一種大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法與流程
2023-05-20 20:17:22
本發明涉及地鐵施工技術領域，特別是涉及一種大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法。
背景技術：
在城市地鐵施工時，地鐵暗挖車站一般都會與區間隧道同時施工，但暗挖大斷面地鐵車站時由於斷面大、施工難度大，施工進度會落後於區間隧道。因此，當區間隧道與車站斷面交貫時，選擇合適的貫通技術與貫通時機成為關鍵問題。
目前，在隧道大斷面與小斷面連接貫通處施工方法以小斷面漸變過渡到大斷面方式為主。雖然該方法施工工期較短，但小斷面隧道擴挖大斷面隧道對圍巖擾動大，施工難度大，易坍塌致災，施工風險大。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法，以解決上述現有技術存在的問題，在區間隧道預留出安全距離，並對貫通處進行有效加固，對圍巖擾動小，降低了施工風險，保證了施工安全。
為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：
本發明提供一種大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法，包括如下步驟：
一、施工準備，進行超前地質預報並據此判斷大斷面地鐵車站與區間隧道開挖所需工法；
二、開始施工，根據所需工法，對大斷面地鐵車站與區間隧道同時施工挖掘；
三、預留貫通段，將大斷面地鐵車站按所需工法開挖至車站端頭；將區間隧道按所需工法開挖至至車站端頭5～10m時，區間隧道的掌子面停止向前掘進；
四、端頭加固，對所述車站端頭、區間隧道和預留貫通段進行加固；
五、貫通大斷面地鐵車站與區間隧道，在車站端頭處開挖區間隧道預留的5～10m，直至貫通地鐵車站與區間隧道。
可選的，步驟二中所述區間隧道施工具體包括如下步驟：
a、根據實際情況將區間隧道合理的分區分塊，並施作拱部超前支護；
b、分區分塊開挖隧道，並及時施作系統徑向錨杆和臨時鋼拱架；
c、待掌子面向前推進距第一榀鋼拱架約30m時，拆除一榀鋼拱架，並及時在相應位置施作二次襯砌拱牆和仰拱；
d、循環步驟a、b、c直至掌子面距車站端頭5～10m的位置，掌子面停止向前掘進。
可選的，步驟二中所述大斷面地鐵車站施工具體包括如下步驟：
a、根據實際情況將大斷面地鐵車站合理的分區分塊，並施作拱部超前支護；
b、分區分塊開挖大斷面地鐵車站，並及時施作系統徑向錨杆和臨時鋼拱架；
c、待掌子面向前推進距第一榀鋼拱架約30m時，拆除一榀鋼拱架，並及時在相應位置施作二次襯砌拱牆和仰拱；
d、循環步驟a、b、c直至掌子面掘進至車站端頭位置，掌子面停止向前掘進。
可選的，所述區間隧道和大斷面地鐵車站施工還分別包括步驟e、按順序拆除已開挖區域所有臨時鋼拱架，並及時施作鎖腳錨杆、二次襯砌拱牆和仰拱，直至已開挖區域二次襯砌全部施作完成。
可選的，上述所述步驟五具體包括：
1)、施作大斷面地鐵車站端頭斷面初期支護，掛鋼筋網並噴射混凝土；
2)、在大斷面地鐵車站端頭斷面處沿區間隧道設計輪廓線，並在輪廓線3m範圍內施作兩排拱部超前支護；
3)、分區分塊開挖預留貫通段，並及時施作系統徑向錨杆和臨時鋼拱架；
4)、完成大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道的貫通。
可選的，所述拱部超前支護採用超前錨杆或超前小鋼管均勻設置於圍巖上，且與所述圍巖徑向斷面垂直。
可選的，在所述大斷面地鐵車站和所述區間隧道周圍的圍巖處進行注漿加固。
可選的，所述徑向錨杆均勻分布於圍巖四周，且分別垂直於圍巖軸向斷面。
本發明提供的大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法，與現有技術相比具有以下技術效果：
1、適應性強；本發明能夠適應各種複雜地質條件，特別是在軟弱圍巖等各種複雜地質條件下，效果尤為顯著。
2、安全性高；傳統的以小斷面漸變過渡到大斷面方式為主的施工方法對圍巖擾動大，施工難度大，易坍塌致災，施工風險大。本發明首先在區間隧道預留出安全距離，並對貫通處進行有效加固，然後以大斷面過渡到小端面的方式施工。有效的解決了傳統貫通施工方法對圍巖擾動大，施工風險高等問題，保證了施工安全。
3、成本低；本發明施工難度低，減少了人員、機械以及施工方法調整的繁瑣性，降低了施工成本。
4靈活性好；本發明可根據圍巖實際情況，靈活的調整車站端頭斷面與預留待貫通區的支護方式。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖；
圖1為本發明大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工流程示意圖；
圖2為本發明大斷面暗挖地鐵車站端頭橫斷面示意圖；
圖3為本發明區間隧道施工橫斷面示意圖；
圖4為本發明大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工縱剖面示意圖；
附圖標記說明：1為系統徑向錨杆、2為拱部超前支護、3為拱牆、4為仰拱、5為臨時鋼拱架、6為暗挖車站端頭斷面、7為掌子面、8為圍巖、9為區間隧道設計輪廓線、10為鎖腳錨杆、11為車站端頭斷面初期支護。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的目的是提供一種大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法，以解決上述現有技術存在的問題，在區間隧道預留出安全距離，並對貫通處進行有效加固，對圍巖擾動小，降低了施工風險，保證了施工安全。
本發明提供的大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法，包括如下步驟：
一、施工準備，進行超前地質預報並據此判斷大斷面地鐵車站與區間隧道開挖所需工法；
二、開始施工，根據所需工法，對大斷面地鐵車站與區間隧道同時施工挖掘；
三、預留貫通段，將大斷面地鐵車站按所需工法開挖至車站端頭；將區間隧道施工至車站端頭5～10m時，掌子面停止向前掘進；
四、端頭加固，對所述車站端頭、區間隧道和預留貫通段進行加固；
五、貫通大斷面地鐵車站與區間隧道，在車站端頭處開挖區間隧道預留的5～10m，直至貫通地鐵車站與區間隧道。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
本發明提供的大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法的具體施工流程如圖1所示；首先，進行施工準備，超前地質預報，並判斷工況，依此確定大斷面地鐵車站與區間隧道各自開挖所需工法；大斷面地鐵車站與區間隧道同時開挖，開挖前分別對要挖處進行超前預支護，之後分步驟快速開挖，挖過的部分及時進行初級支護和二次襯砌。其中，區間隧道開挖至距車站端頭5～10m處，掌子面停止掘進；而大斷面地鐵車站段一直開挖到車站端頭，之後封閉車站端頭，並在車站端頭對區間隧道設計輪廓線周圍加強超前預支護，之後沿區間隧道設計輪廓線開挖區間隧道直至區間隧道預留掌子面處；此時，完成施工，實現了大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道的貫通。
在上述施工過程中，沿區間隧道設計輪廓線開挖區間隧道直至區間隧道預留掌子面處，開挖前先加強超前預支護，之後分步快速開挖，邊挖邊對挖過的區域進行初級支護和二次襯砌。
具體的，如圖2所示，本發明大斷面暗挖地鐵車站具體施工流程為：a、根據實際情況將區間隧道合理的分區分塊，施作拱部超前支護2；b、運用合理的施工工序分區分塊開挖地鐵車站，並及時施作系統徑向錨杆1和臨時鋼拱架5；c、待掌子面向前推進距第一榀臨時鋼拱架5約30m時，拆除一榀臨時鋼拱架5，並及時在相應位置施作二次襯砌拱牆3和仰拱4；d、循環a、b、c三個步驟直至掌子面7掘進至車站端頭，形成大斷面暗挖地鐵車站端頭斷面6，按順序拆除臨時鋼拱架5，並及時施作鎖腳錨杆10和二次襯砌拱牆3、仰拱4，直至地鐵車站二次襯砌全部施作完成。
如圖3所示，本發明區間隧道挖掘施工流程為：a、根據實際情況將區間隧道合理的分區分塊，施作拱部超前支護2；b、運用合理的施工工序分區分塊開挖，並及時施作系統徑向錨杆1和臨時鋼拱架5；c、待掌子面向前推進距第一榀臨時鋼拱架5約30m時，拆除一榀臨時鋼拱架5，並及時在相應位置施作二次襯砌拱牆3和仰拱4；d、循環a、b、c三個步驟直至掌子掘進至車站端頭，按順序拆除臨時鋼拱架5，並及時施作鎖腳錨杆10和二次襯砌拱牆3、仰拱4，直至地鐵車站二次襯砌全部施作完成。
如圖4所示，本發明大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工流程為：a、施作車站端頭斷面初期支護11，掛鋼筋網並噴射混凝土，若圍巖8條件較差，還應進行注漿加固；b、在車站端頭斷面處沿區間隧道設計輪廓線9，在其3m範圍內施作兩排拱部超前支護2，若圍巖8條件較差，應進行注漿加固或採用其他加固方式；c、根據實際情況將區間隧道合理的分區分塊；d、運用合理的施工工序，分區分塊開挖區間隧道待貫通區域，並及時施作系統徑向錨杆1和臨時鋼拱架5；e、開挖過程中，加強實時監控量測並及時反饋，及時調整支護方式，確保貫通處安全施工。f、開挖至掌子面7，完成大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道的貫通。
本發明提供的大斷面暗挖地鐵車站與區間隧道貫通施工方法，適應性強；能夠適應各種複雜地質條件和環境條件，特別是在軟弱圍巖等各種複雜地質條件下，效果尤為顯著。安全性高；傳統的以小斷面漸變過渡到大斷面方式為主的施工方法對圍巖擾動大，施工難度大，易坍塌致災，施工風險大。本發明首先在區間隧道預留出安全距離，並對貫通處進行有效加固，然後以大斷面過渡到小斷面的方式施工。有效的解決了傳統貫通施工方法對圍巖擾動大，施工風險高等問題，保證了施工安全。成本低；本發明施工難度低，減少了人員、機械以及施工方法調整的繁瑣性，降低了施工成本。靈活性好；本發明可根據圍巖實際情況，靈活的調整暗挖車站端頭斷面與預留待貫通區的支護方式。
本說明書中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。