一種控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法，其實(shí)施步驟為：(1)洞外錨固端施作：施工前沿隧道兩側(cè)施作樁或明梁等結(jié)構(gòu)作為錨索張拉端，并鉆設(shè)錨索孔；(2)洞內(nèi)結(jié)構(gòu)體系施作：隧道初期支護(hù)(300)施作后，將縱向連接件(210)、臨時(shí)支撐(100)、錨索(220)和洞外承力端(230)組裝完畢；(3)以錨代撐：先于洞外承力端施加設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，之后拆除該段的臨時(shí)支撐；(4)二次襯砌：該段完成以錨代撐后，施工防水板和二次襯砌。本發(fā)明方法一方面能夠保證暗挖大跨地鐵車站臨時(shí)支撐拆除期間的天窗期施工安全；另一方面通過控制隧道圍巖變形，解決隧道施工引起周邊建構(gòu)筑變形過大的問題，保證周邊環(huán)境的安全。
【專利說明】—種控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下工程施工領(lǐng)域，特別適用于暗挖大跨地鐵車站或淺埋隧道的圍巖變形控制問題。

【背景技術(shù)】
[0002]城市快速軌道交通系統(tǒng)是目前解決各大城市交通擁堵的必然選擇，其中一定數(shù)量的地鐵車站采用暗挖工法，跨度大、工序多、埋深淺、周邊環(huán)境復(fù)雜是其顯著特點(diǎn)。由于暗挖地鐵車站工程量大、施工效率慢，往往成為整條線路的控制性工程。地鐵車站一般位于人口聚集區(qū)，交通流量大，存在諸多重要的建(構(gòu))筑物，其抗變形能力不一，且破壞后果嚴(yán)重，所以合理控制隧道圍巖變形，是保證地鐵車站本體和周邊環(huán)境安全的關(guān)鍵。
[0003]對(duì)于淺埋暗挖大跨地鐵車站的圍巖變形控制主要通過調(diào)整開挖工法和支護(hù)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，一般來講，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、CRD法、CD法、臺(tái)階法、全斷面法對(duì)圍巖變形的控制效果逐步降低。開挖工法的變形控制機(jī)理主要利用的是臨時(shí)支撐的減跨效果，將大跨、大斷面隧道在施工期內(nèi)轉(zhuǎn)化成小跨、小斷面隧道，從而達(dá)到控制圍巖變形的目的。支護(hù)設(shè)計(jì)的變形控制機(jī)理一方面是改進(jìn)圍巖、提高其自承能力，另一方面是提高支護(hù)剛度和時(shí)效性，從而抑制圍巖變形。不論是變換開挖工法還是支護(hù)設(shè)計(jì)，均是在隧道內(nèi)采取相應(yīng)的措施，使狹小的隧道空間更加擁堵，從而影響施工效率。
[0004]目前巖土工程中廣泛采用的錨固技術(shù)，對(duì)控制一般隧道的圍巖變形有較好效果，但由于暗挖大跨地鐵車站埋深淺、上部圍巖強(qiáng)度低，導(dǎo)致錨固段無法提供足夠的錨固力，使其抑制圍巖變形的能力大幅降低，為了提升圍巖變形控制能力，保證地鐵車站本體和周邊環(huán)境安全，充分利用隧道埋深淺的特點(diǎn)，力圖對(duì)錨固技術(shù)有所突破。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，針對(duì)采用洞內(nèi)臨時(shí)支撐的暗挖大跨地鐵車站，本發(fā)明的目的是發(fā)明一種圍巖變形控制新方法，以滿足其施工安全和進(jìn)度要求，同時(shí)使之具有現(xiàn)場可行、效果可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下手段實(shí)現(xiàn):
[0007]一種控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法，用于采用暗挖工法施工的大跨地鐵車站或淺埋隧道等地下工程，以控制隧道圍巖變形，解決隧道施工引起周邊建構(gòu)筑變形過大的問題，其實(shí)施包含如下步驟:
[0008](I)根據(jù)隧道實(shí)際情況，借助地表空間，施作樁或梁等結(jié)構(gòu)作為外部錨索系統(tǒng)的承載結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)預(yù)留錨索孔；
[0009](2)從地表向隧道方向按設(shè)計(jì)參數(shù)鉆設(shè)錨索孔，至設(shè)計(jì)深度；
[0010](3)進(jìn)行隧道開挖后，將錨索從地表通過鉆孔放入隧道內(nèi)，并初步固定，進(jìn)行初期支護(hù)施作，之后通過縱向連接件將錨索、初期支護(hù)連接牢固；
[0011 ] (4)隧道施工防水板和二次襯砌前，先從地表對(duì)該段錨索進(jìn)行張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)值后再拆除該段的臨時(shí)支撐；此操作分段依次循環(huán)沿隧道縱向推進(jìn)。
[0012]各施工步驟具體按如下程序:
[0013](1)洞外錨固端施作:施工前沿隧道兩側(cè)施作樁或明梁等結(jié)構(gòu)作為錨索張拉端，并鉆設(shè)錨索孔；(2)洞內(nèi)結(jié)構(gòu)體系施作:隧道初期支護(hù)(300)施作后，將縱向連接件(210)、臨時(shí)支撐(100)、錨索(220)和洞外承力端(230)組裝完畢；(3)以錨代撐:先于洞外承力端施加設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，之后拆除該段的臨時(shí)支撐，全過程加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)反饋；(4) 二次襯砌:該段完成以錨代撐后，施工防水板和二次襯砌。
[0014]具體實(shí)施時(shí)，外部錨索系統(tǒng)的承載結(jié)構(gòu)不僅包括樁結(jié)構(gòu)，也包括地表縱梁、橫梁等其他承力結(jié)構(gòu)形式；洞內(nèi)固定端的連接件不僅僅指鋼板，也包括槽鋼、Η型鋼等連接方式。
[0015]本發(fā)明采用樁或梁等外部錨索承載結(jié)構(gòu)采用地表預(yù)先施作的方式，錨索孔采用從地表向隧道方向鉆設(shè)的方式，以減少對(duì)隧道內(nèi)施工的干擾，而且施工質(zhì)量易得到保證。洞內(nèi)連接必須采用縱向貫通的連接件，保證錨索系統(tǒng)與初期支護(hù)結(jié)構(gòu)形成整體。在臨時(shí)支撐拆除過程中，應(yīng)注重監(jiān)控量測并保證及時(shí)反饋，從而指導(dǎo)施工，保證安全。
[0016]采用本發(fā)明的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017](1)外部錨索系統(tǒng)的承力段和鉆孔施工主要在地表進(jìn)行，減少對(duì)隧道內(nèi)施工的干擾，保證施工質(zhì)量，具有較高的生產(chǎn)速率和作業(yè)自由度。
[0018](2)在內(nèi)部臨時(shí)支撐拆除后，外部錨索系統(tǒng)即時(shí)代替內(nèi)撐體系，起到支撐作用，消除傳統(tǒng)工法中臨時(shí)支撐拆除后的天窗期安全問題，避免圍巖變形的急劇發(fā)展，提升圍巖和結(jié)構(gòu)的安全性。
[0019](3)借助地表綠化帶、人行道等地表空間，降低地鐵施工對(duì)交通的影響，具有可行性強(qiáng)，干擾較低的特點(diǎn)，適用于城市地下工程施工。
[0020]【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0021]圖1是本圍巖變形控制體系的構(gòu)件組成圖
[0022]圖2是本圍巖變形控制體系的三維視圖

【具體實(shí)施方式】
:
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0024](1)根據(jù)隧道實(shí)際情況，借助地表綠化帶和人行道等空間，施作樁或梁等結(jié)構(gòu)作為外部錨索系統(tǒng)的承載結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)預(yù)留錨索孔；
[0025](2)從地表向隧道方向按設(shè)計(jì)參數(shù)鉆設(shè)錨索孔，至設(shè)計(jì)深度；
[0026](3)進(jìn)行隧道開挖后，將錨索從地表通過鉆孔放入隧道內(nèi)，并初步固定，進(jìn)行初期支護(hù)施作，之后通過縱向連接件將錨索、初期支護(hù)連接牢固，并施作洞內(nèi)臨時(shí)支撐，該過程要加強(qiáng)監(jiān)控量測工作；
[0027](4)隧道具備施工二次襯砌的條件后，先從地表對(duì)該段的錨索進(jìn)行張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)值后在拆除該段的臨時(shí)支撐，分段依次循環(huán)，并加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，保證施工安全。
【權(quán)利要求】
1.一種控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法，用于采用暗挖工法施工的大跨地鐵車站或淺埋隧道等地下工程，以控制隧道圍巖變形，解決隧道施工引起地表沉降和周邊建構(gòu)筑變形過大的問題，其實(shí)施包含如下步驟: (1)根據(jù)隧道實(shí)際情況，借助地表空間，施作樁或梁等結(jié)構(gòu)作為外部錨索系統(tǒng)的承載結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)預(yù)留錨索孔； (2)從地表向隧道方向按設(shè)計(jì)參數(shù)鉆設(shè)錨索孔，至設(shè)計(jì)深度； (3)進(jìn)行隧道開挖后，將錨索從地表通過鉆孔放入隧道內(nèi)，并初步固定，進(jìn)行初期支護(hù)施作，之后通過縱向連接件將錨索、初期支護(hù)連接牢固； (4)隧道施工防水板和二次襯砌前，先從地表對(duì)該段的錨索進(jìn)行張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)值后再拆除該段的臨時(shí)支撐；此操作分段依次循環(huán)沿工程和隧道縱向推進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法，其特征在于，各施工步驟具體按如下程序: (I)洞外錨固端施作:施工前沿隧道兩側(cè)施作樁或明梁等結(jié)構(gòu)作為錨索張拉端，并鉆設(shè)錨索孔；(2)洞內(nèi)結(jié)構(gòu)體系施作:隧道初期支護(hù)(300)施作后，將縱向連接件(210)、臨時(shí)支撐(100)、錨索(220)和洞外承力端(230)組裝完畢；(3)以錨代撐:先于洞外承力端施加設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，之后拆除該段的臨時(shí)支撐，全過程加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)反饋；(4) 二次襯砌:該段完成以錨代撐后，施工防水板和二次襯砌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之控制暗挖大跨地鐵車站圍巖變形的施工方法，其特征在于，外部錨索系統(tǒng)的承載結(jié)構(gòu)不僅包括樁結(jié)構(gòu)，也包括地表縱梁、橫梁等其他承力結(jié)構(gòu)形式；洞內(nèi)固定端的連接件不僅僅指鋼板，也包括槽鋼、H型鋼等連接方式。
【文檔編號(hào)】E21D9/00GK104405403SQ201410563406
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】孫克國, 仇文革, 許煒萍 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)