢管，7、管幕钢管连接件，8、第一洞桩，9、第二洞桩，10、钢管咬合构件。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本实用新型的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造的实施例。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

在以下实施例中说明的竖向为待建地下车站的纵断面竖直方向，横向为待建地下车站的横断面切线方向，纵向为待建地下车站的行进方向。

图1示出本实用新型一种实施例的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，暗挖车站1在开挖阶段包括竖井、与竖井垂直的横通道、中间导洞2、第一侧向导洞3和第二侧向导洞4，第一侧向导洞3和第二侧向导洞4分别位于中间导洞2的两侧；

支护构造包括：第一侧向管幕钢管5、第二侧向管幕钢管6、管幕钢管连接件7和钢管咬合构件10；第一侧向管幕钢管5由中间导洞2顶入土层并延伸至第一侧向导洞3，第二侧向管幕钢管6由中间导洞2顶入土层并延伸至第二侧向导洞4，管幕钢管连接件7连接在对应的第一侧向管幕钢管5与第二侧向管幕钢管6之间，三者构成管幕钢管单元，多个管幕钢管单元沿着车站行进方向重复排布；相邻的管幕钢管单元通过钢管咬合构件10连接。此外图中还示出了第一洞桩和第二洞桩，第一洞桩8与第一侧向管幕钢管5连接，第二洞桩9与第二侧向管幕钢管6连接。

在优选的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造实施例中，如图2和图3所示，在相邻的管幕钢管单元中，相邻的第一侧向管幕钢管5之间通过钢管咬合构件10焊接连接，相邻的第二侧向管幕钢管6之间通过钢管咬合构件10焊接连接。

在优选的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造实施例中，第一侧向管幕钢管5、第二侧向管幕钢管6、管幕钢管连接件7均为方形钢管材料制成。

第一侧向管幕钢管5由两个或两个以上钢管分段依次焊接构成；第二侧向管幕钢管6由两个或两个以上钢管分段依次焊接构成。本实用新型如上的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，

在优选的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造实施例中，管幕钢管单元为曲线结构；钢管咬合构件与管幕钢管单元曲率一致。

在优选的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造实施例中，第一侧向管幕钢管5和第二侧向管幕钢管6的长度范围在5米～30米。

上述实施例单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造的施工方法包括如下步骤：

步骤1：根据待建地下车站位置进行竖井和横通道施工；竖井施工为自地表竖向向下开挖至设计深度位置；以竖井为开挖起始点、朝向待建地下车站暗挖横通道，横通道的轴线与待建地下车站行进方向保持空间垂直；

步骤2：中间导洞施工；以横通道为工作面进行中间导洞施工；

步骤3：以中间导洞为工作面，进行管幕施工；该步骤管幕施工主要包含第一侧向管幕钢管、第二侧向管幕钢管施工及管幕钢管连接件施工。所述管幕钢管连接件施工指利用管幕钢管连接件将中导洞两侧第一侧向管幕钢管、第二侧向管幕钢管进行连接。

侧向管幕钢管施工包含以下步骤：

步骤3.1：场地清理，设备安装调试；根据施工设计需求，确定侧向管幕钢管的尺寸和数量；清理场地，搭建施工平台；然后将设备进行安装和调试；

步骤3.2：定位管施工；根据设计管幕的形状和尺寸，进行精确的测量和放线，确定定位基准孔的位置，逐节顶进定位管至设计深度，确保定位管的顶进轨迹与设计轨迹保持一致；

步骤3.3：侧向管幕钢管组装及入孔定位；在每节已焊接锁扣的钢管分段内置入钻杆并安装钻头，并吊装至施工平台，并分别与管幕钻机动力头的旋转输出轴连接，根据设计入孔角度调节管幕钻机及钢管的入孔姿态；

步骤3.4：钢管顶进；启动设备管幕钻机的动力头驱动钻杆旋转，进行螺旋出土，顶推油缸顶推钢管前进；为确保钢管始终沿车站设计轮廓线进行顶进，在顶进的过程中，利用导向设备实时监测钢管顶进轨迹，当顶进轨迹与设计轨迹发生偏差时，及时进行纠偏；

步骤3.5：钢管连接；待前节钢管分段顶进结束后，拆开管幕钻机与动力头的连接，将管幕钻机动力头回拖至顶进初始位置；将下一钢管分段内置钻杆后吊至工作平台，其内置的钻杆与已顶进钢管内的钻杆连接，钢管分段前与已顶进完成的钢管分段焊接，后端与管幕钻机动力头的旋转输出轴连接；

步骤3.6：循环步骤3.4、步骤3.5直至该孔位侧向管幕钢管施工结束。

步骤3.7：拔钻杆、管幕钻机移位；依次将钢管内的钻杆拔出，拆卸并吊返；然后将管幕钻机移动至下一排施工位置；

步骤4：重复步骤3进行管幕施工后续孔位施工，直至管幕施工结束。

本实用新型单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造施工完毕后，在车站开挖线上方形成拱形钢管帷幕结构。回填中间导洞管幕上方空间后，在该超前支护构造的保护下进行两侧导洞施工及洞桩施工，洞桩施工完毕后，进行两侧导洞上方管幕钢管与洞桩连接浇筑，此时在整个车站施工区域内便形成一拱、两边桩结构形式，在二者的支撑保护下进行后续施工工序。另外，该支护构造不仅可以作为一种车站施工的超前支护结构，还可作为车站结构的一部分。

上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本实用新型之目的为准。

Claims (6)

1.一种单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，其特征在于，所述暗挖车站在开挖阶段包括竖井、与竖井垂直的横通道、中间导洞、第一侧向导洞和第二侧向导洞，第一侧向导洞和第二侧向导洞分别位于中间导洞的两侧；所述支护构造包括：第一侧向管幕钢管、第二侧向管幕钢管、管幕钢管连接件和钢管咬合构件；第一侧向管幕钢管自中间导洞顶入土层并延伸至第一侧向导洞，第二侧向管幕钢管自中间导洞顶入土层并延伸至第二侧向导洞，管幕钢管连接件连接在对应的第一侧向管幕钢管与第二侧向管幕钢管之间，三者构成管幕钢管单元，多个管幕钢管单元沿着车站行进方向重复排布；相邻的管幕钢管单元通过钢管咬合构件连接。

2.根据权利要求1所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，其特征在于，在相邻的管幕钢管单元中，相邻的第一侧向管幕钢管之间通过钢管咬合构件焊接连接，相邻的第二侧向管幕钢管之间通过钢管咬合构件焊接连接。

3.根据权利要求1或2所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，其特征在于，所述第一侧向管幕钢管、第二侧向管幕钢管、管幕钢管连接件均为方形钢管材料制成。

4.根据权利要求3所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，其特征在于，所述第一侧向管幕钢管由两个或两个以上钢管分段依次焊接构成；第二侧向管幕钢管由两个或两个以上钢管分段依次焊接构成。

5.根据权利要求1所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，其特征在于，所述管幕钢管单元为曲线结构；钢管咬合构件与管幕钢管单元曲率一致。

6.根据权利要求1所述的单拱无柱大跨暗挖车站的超前支护构造，其特征在于，所述第一侧向管幕钢管和第二侧向管幕钢管的长度范围在5米～30米。