[发明专利]初支联拱二衬独立式暗挖地铁区间结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道交通工程中特殊暗挖地下区间结构及施工方法。

背景技术

城市轨道交通工程中暗挖地下区间一般包含跨度较小的单线单洞标准区间、跨度较大的双线单洞大断面区间及双联拱区间等几种结构形式。城市轨道交通工程中单线单洞为标准暗挖区间结构，但为满足地铁运营功能要求，各条城市轨道交通地下工程均需要设置停车线、折返线等特殊暗挖地下区间，甚至为满足特殊侧式站台车站功能需求，相邻区间也需设计成特殊暗挖地下区间。目前，特殊暗挖地下区间一般多采用双线单洞大断面暗挖区间结构或双联拱暗挖区间结构；双线单洞大断面暗挖区间结构跨度大、开挖面积大、结构厚、工程造价高，多采用双侧壁导坑法施工，结构受力转换步序多、对周围环境影响大、施工风险高；双联拱暗挖区间结构多采用中洞法施工，施工速度慢、联拱处易于积水、防水质量难于保证。

目前城市轨道交通工程中暗挖地下区间均为复合衬砌结构构，即由初期支护结，简称为初支，为钢格栅喷射混凝土临时结构、二次衬砌结，简称为二衬，为钢筋混凝土永久结构，以及在初支和二衬之间设置的全包防水层组成。暗挖地下区间均采用分部开挖、施做初支结构，当先开挖部分超前一定距离后，再进行下一部位的开挖；二衬结构同样需采取分段、分部分块施工，二衬结构不可避免的形成很多施工缝。因此，施工缝处是暗挖地下区间防水的难点，且结构跨度越大、分部分块数量越多，需要处理的施工缝就越多。

标准暗挖地下区间一般采用台阶法施工，开挖宽度约6.3m、开挖高度约6.4m。一般情况下，开挖范围内不需要设置横向与竖向初支结构，可采用模板台车进行二衬结构施工，施工缝少、结构完整性好、防水质量好、且施工速度快，台阶法简化施工步序及结构示意图如图1所示。

中等跨度的暗挖地下区间一般采用CRD法，开挖宽度一般为9.0～10.0m，开挖高度一般为7.0～9.0m，开挖范围内需要设置横向与竖向初支结构，开挖完成后，需要分段拆除或倒换中间初支结构、拼装模板进行二衬结构施工，施工缝较多、防水质量不易控制、且施工速度较慢，同时拆除开挖范围横向与竖向初支结构时，原初支结构变形大、对地下管线、建筑、构筑物等周围环境影响大；CRD法简化施工步序及结构示意图如图2所示。

特殊暗挖地下区间一般采用大断面结构、双侧壁导坑法施工，开挖宽度一般为11.5～14.5m，开挖高度一般为9.0～10.0m，双侧壁导坑法简化施工步序及结构示意图如图3所示。

特殊暗挖地下区间也可采用双联拱断面减少结构跨度、中洞法施工，开挖宽度约11.5m，开挖高度约6.5m。这种施工方法实施的暗挖地下区间宽度增大了，但二衬结构施工时无法避免需要分段拆除开挖范围内设置的横向和竖向初支结构，二衬结构施工时的特点与不足同CRD法；中洞法简化施工步序及结构示意图如图4所示。

目前，无论采用CRD法、双侧壁导坑法还是中洞法进行大跨度暗挖地下区间结构施工，在二衬结构施工阶段，为确保防水体系封闭以及二衬结构质量与耐久性，地下区间开挖阶段设置的横向和竖向初支结构均需沿着区间纵向分段进行拆除或倒换，结构受力转换复杂；尤其是竖向初支结构的拆除、增大了初支结构的跨度，必然引起初支结构变形、进而引起地层沉降，从而对周围地下管线、建筑物、构筑物等周围环境影响大；分段拆除初支进行二衬结构施工，为控制初支变形、初支分段拆除长段一般为4.0～6.0m。因此，无法采用模板台车进行二衬结构施工、机械化施工水平较低、施工缝较多、二衬结构渗漏的机率增大、施工速度较慢，致使特殊暗挖地下区间成为城市轨道交通地下区间工程实施的工期控制点。

发明内容

本发明的目的是提供一种初支联拱二衬独立式暗挖地铁区间结构及施工方法，它采用初支联拱、二衬独立暗挖地铁区间结构与施工方法，降低了城市轨道交通工程中特殊暗挖地下区间施工风险，确保防水质量，加快施工速度，采用模板台车进行二衬结构施工、提高机械化施工水平，降低工程投资。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：