明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法与流程

本发明涉及地铁建造技术领域，特别是涉及一种明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法。

背景技术：

目前明挖法车站及盾构法隧道是地铁设计中最常用的结合方式。由于受到地面既有建筑物、地下密集管线以及地面繁忙交通等诸多因素的影响，暗挖法在地下结构中应用得越来越广泛。在实际工程中，地铁暗挖隧道一般采用净跨6～8m的马蹄型单洞形式，其优点是跨度小、结构受力安全且车站明挖结构与暗挖隧道的接口易于处理。随着城市地铁的高速发展，多线并行的大跨度隧道将越来越多。相比于小跨度单洞暗挖隧道，车站明挖结构与大跨度双洞暗挖隧道的接口设计更为复杂，两种受力模式不同的结构在接口处容易出现变形不协调和应力集中，仍采用传统的工艺会导致施工难度大，而且安全性较差。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种可提高安全性的明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法。

其技术方案如下：

一种明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法，包括以下步骤：

在车站明挖基坑内设置钻孔灌注桩、车站主体侧墙及砼支撑梁；

在所述车站主体侧墙内设置环框梁；

在所述车站主体侧墙内暗挖隧道位置处设置第一洞口环梁，在所述第一洞口环梁内设置素砼墙；

待所述环框梁及所述第一洞口环梁达到预设砼强度百分比时，拆除所述砼支撑梁并破除所述素砼墙；

在所述第一洞口环梁围成的区域内开挖隧道正洞；

在所述隧道正洞内设置隧道初支结构和隧道二衬砼结构。

上述明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法，通过先施工钻孔灌注桩，然后逐层开挖、及时加设砼支撑梁等工序开挖到明挖车站基坑底，然后由下到上依次施工车站底板、侧墙、中板及顶板，顶板和中板预留盾构孔方便盾构机吊入或吊出，同时顶板和中板开洞处周边设置相应的环框梁，车站主体侧墙内设置洞口环梁，环框梁与第一洞口环梁承受车站明挖基坑外的水平水土压力，待环框梁和第一洞口环梁达到预设砼设计强度时拆除对应的砼支撑梁，隧道开挖前先凿除主体侧墙内临时封堵的素砼墙，后再凿除钻孔灌注桩进行隧道正洞开挖。

在其中一个实施例中，上述在所述第一洞口环梁围成的区域内开挖隧道正洞之前，还包括以下步骤：

在所述车站明挖基坑内开挖隧道中导洞；

在所述隧道中导洞内建造隧道中隔墙。

在其中一个实施例中，上述在所述第一洞口环梁围成的区域内开挖隧道正洞，具体包括以下步骤：

在所述第一洞口环梁围成的区域内均依次开挖隧道正洞一区、隧道正洞二区、隧道正洞三区及隧道正洞四区，所述隧道正洞一区位于所述隧道正洞二区的上方，所述隧道正洞三区位于所述隧道正洞四区的上方。

在其中一个实施例中，上述在所述第一洞口环梁围成的区域内开挖隧道正洞，具体包括以下步骤：

利用台阶法施工所述隧道中导洞；

利用crd法施工隧道正洞。

在其中一个实施例中，上述在所述车站明挖基坑内开挖隧道中导洞之前，还包括以下步骤：

破除所述第一洞口环梁围成的区域内对应的素砼墙和钻孔灌注桩。

在其中一个实施例中，所述预设砼强度百分比为100％。

在其中一个实施例中，上述在所述车站主体侧墙内设置第一洞口环梁，还包括以下步骤：

将所述第一洞口环梁的主筋分别锚入所述车站中板、中板纵梁、底板及位于所述中板与所述底板之间的连接柱。

在其中一个实施例中，所述环框梁的主筋锚入所述第一洞口环梁内。

在其中一个实施例中，上述在所述第一洞口环梁围成的区域内开挖隧道正洞时，还包括以下步骤：

在所述第一洞口环梁内浇筑第二洞口环梁。

在其中一个实施例中，上述在所述第一洞口环梁内浇筑第二洞口环梁，具体包括以下步骤：

在所述隧道正洞内浇筑隧道二衬砼结构，所述第二洞口环梁主筋锚入所述底板纵梁及所述连接柱内，所述隧道二衬砼结构主筋锚入所述第二洞口环梁内，所述第二洞口环梁与所述隧道二衬砼结构浇筑成整体。

附图说明

图1为本发明实施例所述的明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的车站明挖基坑内破除素砼墙前的剖面图；

图3为本发明实施例所述的车站明挖基坑内的正视图；

图4为本发明实施例所述的开挖隧道横向施工工序的示意图；

图5为本发明实施例所述的开挖隧道纵向施工工序的示意图。

附图标记说明：

100、车站明挖基坑，210、钻孔灌注桩，211、主体侧墙，220、砼支撑梁，221、第一砼支撑梁，222、第二砼支撑梁，223、第三砼支撑梁，230、顶板，240、中板，240a、第一中板，240b、第二中板，241、中板纵梁，250、底板，251、底板纵梁，260、连接柱，300、环框梁，310、第一环框梁，320、第二环框梁，330、第三环框梁，410、第一洞口环梁，420、第二洞口环梁，500、素砼墙，600、隧道正洞，610、隧道正洞一区，620、隧道正洞二区，630、隧道正洞三区，640、隧道正洞四区，700、隧道中导洞，701、隧道中导洞一区，702、隧道中导洞二区，710、隧道中隔墙，810、小导管，820、注浆锚杆，900、隧道初支结构，910、初支钢筋格栅，911、临时钢架，920、隧道二衬砼结构，1000、掌子面。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本具体实施例中，上述明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法主要用于地铁明挖车站大里程端与隧道正洞的接口处的施工，在其他实施例中，上述明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法也可用于其他地下明挖结构与暗挖隧道接口处的施工。

如图1至图3所示，一实施例公开了一种明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法，包括以下步骤：

s10、在车站明挖基坑100内设置钻孔灌注桩210、车站主体侧墙211及砼支撑梁220；

s20、在车站主体侧墙211内设置环框梁300；

s30、在车站主体侧墙211内暗挖隧道位置处设置第一洞口环梁410，在第一洞口环梁410内设置素砼墙500；

s40、待环框梁300及第一洞口环梁410达到预设砼强度百分比时，拆除砼支撑梁230并破除素砼墙500；

s50、在第一洞口环梁410围成的区域内开挖隧道正洞600；

s60、在隧道正洞600内设置隧道初支结构900和隧道二衬砼结构920。

具体地，上述明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法，明挖车站与暗挖隧道接口处设盾构井，明挖车站采用钻孔灌注桩210与砼支撑梁220结合的支护形式，通过先施工钻孔灌注桩210，然后逐层开挖、及时加设砼支撑梁220等工序开挖到明挖车站基坑100底，然后由下到上依次施工车站底板250、侧墙211、中板240及顶板230，顶板230和中板240预留盾构孔方便盾构机吊入或吊出，同时顶板230和中板240开洞处周边设置相应的环框梁300，车站主体侧墙211内设置第一洞口环梁410，环框梁300与第一洞口环梁410共同承受车站明挖基坑100外的水平水土压力，待环框梁300和第一洞口环梁410达到预设砼设计强度时拆除对应的砼支撑梁220，隧道开挖前先凿除主体侧墙211内临时封堵的素砼墙500，后再凿除钻孔灌注桩210进行隧道正洞600开挖。

通过上述明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法，能减少明挖车站及暗挖隧道接口处的不均匀沉降，保证工程的结构安全性，同时施工方便。此外，通过拆除砼支撑梁220，可方便后续盾构机的吊进与吊出。

在其中一个实施例中，钻孔灌注桩210为插入地面的钢筋混凝土结构，砼支撑梁220为沿水平方向设置的多根钢筋混凝土梁，钻孔灌注桩210靠设车站明挖基坑100的侧壁，砼支撑梁220与钻孔灌注桩210连接。此时可形成明挖车站基坑的围护结构，防止发生塌陷或滑坡等。

在其中一个实施例中，如图2及图3所示，砼支撑梁220包括第一砼支撑梁221、第二砼支撑梁222及第三砼支撑梁223，车站主体侧墙211由上到下依次设有顶板230、第一中板240a、第二中板240b及底板250，环框梁300包括第一环框梁310、第二环框梁320及第三环框梁330，第一环框梁310在顶板230位置处设置并与顶板230连接，第一环框梁310设于第一砼支撑梁221的下方，第二环框梁320在第一中板240a位置处设置并与第一中板240a连接，第二环框梁320设于第二砼支撑梁222的下方，第三环框梁330在第二中板240b位置处设置并与第二中板240b连接，第三环框梁330设于第三砼支撑梁223的下方。

可选地，车站主体侧墙211与多层楼板连接，形成车站内的多层结构，由上到下依次为顶板230、中板240及底板250，其中，中板240也可为单层或至少三层。

具体地，当第一洞口环梁410、第二环框梁320及第一环框梁310达到预设砼设计强度时，分别拆除对应的第三砼支撑梁223、第二砼支撑梁222及第一砼支撑梁221。

在其中一个实施例中，预设砼强度百分比为100％。此时环框梁300及第一洞口环梁410的强度较大，可较好的承受水平水土压力。

在其中一个实施例中，如图3所示，上述在车站主体侧墙内211内暗挖隧道位置处设置第一洞口环梁410，还包括以下步骤：

将第一洞口环梁410的主筋分别锚入车站主体侧墙211的中板240、中板纵梁241、底板250及位于中板240与底板250之间的连接柱260内。

此时第一洞口环梁410与车站主体侧墙211、中板240、中板纵梁241、底板250及连接柱260连接，上述结构能共同受力，提高了结构的整体安全性。

在其中一个实施例中，如图2及图3所示，第三环框梁330的纵筋锚入第一洞口环梁410内。此时第三环框梁330与第一洞口环梁410连接，在拆除第三砼支撑梁220后，第三环框梁330与第一洞口环梁410能协同承受水平水土压力。

具体地，明挖车站结构砼达到100％设计强度后，开挖暗挖隧道。

当暗挖隧道开挖时，结合暗挖隧道开挖步骤，依次破除与隧道正洞一区610、隧道正洞二区620、隧道正洞三区630及隧道正洞四区640对应的车站主体侧墙211内的素砼墙500和钻孔灌注桩210。接着利用台阶法施工隧道中导洞700，再利用crd法施工左、右线隧道正洞600。

在其中一个实施例中，如图3所示，凿除上述钻孔灌注桩210后，采用三榀暗挖隧道初支钢筋格栅910并排加强洞口，且被凿除钻孔灌注桩210的主筋与上述暗挖隧道初支钢筋格栅910焊接成一个整体。

如图2及图3所示，当暗挖隧道开挖后，在第一洞口环梁410内浇筑第二洞口环梁420，具体包括以下步骤：

第二洞口环梁420主筋锚入底板纵梁251和连接柱260内，隧道二衬砼结构920的主筋锚入第二洞口环梁420内，第二洞口环梁420与隧道二衬砼结构920一并浇筑成一个整体。

此时第二洞口环梁420、底板纵梁251、连接柱260与隧道二衬砼结构920可协同承压，承载能力强，可减少沉降。

在其中一个实施例中，如图4及图5所示，利用台阶法施工隧道中导洞700，再crd法施工隧道正洞600，具体包括以下施工开挖步骤：

①隧道中导洞700拱部加密施工小导管810和注浆锚杆820，可防止隧道中导洞700的拱部塌方。

②开挖隧道中导洞一区701土体，施作该区域暗挖隧道初支钢筋格栅910和临时钢架911，开挖隧道中导洞二区702土体，施作该区域暗挖隧道初支结构900，隧道中导洞一区701和隧道中导洞二区702的初支结构连接成整体。

③从下到上施工隧道中隔墙710。

④隧道正洞一区610拱部加密施工小导管810和注浆锚杆820，可防止隧道正洞一区610的拱部塌方。

⑤开挖隧道正洞一区610土体，施作该区域暗挖隧道初支钢筋格栅910和临时钢架911，开挖隧道正洞二区620土体，施作该区域暗挖隧道初支结构900，隧道正洞一区610和隧道正洞二区620初支结构连接成整体。

⑥隧道正洞三区630拱部加密施工小导管810和注浆锚杆820，可防止隧道正洞三区630的拱部塌方。

⑦开挖隧道正洞三区630土体，施作该区域暗挖隧道初支钢筋格栅910和临时钢架911，开挖隧道正洞四区640土体，施作该区域暗挖隧道初支结构900，隧道正洞三区630和隧道正洞四区640初支结构连接成整体。

⑧及时施工隧道二衬砼结构920，依次有序跳槽拆除隧道中导洞700和隧道正洞600的初支结构900。

上述暗挖隧道开挖步骤中，隧道中导洞一区701位于隧道中导洞二区702的上方，隧道正洞一区610位于隧道正洞二区620的上方，隧道正洞三区630位于隧道正洞四区640的上方。

上述暗挖隧道开挖步骤中，隧道中导洞700中土体开挖面积较小，结构布置简单且安全性较好。

上述暗挖隧道开挖步骤中，可选地，拱部位置不限于设置小导管810，也可设置管棚等。

上述暗挖隧道开挖步骤中，施作暗挖隧道初支钢筋格栅910和临时钢架911后需以喷射的方式浇筑一定厚度的砼。

上述暗挖隧道开挖步骤中，如图4所示，隧道中导洞700各上下分区和隧道正洞600各上下分区之间设置的临时钢架911可作为施工工作平台，隧道二衬砼结构920施工前，依次跳槽拆除。

上述暗挖隧道开挖步骤中，通过开挖隧道中导洞700，可用于建造隧道中隔墙710，隧道中隔墙710的两端分别抵设隧道中导洞700的顶侧及底侧，作为左、右线两隧道正洞600的分隔墙及支撑结构。

上述暗挖隧道开挖步骤中，如图4所示，隧道中隔墙710的两侧面均为内凹的弧形面，方便与两隧道正洞600的隧道二衬砼结构920形成完整的暗挖隧道内壁，且此时结构合理，支撑稳定。

上述暗挖隧道开挖步骤中，如图4所示，暗挖隧道左右两隧道正洞600相对应区域土体开挖进度相同，可减少暗挖隧道受力不均，防止出现安全事故。

上述暗挖隧道开挖步骤中，如图5所示，为保证暗挖隧道的安全，先开挖暗挖隧道与后开挖暗挖隧道掌子面1000应有一定的距离，即隧道中导洞一区701、隧道中导洞二区702和隧道正洞一区610、隧道正洞二区620、隧道正洞三区630、隧道正洞四区640等区域土体开挖掌子面1000沿暗挖隧道纵向应有一定距离，从而减少同一断面的土体开挖面积，有效保证隧道结构安全。

具体地，上述“锚入”的钢筋锚固长度均不少于50d，d为受力钢筋的公称直径。

可选地，隧道正洞600中每一单洞的净宽为9m～10m，净高为7m～8m。上述尺寸的隧道正洞600其跨度较大，因此采用上述明挖车站与大跨度双联拱暗挖隧道接口处的施工方法，有利于防止发生不均匀沉降等问题，提高安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。