大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种施工方法，具体是一种大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法。
【背景技术】
[0002]地铁车站暗挖施工风险高、难度大，周边环境复杂，且一般均属于浅埋隧道，穿越地层自稳性差，施工中控制市政管线、周边建(构)筑物等沉降变形、确保施工安全是地铁车站暗挖施工的重中之重。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种大断面地铁车站暗挖施工方法，在穿越软弱地层、周边环境极为复杂的情况下，有效控制市政管线、周边建(构)筑物等沉降变形，确保地铁车站暗挖的施工安全。
[0004]本发明的技术方案如下:
大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法，包括有以下施工步骤:
(1)超前地质加固
①深孔注浆
车站暗挖段拱部采用深孔注浆方式加固，加固范围为初衬外轮廓向外2.5米、向内1.0米，深孔注浆采用超细水泥-水玻璃浆液，超细水泥浆与水玻璃浆配比应为1:1?1:0.6之间，注浆压力按0.5?IMPa控制，注浆孔环向间距不大于0.6m，注浆扩散半径不小于0.7m，加固后土体无侧限抗压强度0.4MPa，渗透系数< 10_6cm/d ；
②超前大管棚
洞口两端1m范围采用Φ 108X8大管棚加固，环向间距400mm，仰角控制在1°左右，相邻管棚接头搭接距离不小于lm，钻孔的外插角允许偏差为5%。;钻孔应由高孔位向低孔位进行；每打设一根管棚后立即注入M30水泥砂浆紧密填充，增加管棚的刚度和强度；
③超前小导管
采用42X3.25小导管，拱顶小导管环向间距0.3m，每榀设置，单根长度2.0m，外插角10?20°，小导管注浆作为深孔注浆死角或注浆效果不理想区域的补偿注浆，浆液材料采用超细水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.3?0.5MPa，注浆量、配比同深孔注浆，注浆扩散半径不小于0.25m，注浆结束后，必须对注浆效果进行检查，并对注浆的薄弱部位，重新补充注浆；
(2)柱洞法施工
第一步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖左右侧柱导洞上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环； 第二步:柱导洞所有导洞贯通后，先后施作底板主梁、钢管柱及顶板主梁等二次衬砌结构；
第三步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖中跨上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环，并在顶板主梁间设置临时支撑；第四步:中跨导洞贯通后，先后分段施作顶板及底板二次衬砌结构；
第五步:超前支护后，错开3~5m台阶长度依次开挖边跨上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环；
第六步:边跨导洞贯通后，先后分段施作拱墙及底板二次衬砌结构。
[0005]本发明的大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法，大断面暗挖地铁车站，车站暗挖段为单层三跨拱形曲墙结构，开挖宽度为22.6m，高度为9.67m，埋深约9.37m，地质为粉细砂层，暗挖车站主要穿越地层为粉细砂层；柱洞法施工采用柱洞法施工，先施工2个柱洞，再施工中部扣拱，最后施工两侧边洞，共分为15个导洞施工；穿越高架桥车站暗挖段侧穿高架桥粧。车站穿越石家庄市西二环路高架桥，与桥墩粧基最小净距为7.62m，西二环高架桥梁跨中山西路段为45m简支叠合梁，桥粧直径Φ 1200，长度31m。下穿大量重要市政管线。暗挖车站下穿大量市政管线，控制性管线主要有:①DN1800玻璃钢电力管，管内底埋深约8.7m，距暗挖车站拱顶最小净距约0.4m ;@DN500煤气管，保护套管顶部埋深约5?6m，距暗挖车站拱顶最小净距约2.6m 1800X2000雨水方沟，管内底埋深约4.2m，距暗挖车站拱顶最小净距约5.0m DN500污水管，管内底埋深约2.9m，距暗挖车站拱顶最小净距约6.3m DN1800污水管及DN1800雨水管，管内底埋深约7.0m,距暗挖车站拱顶最小净距约2.0m DN1000上水管，管顶埋深约3.2m，距暗挖车站拱顶最小净距约 4.9mο
[0006]本发明在穿越软弱地层、周边环境极为复杂的情况下，有效控制市政管线、周边建(构)筑物等沉降变形，确保地铁车站暗挖的施工安全。
【附图说明】
[0007]图1为本发明超前加固地层立面图。
【具体实施方式】
[0008]参见附图，大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法，包括有以下施工步骤:
(I)超前地质加固
①深孔注浆
车站暗挖段拱部采用深孔注浆方式加固，加固范围为初衬外轮廓向外2.5米、向内1.0米，深孔注浆采用超细水泥-水玻璃浆液，超细水泥浆与水玻璃浆配比应为1:1?1:0.6之间，注浆压力按0.5~lMPa控制，注浆孔环向间距不大于0.6m，注浆扩散半径不小于0.7m，加固后土体无侧限抗压强度0.4MPa，渗透系数< 10_6cm/d ；
②超前大管棚
洞口两端1m范围采用Φ 108X8大管棚加固，环向间距400mm，仰角控制在1°左右，相邻管棚接头搭接距离不小于lm，钻孔的外插角允许偏差为5%。;钻孔应由高孔位向低孔位进行；每打设一根管棚后立即注入M30水泥砂浆紧密填充，增加管棚的刚度和强度；
③超前小导管
采用42X3.25小导管，拱顶小导管环向间距0.3m，每榀设置，单根长度2.0m，外插角10?20°，小导管注浆作为深孔注浆死角或注浆效果不理想区域的补偿注浆，浆液材料采用超细水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.3?0.5MPa，注浆量、配比同深孔注浆，注浆扩散半径不小于0.25m，注浆结束后，必须对注浆效果进行检查，并对注浆的薄弱部位，重新补充注浆；
(2)柱洞法施工
第一步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖左右侧柱导洞上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环；
第二步:柱导洞所有导洞贯通后，先后施作底板主梁、钢管柱及顶板主梁等二次衬砌结构；
第三步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖中跨上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环，并在顶板主梁间设置临时支撑；第四步:中跨导洞贯通后，先后分段施作顶板及底板二次衬砌结构；
第五步:超前支护后，错开3~5m台阶长度依次开挖边跨上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环；
第六步:边跨导洞贯通后，先后分段施作拱墙及底板二次衬砌结构。
【主权项】
1.大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法，其特征在于:包括有以下施工步骤: (1)超前地质加固 ①深孔注浆 车站暗挖段拱部采用深孔注浆方式加固，加固范围为初衬外轮廓向外2.5米、向内1.0米，深孔注浆采用超细水泥-水玻璃浆液，超细水泥浆与水玻璃浆配比应为1:1?1:0.6之间，注浆压力按0.5?IMPa控制，注浆孔环向间距不大于0.6m，注浆扩散半径不小于0.7m，加固后土体无侧限抗压强度0.4MPa，渗透系数< 10_6cm/d ； ②超前大管棚 洞口两端1m范围采用Φ 108X8大管棚加固，环向间距400mm，仰角控制在1°左右，相邻管棚接头搭接距离不小于lm，钻孔的外插角允许偏差为5%。;钻孔应由高孔位向低孔位进行；每打设一根管棚后立即注入M30水泥砂浆紧密填充，增加管棚的刚度和强度； ③超前小导管 采用42X3.25小导管，拱顶小导管环向间距0.3m，每榀设置，单根长度2.0m，外插角10?20°，小导管注浆作为深孔注浆死角或注浆效果不理想区域的补偿注浆，浆液材料采用超细水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.3?0.5MPa，注浆量、配比同深孔注浆，注浆扩散半径不小于0.25m，注浆结束后，必须对注浆效果进行检查，并对注浆的薄弱部位，重新补充注浆； (2)柱洞法施工 第一步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖左右侧柱导洞上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环； 第二步:柱导洞所有导洞贯通后，先后施作底板主梁、钢管柱及顶板主梁等二次衬砌结构； 第三步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖中跨上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环，并在顶板主梁间设置临时支撑； 第四步:中跨导洞贯通后，先后分段施作顶板及底板二次衬砌结构； 第五步:超前支护后，错开3?5m台阶长度依次开挖边跨上、中、下三层导洞，锚、喷、网、钢拱架联合支护，临时支护、临时仰拱支护，尽快成环； 第六步:边跨导洞贯通后，先后分段施作拱墙及底板二次衬砌结构。
【专利摘要】本发明提供一种大断面暗挖地铁车站在粉细砂层中穿越高架桥柱洞法施工方法，在施工中，按照以下施工步骤进行：（1）超前地质加固：①深孔注浆；②超前大管棚；③超前小导管；（2）柱洞法施工：①柱导洞施工；②中跨导洞施工；③边跨导洞施工。本发明已在石家庄市城市轨道交通1号线一期工程长城桥车站暗挖施工中得到应用，有效控制了市政管线、周边建（构）筑物等沉降变形，确保地铁车站暗挖的施工安全。
【IPC分类】E21D9-00, E02D3-12, E02D3-00, E02D3-08, E21D11-00
【公开号】CN104612696
【申请号】CN201410713317
【发明人】刘文兵, 桂金本, 蒋阳春, 匡建国, 马海贤, 张伟, 赵红飞, 朱善美, 张志磊, 黄景新, 罗彬
【申请人】中铁四局集团有限公司, 中国中铁股份有限公司, 中铁四局集团第四工程有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月28日