[發明專利]一種平頂直墻管幕結構修建超淺埋暗挖地鐵車站的施工方法

在審

• 申請號: 201710370641.X
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107100653A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 汪家雷;王圣濤;趙文;徐松苗;夏云朋;張效銘;李慎剛;劉恒;賈鵬蛟
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團第五工程有限公司;東北大學
• 主分類號: E21D13/02
• 分類號: E21D13/02;E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 婁岳

技術領域

本發明涉及大直徑密集鋼管澆筑混凝土后形成的平頂直墻管幕支護體系，在新型管幕支護體系下進行城市超淺埋暗挖地鐵車站修建的施工方法，屬于隧道和地下工程領域。

背景技術

管幕工法最早在日本被用于修建穿越鐵路的通道工程，國內首次使用管幕工法是在香港某城市地下通道的修建中。管幕工法經過國內學多年的研究和在工程中的成功實施，其已發展成熟。但由于傳統的管幕結構相鄰鋼管間僅用鎖口連接，致使整體管幕的橫向剛度和承載力較弱，故開挖管幕內部土體時，需要架設大量臨時支撐以確保整體結構的穩定性，造成施工進度較慢。加之橫向斷面多為拱形結構，空間利用率低。

發明內容

本發明提供一種平頂直墻管幕結構修建超淺埋暗挖地鐵車站的施工方法，在未進行車站主體施工時，即可形成剛度很大的支護體系，提高施工效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種平頂直墻管幕結構修建超淺埋暗挖地鐵車站的施工方法，包括如下步驟：

1）在工作井四周施工圍護樁，待圍護樁達到強度后，進行工作井的開挖，搭建頂管施工平臺；

2）在施工用鋼管的兩側焊接翼緣板，并在兩側開設預留螺栓孔和預留槽；

3）采用頂進法施工暗挖段的全部頂部鋼管及兩側最上端的側邊鋼管，邊開挖邊清除鋼管內部的土體，并通過鋼管側面的預留槽清除各鋼管間土體；頂進及挖土工作完成后，在相鄰鋼管內通過預留螺栓孔安裝連接螺栓，待相鄰鋼管橫向連接安裝完畢后，在鋼管兩端焊接封堵板，向鋼管內部和相鄰鋼管間灌注混凝土；

4）在兩側最上端的側邊鋼管與頂部鋼管連接牢固后，由上向下依次進行其余側邊鋼管的頂進、鋼管之間的連接，以及鋼管內及鋼管間的注漿作業；

5）采用超前預注漿加固地層，臺階法開挖兩側下邊導洞并施作初期支護，在下邊導洞內施作鋼筋混凝土邊墻及墻下條基，用于連接兩側最下端的側邊鋼管；

6）采用邊導洞的開挖方法進行第一底部導洞開挖，并施作初期支護；

7）第一底部導洞貫通后，采用臺階法再進行第一上部導洞的開挖，第一上部導洞采用格柵支護；

8）分別施作第一上部導洞、第一底部導洞內的防水，以及底縱梁和部分底板，采用人工挖孔樁修建鋼管柱，然后澆筑頂縱梁及部分頂板；

9）采用步驟6）到步驟8）的方法縱向分步開挖第二底部導洞和第二上部導洞，導洞開挖過程中對與其相鄰的導洞之間土體進行注漿加固處理，并分別施工導洞內防水板、底縱梁、部分底板及頂縱梁、部分頂板、鋼管柱；

10）破除上部導洞間格柵支護，鋪設防水層，施做中跨頂板；

11）待中跨頂板達到設計強度80%后，縱向分段開挖站廳層中板的底部以上土體，水平鋼管和豎向鋼管連接處采用型鋼支撐，施做車站結構邊跨處站廳層側墻防水層，中板端頭處焊接牛腿支撐與豎向鋼管連接，分別施工中縱梁和站廳層中板；

12）待站廳層中板達到設計強度80%后，分別開挖中跨土體和邊跨土體至底板位置，施做底板；

13）破除剩余格柵支護，施做剩余防水設施，澆筑剩余主體結構，完成施工。

步驟4）中，側邊鋼管施工過程中，需待上一根側邊鋼管與已施工鋼管連接牢固并已挖除鋼管內及鋼管間土體和灌注混凝土后，再頂進下一根側邊鋼管。在最下層的側邊鋼管內預留與下邊導洞內部鋼筋混凝土邊墻相連接的鋼筋支架。

步驟11）中，所述站廳層中板端頭處的上、下層側墻設置接頭結構。

步驟12）中，施做底板的具體方法如下：

開挖中跨土體至底板位置的底部，施作封底結構并拆除部分導洞結構，施做中跨底板防水層并澆筑中跨底板；

待中跨底板混凝土達到設計強度80%后，開挖邊跨土體至底板位置的底部，施作封底結構并拆除部分導洞結構，施做底板防水層并澆筑底板剩余結構。

由以上技術方案可知，本發明提出一種新的施工形式，水平和豎向位置分別密集頂進大直徑鋼管，相鄰鋼管間采用高強度螺栓和翼緣板進行連接，接著在鋼管內部和剛管間澆筑混凝土，然后在側邊鋼管下方的下邊導洞內，把預先澆筑鋼筋混凝土墻與側邊鋼管進行連接，使鋼筋混凝土墻作為整體管幕結構的基座。在未進行車站主體施工時，已形成剛度很大的支護體系，相比傳統的管幕工法，由于增加整體管幕結構的橫向承載力和剛度，能實現大斷面開挖，并且在開挖過程中無需架設過多的臨時支撐體系，縮短工期、節約成本；本發明提出的支護體系為平頂直墻結構，增大了空間利用率。

附圖說明