[发明专利]一种导洞内机械辅助止水暗挖车站结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道交通工程中暗挖车站结构型式及施工方法。

背景技术

目前城市轨道交通工程中暗挖车站的施工方法主要有：中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法、一次扣拱法。其中中洞法、侧洞法、柱洞法均采用分部开挖、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；洞桩法及一次扣拱法均是利用“导洞”作为施工工作面形成结构竖向受力体系后，再进行初支扣拱，而后由上而下逆筑施工主体结构。

洞桩法：由边桩、中柱、顶纵梁、底纵梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受施工过程的荷载；其主要思想是将盖挖及分步暗挖法有机结合起来，发挥各自的优势，在顶盖的保护下可以逐层向下开挖土体，施作二次衬砌，可采用顺作和逆作两种方法施工，最终形成由初期支护+二次衬砌组合而成的永久承载体系。

一次扣拱法技术核心在于：选取三连拱框架的边跨顶拱和底板结构,分别拟合并形成上、下导洞；底板及底纵梁先于其他构件在下导洞内直接、一次性地形成；在上、下导洞间形成竖向支撑构件；上导洞初支即为顶拱初支,顶拱及顶纵梁二次衬砌可在上导洞内直接、一次性地完成。

综上所述，洞桩法及一次扣拱法主要存在上、下两层导洞，群洞效应相对明显，施工时对周边环境影响较大。结合北京地区已建及在建类似车站工程，因车站结构断面大，为避免工程风险，车站施工均以降水施工作为前提,即车站结构开挖前，需沿车站开挖周边预先打设降水井，先将地下水位降至结构开挖底面以下1m后，且施工过程中进行持续降水作业，再开挖车站结构。因此，边桩及中柱施工时候不受地下水影响，主要通过人工挖孔得以实现。

目前，已建及在建暗挖车站均采用降水施工，降水施工方式主要分为地面降水和洞内降水，具体详见图9、图10。降水施工，不利于我国地下水资源的保护，且易导致地下水资源的污染与浪费，非长久之策。随着暗挖施工技术积累与发展，本发明结构型式及施工方法可实现暗挖车站止水施工，有利于地下水资源的保护。

根据已检索到的相关暗挖车站止水专利：一种洞桩法暗挖隧道止水帷幕及其施工方法(CN201610035449.0)，其结构型式由上、下2个导洞构成，导洞施工是通过全断面或周壁注浆止水得于实现，然后通过上、下导洞进行水平及竖向水平注浆/旋喷施工，从而实现车站全断面止水，具体详见图11。受下层导洞影响，此专利工程止水代价大。

发明内容

本发明的目的是提供一种导洞内机械辅助止水暗挖车站结构及施工方法，以解决暗挖车站不降水施工的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种导洞内机械辅助止水暗挖车站施工方法，其采用如下步骤，

1、施作竖井、横通道及导洞；

由地面采用倒挂井壁法施工竖井，开挖至横通道底后，对施工竖井进行封底；而后破除竖井井壁、开挖施工横通道，待横通道封端后，再利用施工横通道开挖车站主体导洞(含边导洞及中导洞)。

2、机械施工边桩、桩间止水帷幕及中柱桩基，机械辅助一体浇筑混凝土及中柱安装，浇筑桩顶冠梁、顶纵梁及中拱二衬结构(含拱顶防水层)；

利用边导洞作为施工作业面，采用钻机施工边桩、机械设备施作桩间止水帷幕，浇筑桩顶冠梁，形成车站围护结构及边跨竖向承载体系；

利用中导洞作为施工作业面，采用钻机施工中柱桩基、机械辅助一体浇筑混凝土及中柱安装，铺设中拱拱顶防水层，浇筑柱顶顶纵梁及中拱二衬结构，形成车站中跨竖向承载体系；

3、施作初支扣拱及完成导洞内回填；

再利用施工横通道施作车站初支扣拱，从而形成近似封闭的、独立的作业空间；该作业空间底部通过加强边桩嵌固深度隔绝与周边环境的相互影响。

4、施作边拱二衬结构(含拱顶及侧墙防水层)，完成二衬扣拱；

5、待边拱二衬结构达到设计强度后，向下开挖土方至中板，土模浇筑中板及以上二衬结构(含侧墙防水层)；

6、待中板及以上结构达到设计强度后，继续向下开挖土方至底板，施作底板垫层及防水层，浇筑底板及以上二衬结构，二衬结构封闭成环。