本發(fā)明涉及大直徑密集鋼管澆筑混凝土后形成的平頂直墻管幕支護(hù)體系，在新型管幕支護(hù)體系下進(jìn)行城市超淺埋暗挖地鐵車站修建的施工方法，屬于隧道和地下工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

管幕工法最早在日本被用于修建穿越鐵路的通道工程，國(guó)內(nèi)首次使用管幕工法是在香港某城市地下通道的修建中。管幕工法經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)學(xué)多年的研究和在工程中的成功實(shí)施，其已發(fā)展成熟。但由于傳統(tǒng)的管幕結(jié)構(gòu)相鄰鋼管間僅用鎖口連接，致使整體管幕的橫向剛度和承載力較弱，故開(kāi)挖管幕內(nèi)部土體時(shí)，需要架設(shè)大量臨時(shí)支撐以確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，造成施工進(jìn)度較慢。加之橫向斷面多為拱形結(jié)構(gòu)，空間利用率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種平頂直墻管幕結(jié)構(gòu)修建超淺埋暗挖地鐵車站的施工方法，在未進(jìn)行車站主體施工時(shí)，即可形成剛度很大的支護(hù)體系，提高施工效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種平頂直墻管幕結(jié)構(gòu)修建超淺埋暗挖地鐵車站的施工方法，包括如下步驟：

1）在工作井四周施工圍護(hù)樁，待圍護(hù)樁達(dá)到強(qiáng)度后，進(jìn)行工作井的開(kāi)挖，搭建頂管施工平臺(tái)；

2）在施工用鋼管的兩側(cè)焊接翼緣板，并在兩側(cè)開(kāi)設(shè)預(yù)留螺栓孔和預(yù)留槽；

3）采用頂進(jìn)法施工暗挖段的全部頂部鋼管及兩側(cè)最上端的側(cè)邊鋼管，邊開(kāi)挖邊清除鋼管內(nèi)部的土體，并通過(guò)鋼管側(cè)面的預(yù)留槽清除各鋼管間土體；頂進(jìn)及挖土工作完成后，在相鄰鋼管內(nèi)通過(guò)預(yù)留螺栓孔安裝連接螺栓，待相鄰鋼管橫向連接安裝完畢后，在鋼管兩端焊接封堵板，向鋼管內(nèi)部和相鄰鋼管間灌注混凝土；

4）在兩側(cè)最上端的側(cè)邊鋼管與頂部鋼管連接牢固后，由上向下依次進(jìn)行其余側(cè)邊鋼管的頂進(jìn)、鋼管之間的連接，以及鋼管內(nèi)及鋼管間的注漿作業(yè)；

5）采用超前預(yù)注漿加固地層，臺(tái)階法開(kāi)挖兩側(cè)下邊導(dǎo)洞并施作初期支護(hù)，在下邊導(dǎo)洞內(nèi)施作鋼筋混凝土邊墻及墻下條基，用于連接兩側(cè)最下端的側(cè)邊鋼管；

6）采用邊導(dǎo)洞的開(kāi)挖方法進(jìn)行第一底部導(dǎo)洞開(kāi)挖，并施作初期支護(hù)；

7）第一底部導(dǎo)洞貫通后，采用臺(tái)階法再進(jìn)行第一上部導(dǎo)洞的開(kāi)挖，第一上部導(dǎo)洞采用格柵支護(hù)；

8）分別施作第一上部導(dǎo)洞、第一底部導(dǎo)洞內(nèi)的防水，以及底縱梁和部分底板，采用人工挖孔樁修建鋼管柱，然后澆筑頂縱梁及部分頂板；

9）采用步驟6）到步驟8）的方法縱向分步開(kāi)挖第二底部導(dǎo)洞和第二上部導(dǎo)洞，導(dǎo)洞開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)與其相鄰的導(dǎo)洞之間土體進(jìn)行注漿加固處理，并分別施工導(dǎo)洞內(nèi)防水板、底縱梁、部分底板及頂縱梁、部分頂板、鋼管柱；

10）破除上部導(dǎo)洞間格柵支護(hù)，鋪設(shè)防水層，施做中跨頂板；

11）待中跨頂板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，縱向分段開(kāi)挖站廳層中板的底部以上土體，水平鋼管和豎向鋼管連接處采用型鋼支撐，施做車站結(jié)構(gòu)邊跨處站廳層側(cè)墻防水層，中板端頭處焊接牛腿支撐與豎向鋼管連接，分別施工中縱梁和站廳層中板；

12）待站廳層中板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，分別開(kāi)挖中跨土體和邊跨土體至底板位置，施做底板；

13）破除剩余格柵支護(hù)，施做剩余防水設(shè)施，澆筑剩余主體結(jié)構(gòu)，完成施工。

步驟4）中，側(cè)邊鋼管施工過(guò)程中，需待上一根側(cè)邊鋼管與已施工鋼管連接牢固并已挖除鋼管內(nèi)及鋼管間土體和灌注混凝土后，再頂進(jìn)下一根側(cè)邊鋼管。在最下層的側(cè)邊鋼管內(nèi)預(yù)留與下邊導(dǎo)洞內(nèi)部鋼筋混凝土邊墻相連接的鋼筋支架。

步驟11）中，所述站廳層中板端頭處的上、下層側(cè)墻設(shè)置接頭結(jié)構(gòu)。

步驟12）中，施做底板的具體方法如下：

開(kāi)挖中跨土體至底板位置的底部，施作封底結(jié)構(gòu)并拆除部分導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)，施做中跨底板防水層并澆筑中跨底板；

待中跨底板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，開(kāi)挖邊跨土體至底板位置的底部，施作封底結(jié)構(gòu)并拆除部分導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)，施做底板防水層并澆筑底板剩余結(jié)構(gòu)。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出一種新的施工形式，水平和豎向位置分別密集頂進(jìn)大直徑鋼管，相鄰鋼管間采用高強(qiáng)度螺栓和翼緣板進(jìn)行連接，接著在鋼管內(nèi)部和剛管間澆筑混凝土，然后在側(cè)邊鋼管下方的下邊導(dǎo)洞內(nèi)，把預(yù)先澆筑鋼筋混凝土墻與側(cè)邊鋼管進(jìn)行連接，使鋼筋混凝土墻作為整體管幕結(jié)構(gòu)的基座。在未進(jìn)行車站主體施工時(shí)，已形成剛度很大的支護(hù)體系，相比傳統(tǒng)的管幕工法，由于增加整體管幕結(jié)構(gòu)的橫向承載力和剛度，能實(shí)現(xiàn)大斷面開(kāi)挖，并且在開(kāi)挖過(guò)程中無(wú)需架設(shè)過(guò)多的臨時(shí)支撐體系，縮短工期、節(jié)約成本；本發(fā)明提出的支護(hù)體系為平頂直墻結(jié)構(gòu)，增大了空間利用率。

附圖說(shuō)明

圖1是頂管施工平臺(tái)示意圖；

圖2是帶翼緣板鋼管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是相鄰鋼管的連接狀態(tài)示意圖；

圖4是車站開(kāi)挖工序一示意圖；

圖5是車站開(kāi)挖工序二示意圖；

圖6是車站開(kāi)挖工序二示意圖；

圖7是車站開(kāi)挖工序三示意圖；

圖8是車站開(kāi)挖工序四示意圖；

圖9是車站開(kāi)挖工序五示意圖；

圖10是車站開(kāi)挖工序六示意圖；

圖11是車站開(kāi)挖工序七示意圖；

圖12是車站開(kāi)挖工序八示意圖；

圖13是車站開(kāi)挖工序九示意圖；

圖14是車站開(kāi)挖工序十示意圖；

圖15是車站開(kāi)挖工序十一示意圖。

圖中：1、工作井，2、圍護(hù)樁，3、鋼管，4、翼緣板，6、預(yù)留槽，7、連接螺栓，8、螺帽，9、混凝土，11、鋼筋支架，12、鋼筋混凝土邊墻，13、初期支護(hù)，131、格柵支護(hù)，14、墻下條基，15、底縱梁，16、底板，17、人工挖孔樁，18、鋼管柱，19、頂縱梁，20、頂縱梁上方頂板，21、土體加固，22、中跨頂板，23、站廳層中板，24、斜撐，25、牛腿支撐，26、中縱梁，27、側(cè)墻接頭，28、底板，29、坡度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明提供一種用于修建超淺埋暗挖地鐵車站的施工方法，采用平頂直墻管幕結(jié)構(gòu)，具體包括如下施工步驟：

步驟1：在工作井1四周施工圍護(hù)樁2，待圍護(hù)樁達(dá)到強(qiáng)度后，進(jìn)行工作井的開(kāi)挖，搭建頂管施工平臺(tái)，參見(jiàn)圖1。

步驟2：在加工廠對(duì)施工鋼管3進(jìn)行加工，鋼管兩側(cè)在設(shè)計(jì)位置焊接翼緣板4，并在設(shè)計(jì)位置開(kāi)設(shè)有預(yù)留螺栓孔和預(yù)留槽6，參見(jiàn)圖2。

步驟3：采用頂進(jìn)法施工暗挖段的編號(hào)1~24號(hào)頂部鋼管及編號(hào)25、34號(hào)側(cè)邊鋼管，邊開(kāi)挖邊清除鋼管內(nèi)部的土體，并通過(guò)鋼管側(cè)面的預(yù)留槽清除鋼管間土體，參見(jiàn)圖4。鋼管頂進(jìn)施工時(shí)要控制好方向，不得偏轉(zhuǎn)，頂進(jìn)及挖土工作完成后，在相鄰鋼管3內(nèi)安裝連接螺栓7，并在螺栓的兩端安置螺帽8，以增加螺栓與混凝土9的錨固力。待相鄰鋼管3橫向連接安裝完畢后，在鋼管兩端焊接封堵板，通過(guò)封堵板預(yù)留灌漿孔，向鋼管內(nèi)灌注混凝土,同時(shí)在鋼管之間灌注混凝土，參見(jiàn)圖2和3。

步驟4：在兩側(cè)最上端的側(cè)邊鋼管與頂部鋼管連接牢固后，由上向下進(jìn)行26~32號(hào)側(cè)邊鋼管、35~41號(hào)側(cè)邊鋼管的頂進(jìn)、鋼管之間的連接以及鋼管內(nèi)及鋼管間的注漿作業(yè)。側(cè)邊鋼管施工過(guò)程中，需待上一根鋼管與已施工鋼管連接牢固并已挖除鋼管內(nèi)及鋼管間土體、灌注混凝土后，再頂進(jìn)下一根鋼管。在最下段的側(cè)邊鋼管33號(hào)和42號(hào)內(nèi)預(yù)留與導(dǎo)洞內(nèi)部鋼筋混凝土邊墻12相連接的鋼筋支架11，參見(jiàn)圖5。

步驟5：采用超前預(yù)注漿加固地層，臺(tái)階法開(kāi)挖下邊導(dǎo)洞z5、z6，并施作初期支護(hù)13。在下邊導(dǎo)洞內(nèi)施作鋼筋混凝土邊墻12及墻下條基14，并使側(cè)邊鋼管最下部33、42號(hào)與導(dǎo)洞內(nèi)鋼筋混凝土邊墻連接牢靠，參見(jiàn)圖6和7。

步驟6：采用下邊導(dǎo)洞的開(kāi)挖方法進(jìn)行第一底部導(dǎo)洞z2的開(kāi)挖，并施作初期支護(hù)13，參見(jiàn)圖8。

步驟7：第一底部導(dǎo)洞z2貫通后，采用臺(tái)階法再進(jìn)行第一上部導(dǎo)洞z1的開(kāi)挖，導(dǎo)洞采用格柵支護(hù)131，參見(jiàn)圖9。

步驟8：分別施作第一上部導(dǎo)洞z1和第一底部導(dǎo)洞z2內(nèi)的防水和底縱梁15及部分底板16，采用人工挖孔樁17修建鋼管柱18，然后澆筑頂縱梁19及部分頂板20，參見(jiàn)圖10。

步驟9：采用上述方法和步驟縱向分步開(kāi)挖第二底部導(dǎo)洞z4和第二上部導(dǎo)洞z3，導(dǎo)洞開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)與其相鄰的導(dǎo)洞之間土體進(jìn)行注漿加固處理，形成土體加固21，注水泥水玻璃雙液漿，并分別施工導(dǎo)洞內(nèi)防水板、底縱梁、部分底板及頂縱梁、部分頂板、鋼管柱，參見(jiàn)圖11。

步驟10：破除上部導(dǎo)洞間格柵支護(hù)，鋪設(shè)防水層，施做中跨頂板22，參見(jiàn)圖12。

步驟11：待中跨頂板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，縱向分段開(kāi)挖站廳層中板23底以上土體，頂部鋼管和側(cè)邊鋼管連接處采用型鋼支撐24，施做車站結(jié)構(gòu)邊跨處站廳層側(cè)墻防水層，站廳層中板端頭處焊接牛腿支撐25與側(cè)邊鋼管連接，依次施工中縱梁26、站廳層中板23及中板端頭處的上、下層的側(cè)墻接頭27，參見(jiàn)圖13。

步驟12：待站廳層中板23達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，開(kāi)挖中跨土體至底板位置，施做底板28并拆除格柵支護(hù)，土體預(yù)留一定坡度29，參見(jiàn)圖4-11。待中跨底板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，開(kāi)挖邊跨土體至底板位置的底部，施作封底結(jié)構(gòu)并拆除部分導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)，施做底板防水層并澆筑底板剩余結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖14。

步驟13：破除剩余格柵支護(hù)13，施做剩余防水設(shè)施，澆筑剩余主體結(jié)構(gòu)，完成施工，參見(jiàn)圖15。

以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。