[发明专利]用于修建超浅埋大断面暗挖地铁车站的管幕支护结构的施工方法

说明书

本发明涉及一种用于修建超浅埋大断面暗挖地铁车站的管幕支护结构的施工方法。在四个顶角处依次顶进圆形钢管和矩形钢管，相邻矩形钢管通过环形锁扣密封连接，形成侧向支撑部和横向支撑部；将钢绞线贯穿侧、横向支撑部，钢绞线的两端固定于圆形钢管内，张拉钢绞线施加预应力，在侧向、横向支撑部和圆形钢管内填充混凝土，形成管幕支护结构，再施作导洞和中柱，形成整体支护体系，全断面开挖，分别施作车站的顶板、中板、底板和侧墙等。本发明提供的管幕支护结构具有较强的刚度和承载力，无需在钢管间浇筑混凝土简化了施工工序；管幕支护结构与洞桩法相结合，可用于修建多层多跨地铁暗挖车站，形成的矩形断面提高了空间利用率。

技术领域

本发明属于隧道及地下工程建设技术领域，具体涉及地铁车站施工时，采用管幕结构结合洞桩法修建多层多跨地铁暗挖车站的施工方法。

背景技术

管幕工法经过国内学多年的研究和在工程中的成功实施，其工艺已发展成熟。传统的管幕工法经过诸多学者的研究创新衍生出了多种新型管幕工法，如NIT工法（NewItalian Tunneling Method）、TRCM工法（Tubular Roof Construction Method）、NTR工法（New Tublar Roof Method）、STS工法（Steel Tube Slab Method）等。这些新型管幕工法都取得了一定的工程应用价值，但也存在一些不足，如NIT工法、TRCM工法和NTR工法需要在钢管内进行钢筋绑扎作业条件差，且钢管切口、焊缝较多，对防水质量有一定影响。STS工法的加固工作非常繁琐且对质量的把控有一定难度。国内车站暗挖时主要采用浅埋暗挖施工，车站顶部一般为拱结构，空间利用率低，且主要采用双层拱顶直墙结构，为了降低风险，车站一般设计为两层且埋深通常不超过7 m。目前在超浅埋地层中暗挖施工三层及三层以上车站结构的工程案例较少,提供安全、有效的修建多层多跨地铁暗挖车站的施工方法具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明针对现有管幕工法和暗挖车站施工技术存在的不足，提供一种能有效提高管幕支护体系的横向刚度和承载力，显著减少车站埋深，降低工程造价，且能实现对地面交通和周边构筑物零扰动的用于修建超浅埋大断面暗挖地铁车站的管幕支护结构的施工方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种用于修建超浅埋大断面暗挖地铁车站的管幕支护结构的施工方法，先施作工作井，在工作井内安装用于顶进钢管的装置，再进行如下步骤的施工：

（1）预制圆形钢管和矩形钢管：在矩形钢管的两侧分别设置一对环形锁扣；在圆形钢管的一侧管壁和矩形钢管的两侧管壁，沿轴向等间离分段设置若干个四个边角处通孔；

（2）以预制的圆形钢管为四个顶角，按设计位置通过顶管机依次顶进；在两侧的圆形钢管之间和上端水平向的圆形钢管之间，分别通过顶管机依次顶进矩形钢管，相邻钢管通过环形锁扣密封连接形成矩形腔，由若干个矩形钢管和矩形腔依次连接，分别形成侧向支撑部和横向支撑部；

（3）将钢绞线经通孔分别贯穿侧向支撑部和横向支撑部，钢绞线的两端通过固定装置固定于圆形钢管内，张拉钢绞线施加预应力，在侧向、横向支撑部和圆形钢管内填充混凝土；

（4）待混凝土达到设计强度后，在形成的管幕支护结构下进行主体施工；

（5）分别施作开挖上导洞和下导洞，同时进行各导洞的支护；

（6）在下导洞内施作底纵梁和防水层，在上导洞内施作顶纵梁和防水层，再施作钢管柱，形成整体支护体系；

（7）先开挖负一层中跨土，再同时开挖边跨土体，拆除上导洞结构，施作负一层顶板和侧墙结构；

（8）向下继续开挖土方至负一层中板处，铺设侧墙防水层，浇筑负一层中板结构和侧墙结构，完成负一层的二衬结构；

（9）向下依次开挖到分层板设计标高，按步骤（8）完成剩余各层防水和二衬结构浇筑；

（10）待中板混凝土达到设计强度后，开挖至底板设计标高，凿除下导洞砼；施作低纵梁中间部分车站底板；