[发明专利]一种暗挖地铁车站的双向开洞方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下建筑工程技术领域，尤其涉及一种暗挖地铁车站的双向开洞方法。

背景技术

我国城市地铁建设在全国各大城市遍地开花，为缓解地面交通压力，许多城市的重要交通枢纽地段多采用暗挖法施工地铁车站。车站导洞能否采用合理的施工方法是降低地面沉降减少安全隐患的关键，同时导洞的分层设置方式、交叉开挖时间，决定了暗挖地铁车站施工总体工期的长短。当前我国地铁导洞的设置方式主要为上、下两层，每层为6-8洞式，通过在车站两侧设置洞桩法风道，或大断面导洞由车站两端向中间施工主体导洞。洞桩法风道结构工序较多，工期较长；大断面导洞占用空间大，开挖成本较高。这两种方法不能有效的缩短施工周期，同时造成了工程的直接消耗费用以及因工期长间接增加施工成本。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种暗挖地铁车站的双向开洞方法。本发明的方法适合于浅埋暗挖法施工的地铁车站，尤其适合上下两层结构的洞桩法暗挖车站施工。为地铁多层暗挖车站的设计和施工提供了一个新的思路。

本发明的方法通过在车站中部设置一个小断面五层通道横向贯穿车站，并由中部向两侧开挖，采用分层开挖，交叉分段开挖的方式，并采取必要的初期支护施工措施，合理分布导洞周围围岩应力对大面积、多方向开挖产生的应力变化，减少周围土体对不同导洞开挖间的相互影响，避免群洞效应，降低导洞初期支护的顶拱沉降及侧向收敛变形，使导洞初期支护变形满足设计规范要求。同时，导洞在车站中部提前开挖，可以与风道向车站方向对称开挖同时进行，能够将车站整体初期支护施工工期缩短一半。虽然增加了中部通道的成本投入60万，但对整体施工而言，提高施工工期近6个月，综合经济效益、社会效益明显。

本发明暗挖地铁车站的双向开洞方法包括以下步骤：

(一)空间断面尺寸设计：

在车站中部设置一个小断面五层横通道横向贯穿车站，五层横通道从上到下依次为第五层横通道、第四层横通道、第三层横通道、第二层横通道和第一层横通道；

五层横通道出口处为竖井；

五层横通道与车站主体导洞垂直交汇，主体导洞分三部分，即上导洞、上导洞上部的中导洞和下导洞；

(二)施工竖井初期支护；

(三)施工竖井与横通道连接处马头门；

(四)施工第五层横通道和第四层横通道；

(五)开挖主体上导洞；

(六)开挖第三层横通道、第二层横通道和第一层横通道；

(七)开挖主体下导洞，施工下导洞底板；

(八)施工边桩和主体边拱二衬；

(九)开挖主体上导洞上部的中导洞，施工中拱混凝土；

(十)开挖上部土方施工中板；

(十一)凿除既有隧道结构架设支撑，施工车站中部底板。

所述步骤(二)采用倒挂井壁法施工竖井初期支护中，井身土方开挖采用人工开挖，开挖过程中须做到随开挖随支护，每次开挖深度不能超过一榀格栅钢架；地面设置钢筋混凝土锁口圈梁，下部井壁采用矩形格栅钢架、注浆小导管、单层钢筋网和喷混凝土进行支护。

该步骤包括：

(1)竖井井口设钢筋混凝土锁口圈，混凝土强度等级采用C30，竖井井口锁口圈梁与龙门架基础、挡土墙及相关预埋螺栓一并浇筑施工；

(2)竖井格栅钢架及钢筋网施工：

格栅钢架分片制安，连接采用螺栓连接，如因变形或施工误差引起个别螺栓不能按要求连接，采用与螺栓相同直径钢筋焊接；为保证钢架整体受力，施工时，采用竖向连接筋将每榀钢架连成一体，每循环连接钢筋连接采用单面焊10d焊接；钢筋网片在地面采用点焊加工成形，安装固定于钢架上，相邻钢筋网片搭接长度不小于200mm；

(3)喷射混凝土施工：

竖井开挖成形清理后，立即进行初喷砼支护，封闭围岩，初喷砼厚为50mm，钢架钢筋网安设完成后复喷砼至设计厚度，喷射砼强度为C20，材料用自落式搅拌机井口外拌合，采用潮喷法喷砼，喷浆机置于井口外；

(4)小导管施工：

①钻孔：用钻机沿轮廓线外钻孔，外插角度10°～15°，孔深3.5m，视地质情况亦可采用人工打入的办法；

②安设注浆管：将经过加工的注浆管置入孔内，并对孔口做止浆处理；

③注浆压力：0.5～1.0MPa以内；

④浆液配置：按施工配合比水灰比1∶1在搅拌桶内加入需要的水和水泥进行搅拌；

⑤注浆：将注浆管按要求接好，开动注浆机，先进行注水试验，检查管路是否堵塞或漏浆，然后正式注水泥浆。