[發(fā)明專利]一種地下工程暗挖施工方法及地下車站

有效

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• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103244143A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚富圣;陳學峰;石山;呂剛;劉建友;宋月光;陳達;馬福東;趙巧蘭;高玉蘭;郭磊;張礦三;王婷;李立;王聰;于晨昀
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D9/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 黃啟行;方曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道及地下工程設(shè)計與施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于埋深淺、圍巖軟弱條件下的地下工程暗挖施工方法及地下車站。

背景技術(shù)

隨著我國社會經(jīng)濟的快速持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)許多大中城市都已開始了大規(guī)模的地鐵建設(shè)和地下空間開發(fā)。對于地下工程施工，通常采用明挖法，然而市中心區(qū)商業(yè)、企業(yè)、金融、民居等樓宇密集、交通繁忙、地價昂貴、加之密集的地下管線及地下構(gòu)筑物的制約，使部分工程難以采用明挖施工，因此，國內(nèi)地鐵建設(shè)中，暗挖地鐵工程的比例呈增長趨勢。

由于地質(zhì)條件不同，暗挖地鐵工程的結(jié)構(gòu)形式和所采用的施工方法差異較大，因此我國地下空間建設(shè)中的結(jié)構(gòu)形式和暗挖工法也呈現(xiàn)出多樣性的特點。目前國內(nèi)應用較多的暗挖工法包括中洞法、PBA工法、洞樁法、雙側(cè)壁導坑法，CRD法等，這些方法的共同特點是開挖過程超前支護短或剛度不足，需要掌子面有一定的自穩(wěn)能力，如果掌子面自穩(wěn)能力不足，需要對掌子面地層進行加固，即增加工期，又增加造價，同時施工質(zhì)量也很難保證，常發(fā)生坍塌事故。因此目前常用暗挖施工方法在南方圍巖特別軟弱地區(qū)很少采用。同時這些方法施工過程需要先開挖土體再支護，因此即使采取各種輔助措施，仍然存在地面沉降大、安全風險高、難于滿足上部管線及重要建筑物變形等問題，對于降水困難地區(qū)甚至無法暗挖施工。同時現(xiàn)有暗挖工法的作業(yè)空間狹窄，不適合采用機械施工，施工過程依賴操作工人經(jīng)驗成分大，因此施工過程常有人員傷亡及突發(fā)事故發(fā)生。

由上可知，有必要提供一種地下工程暗挖施工方法及地下車站，其可應用于任何軟弱地層，尤其在埋深淺、跨度大、地下水位高的軟弱地層內(nèi)可以很好地控制沉降，且具有施工過程安全度高、機械化程度高的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供了一種可應用于任何軟弱地層，尤其在埋深淺、跨度大、地下水位高的軟弱地層內(nèi)可以很好地控制沉降，且具有施工過程安全度高、機械化程度高的地下工程暗挖施工方法及地下車站。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于埋深淺、圍巖軟弱條件下的地下工程暗挖施工方法，包括：

在地下工程外側(cè)的工作坑內(nèi)沿所述地下工程結(jié)構(gòu)的頂部及兩側(cè)邊的外圍縱向頂進若干均勻排列、相互咬合且外圍焊接翼板的鋼管；

頂進過程中及時挖除鋼管內(nèi)及相鄰鋼管翼板所包范圍內(nèi)的土體，并采用連接件將相鄰鋼管橫向連接；

封閉鋼管兩端及相鄰鋼管翼板所包范圍的兩端，并向鋼管及相鄰鋼管翼板所包范圍內(nèi)澆灌混凝土，使相互咬合的鋼管形成整體受力的板墻，即超前模筑初期支護；

分步開挖地下工程內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)中梁、柱對應部位土體，并在土體開挖后及時施做主體結(jié)構(gòu)的梁、柱結(jié)構(gòu)；以及隨土體開挖的同時施做主體結(jié)構(gòu)各層板、墻結(jié)構(gòu)。

其中，所述分步開挖地下工程內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)中梁、柱對應部位土體，并在土體開挖后及時施做主體結(jié)構(gòu)的梁、柱結(jié)構(gòu)；以及隨土體開挖的同時施做主體結(jié)構(gòu)各層板、墻結(jié)構(gòu)，具體包括：

在主體結(jié)構(gòu)一根底梁的部位先縱向開挖第一下導洞，并在第一下導洞內(nèi)施作底梁下防水板和底縱梁；

在第一下導洞上方且與所述底梁對應的頂縱梁部位縱向開挖第一小基坑，并在第一小基坑內(nèi)施作頂縱梁頂防水板及頂縱梁；以及

在第一下導洞和第一小基坑之間開挖第一下導洞上方中柱處的孔洞；并在所述孔洞內(nèi)施作連接所述底縱梁和所述頂縱梁的第一立柱；

按同樣順序施做主體結(jié)構(gòu)中其他一組或多組底縱梁、立柱、頂縱梁結(jié)構(gòu)；

待主體結(jié)構(gòu)中的多組底縱梁、立柱、頂縱梁施工完畢后，縱向分段開挖站廳層中板以上土體，并施做中縱梁、中板的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；

待中縱梁、中板達到設(shè)計強度的80%后，開挖中跨土體至所述地下工程底部，施做中跨底板防水層及澆筑中跨底板混凝土；

待中跨底板混凝土達到設(shè)計強度80%后，縱向分段開挖邊跨土體至所述地下工程底部，每段長度不大于邊跨跨度，施做邊跨底板防水層及澆筑邊跨底板混凝土。待底板達到設(shè)計強度的80%后，縱向開挖下一段邊跨土體至所述地下工程底部，施做邊跨底板防水層及澆筑邊跨底板混凝土。

優(yōu)選地，所述地下工程的主體結(jié)構(gòu)包括兩組底縱梁、立柱、頂縱梁結(jié)構(gòu)，所述其他一組底縱梁、立柱、頂縱梁分別在開挖第二下導洞、第二小基坑和第二孔洞后施作；其中，

第二下導洞內(nèi)的底縱梁與第二小基坑內(nèi)的頂縱梁之間的立柱為第二立柱；

在第一小基坑和第二小基坑內(nèi)分別施做完成頂縱梁后，將第一小基坑和第二小基坑之間的土體挖除以使第一小基坑和第二小基坑連通，并施作中跨頂板。

其中，第一下導洞和第二下導洞通過格柵和噴射混凝土進行支護，以及