CN106499417B - 特大断面浅埋地铁车站预留t字岩梁岩柱施工工法 - Google Patents

特大断面浅埋地铁车站预留t字岩梁岩柱施工工法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特大断面浅埋地铁车站预留T字岩梁岩柱施工工法,属于隧道施工技术领域,包括步骤:1)开挖工程的左侧及右侧岩体,使断面形成预留T字岩梁岩柱,形成的双洞隧道侧壁采用锚索加注浆锚杆联合支护;2)对步骤1)中的联合支护的侧壁施工防水、工字钢及二衬结构进一步加固,并回填土石料将开挖处填满、压实,表面施工C20素混凝土;3)开挖T形岩梁岩柱的两侧区域;4)分段间隔开挖T形岩梁岩柱的顶部区域;5)开挖T形岩梁岩柱的中部区域,并清出回填土石料。本发明通过预留T形岩梁岩柱的方案,适应特大断面浅埋地铁车站或隧道施工,能够有效控制围岩应力、隧道拱部沉降量和两帮变形量,保护地面建筑物,保障施工安全。

Description

特大断面浅埋地铁车站预留T字岩梁岩柱施工工法
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域,具体涉及一种对于具有特大断面的浅埋工程(如地铁车站、地下洞室、公路隧道等)采取预留T字岩梁岩柱的施工工法。
背景技术
随着城市人口的不断增多,城市规模的不断扩大,城市交通的拥挤问题日愈突出。为了解决这一问题,世界各国相继提出并发展了地铁交通。英国伦敦是世界上最早拥有地铁的城市,随后,法国巴黎、俄罗斯莫斯科、西班牙马德里、日本东京等相继开始了地铁工程的建设和使用。北京是我国最早开始建设并拥有地铁的城市。继北京之后,天津、上海、广州、深圳、南京、重庆等城市较早开始建设城市轻轨和地铁。成都、西安、沈阳、郑州、杭州、昆明等多个城市近年来开始建设地铁工程,明显地,城市地铁在我国已有了很大规模的发展和使用,而且其发展的速度越来越高。
因我国历史悠久,名胜古迹多,在城市轻轨和地铁建设中面临的环境较复杂,许多轨道线路下穿古建筑、高速公路、河流、居民小区、油气管道等,且轨道和地铁车站断面大,根据国际隧道协会(ITA)对隧道断面积大小定义,大于100m2称为特大断面隧道,随着我国交通建设事业的迅猛发展,涌现了许多特大断面隧道,例如沈阳地铁二号线北站断面为340m2,重庆轻轨大坪车站断面为430m2、临江门车站断面为420.9m2、红旗河沟车站断面为730m2。与以往修建的隧道相比,特大断面隧道的建设,在隧道的力学行为、隧道的断面形式、隧道衬砌结构、初期支护结构模式、支护参数等方面出现了新的、更高的要求,这些都要求对施工方法作出相应的改进,以提高工程的安全性和可靠性。
国内外在特大断面隧道施工方法主要有三台阶七步开挖法、中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导洞法、三导坑法等,以上都是为了借辅助的施工方法改良不良土体,将特大的断面化成小断面施工,使开挖轮廓尽可能快的形成封闭或半封闭承载结构,然后再开挖核心岩土体。近年来,一些科研院所、设计单位和建设单位延用特大断面隧道施工工法设计思路,在常规特大断面隧道施工工法的基础上不断创新优化,提出了一些新的隧道施工工法,例如北京地铁七号线双井站为暗挖法施工,采用地下两层双柱三跨的形式,车站主体长度237.6m,标准段宽度23.1m,高度16.15m,断面面积320m2,围岩为Ⅳ类砂土及粘土,采用PBA工法施工。重庆轻轨二号线大坪车站采用暗挖法施工,主体开挖宽度26.3m,高度20.6m,断面面积430m2、最小埋深4m、围岩为Ⅲ类泥岩、拱部结构扁平,洞跨比为0.15-0.5,首次采用“上半断面侧壁导坑法,下半断面先中槽后侧墙开挖,先拱后墙衬砌”的隧道施工新工法。沈阳地铁二号线北站暗挖段为双层三拱两柱结构,岛式站台,站台板宽13.9m,埋深6.4m,开挖宽度26.3m,高度16.95m,断面面积340m2,采用洞桩法施工。重庆轻轨三号线红旗河沟车站B型断面,开挖宽度23.753m,高度32.316m,断面面积730m2,为亚洲最大断面的城市地下暗挖车站,采用预留十字岩梁岩柱的隧道施工新方法。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种特大断面浅埋地铁车站预留T字岩梁岩柱施工工法,采取预留T字岩梁岩柱,结构承载能力强,能够有效控制围岩应力、隧道拱部沉降量和两帮变形量,保护地面建筑物,保障施工安全。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种特大断面浅埋地铁车站预留T字岩梁岩柱施工工法,包括以下步骤:
1)开挖工程断面的左侧及右侧岩体,使工程断面形成预留T形岩梁岩柱,开挖形成的双洞隧道侧壁采用锚索加注浆锚杆进行联合支护;
2)对步骤1)中的联合支护的侧壁施工防水、工字钢及二衬结构进一步加固,并回填土石料将开挖处填满、压实,在压实表面施工C20素混凝土;
3)开挖T形岩梁岩柱的T形两侧区域,在开挖处的两侧侧壁采取注浆锚杆支护加固;
4)分段间隔开挖T形岩梁岩柱的T形顶部区域,在地铁车站的拱顶采取注浆锚杆支护加固,对T形两侧壁及拱顶施工防水、工字钢及二衬结构进一步加固;
5)开挖T形岩梁岩柱的T形中部区域,并清出回填土石料;
6)施工工程底部的防水、工字钢及二衬结构。
进一步,步骤2)中,回填土石料与C20素混凝土采取多层间隔施工。
本发明的有益效果是:
本发明针对特大断面浅埋地铁车站工程提出了预留T形岩梁岩柱的方案,其T形结构承压能力强,能够有效控制工程围岩应力、拱部沉降量和两帮变形量,使施工过程更安全和可靠,同时,采取回填土石料及分段间隔方式可增加工程结构的稳定性、控制围岩变形量,进一步确保施工的安全性和质量的可靠性。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述,其中:
图1为发明的施工工序图;
图2为分段间隔施工工序图。
具体实施方式
以下将参照附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解,优选实施例仅为了说明本发明,而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为本发明的施工工序图,图2为分段间隔施工工序图,以某地铁车站为例作详细说明:
某地铁车站为地下三层15米岛式站台暗挖车站,采用钻爆法施工、复合式衬砌。地下一层为站厅层,地下二层为四号线站台层,地下三层为九号线站台层,车站总长237m,其主体开挖宽度26.4m,高度28.21m,断面面积667m2,属于特大断面隧道。隧道围岩为砂质泥岩和砂岩,中等风化,围岩分级主要为Ⅳ级,局部地段为Ⅴ级。车站埋深较浅,上覆岩土层厚度约20m~32.4m,其中上覆素填土层厚约1.2~17.0m,隧顶中等风化基岩厚约为9.2~26.7m。
施工前,对该车站的断面以宽约6-10m、高约3-6m进行分块,划分后,其包括1-13块,如图1所示,其施工工序如下:
1)开挖隧道左、右两侧第1、2、3、4块岩体,隧道横断面形成预留T字岩梁岩柱,隧道墙采用注浆锚杆I、锚索Ⅱ进行联合支护;
2)对左、右侧第1、2、3、4块已开挖岩体进行四次回填,具体包括:
①施工第1、2、3、4块岩体防水、工字钢ⅢII和二衬结构Ⅳ,仰拱回填土石混合体,并压实,回填高度为第4块岩体标高,回填层面施工C20素混凝土;
②回填第3块土石混合体,并压实,回填高度为第3块岩体标高,回填层面施工C20素混凝土;
③回填第2块土石混合体,并压实,回填高度为第2块岩体标高,回填层面施工C20素混凝土;
④回填第1块土石混合体,并压实,回填高度为第1块岩体标高,回填层面施工C20素混凝土;
3)开挖第5、6块岩体,作临时支护,隧道拱采用注浆锚杆I支护;
4)开挖第7块岩体,第7步采用分段间隔施工,作初期支护、施作5、6、7块岩体防水、工字钢III和二衬结构IV;
5)开挖第8、9块岩体;
6)开挖第10、11、12、13块岩体,并清出回填体;
7)施工隧道底部防水、工字钢III和二衬结构IV。
在对第7块岩体施工时,可将第7块岩体按俯视图分成多个区域,如图2所示,分成a、b、c三块,分段间隔施工时,可先对序号a施工,后对序号b施工,最后再对序号c施工,并在对下一区域施工前,要将已施工区域进行工字钢III和二衬结构IV加固,提高结构的支撑能力和施工的安全性。
本发明针对特大断面浅埋地铁车站工程提出了预留T形岩梁岩柱的施工工法,其T形结构承压能力强,能够有效控制工程围岩应力、拱部沉降量和两帮变形量,使施工过程更安全和可靠,同时,采取回填土石料及分段间隔方式可增加工程结构的稳定性、控制围岩变形量,进一步确保施工的安全性和质量的可靠性。
总的来说,本发明适应特大断面浅埋地铁车站或隧道施工,能够有效控制围岩应力、隧道拱部沉降量和两帮变形量,保护地面建筑物,保障施工安全。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种特大断面浅埋地铁车站预留T字岩梁岩柱施工工法,其特征在于:包括以下步骤:
1)开挖工程断面的左侧及右侧岩体,使工程断面形成预留T形岩梁岩柱,开挖形成的双洞隧道侧壁采用锚索加注浆锚杆进行联合支护;
2)对步骤1)中的联合支护的侧壁施工防水、工字钢及二衬结构进一步加固,并回填土石料将开挖处填满、压实,在压实表面采取多层间隔的方式施工C20素混凝土;
3)开挖T形岩梁岩柱的T形两侧区域,在开挖处的两侧侧壁采取注浆锚杆支护加固;
4)分段间隔开挖T形岩梁岩柱的T形顶部区域,在地铁车站的拱顶采取注浆锚杆支护加固,对T形两侧壁及拱顶施工防水、工字钢及二衬结构进一步加固;
5)开挖T形岩梁岩柱的T形中部区域,并清出回填土石料;
6)施工工程底部的防水、工字钢及二衬结构。
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