大空间无梁柱全格栅拱架的地铁车站支护结构的制作方法

本实用新型涉及大空间无梁柱全格栅拱架的地铁车站支护的技术领域，特别是一种新型地下结构支护。

背景技术：

目前的隧道等地下工程支护主要有装配式和现浇式，但在整个支护过程中都需要出动大型仪器和工具车，并在整个支护周期较长，投资较大。在地铁车站的建设中主要以框架结构为主，需要中柱来构成结构，并且是主要支撑构件，但中柱在不可抗拒力的作用下很容易受到破坏，导致整个结构发生倒塌。

普通地铁车站采用混凝土和钢筋作为主要材料，并且大多数以预制构件，运送到施工地点，整个地下构件非常重，运输困难而且运输成本高。此外，现有的支护结构如：现浇式施工周期长，施工场地大，严重影响交通，支撑浇筑和养护时间长，维护结构处于无支撑的暴露时间长。装配式施工要求测量准确，放线精准，时间久之后结构密封性降低。因此现有的地铁车站施工不宜采用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于改进现有技术的缺点，提供一种重量轻，强度高，施工简单，快速高效的大空间无梁柱全格栅拱架的地铁车站支护结构。

一种大空间无梁柱全格栅拱架的地铁车站支护结构，它包括曲杆拱架结构、表面封层和砂土，曲杆拱架结构由多根预制构件组装而成，所述曲杆拱架结构具有构件节点，构件节点以钢筋抱箍固定；曲杆拱架结构上设置表面封层，表面封层外覆盖砂土，所述的表面封层是由钢筋网片和混凝土构成，表面封层是防水层。

砂土外周界面为建筑界限，

本实用新型的施工方法：

首先，预制杆件在工厂浇筑成型，所有杆件都是固定长度的长直杆件，运输方便简单。然后放线，定位每根杆件的具体位置及高程，架设辅助杆件，控制杆件的角度，一榀拱架架设完毕之后，调节调紧螺母，并留有一定程度的空隙，当完成一个单位的曲杆拱架结构之后调紧该组的调节螺母，每个节点处加加固构件，构件节点以钢筋抱箍固定。完成所有的曲杆拱架结构之后，在曲杆拱架结构上铺设钢筋并且进行绑扎形成钢筋网片，内部支模喷射水泥砂浆、抹平、外部支模灌注混凝土，制作表面封层即防水层，混凝土达到一定强度之后，进行基坑回填砂土，保证砂土的密实度。整个工作完成后，车站内壁喷射混凝土，水泥砂浆抹平。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型重量轻、强度高，采用工厂预制模块，现场组装方式，提高施工效率，减少施工周期。结构表面的封层采用现浇式，提高结构的整体性，抗侧移能力。对于高度，跨度较大的预制装配式支护结构，无论从运输，施工的难易程度，以及装配成型及维修，均能取得极大经济效益。

2.所有曲杆的构件节点处都为大角度钝角，受力最大的点处于节点处，而节点受力发生位移的方向是垫层的方向，其力通过垫层，配置砂土层，围岩分散抵消。并且整个结构不会因为外部受到挤压而向内部靠拢。

3.结构顶部的围岩压力，或地面超载，可以通过曲杆结构两侧的配置砂土直接传递到结构底部，也可以通过配置砂土层传递到垫层，通过结构传递到结构底部，也可以分散到侧壁，靠侧壁抵消。侧向围岩压力可通过上部压力进行抵消，也可以传递到结构上部对上部荷载起支撑作用，使整个结构处于压力平衡状态，避免应力集中，保护结构。

4.整个结构最外层是砂土层，其是柔性结构，不同于现有支护结的刚性外层，保证了整个支护系统能承受较大的地质变形，而不会发生应力集中，保证内部结构的安全性。

5.所有的曲杆拱架结构能在地下保证独立支撑，也可以多个曲杆拱架结构相互连接，施工方便快捷，经济。

6.整个隧道支护过程中，可以通过曲杆拱架结构保证并严格控制建筑限界，降低隧道开挖要求。由垫层保证整个空间结构的封闭性，防止渗水漏水。配置砂土层避免结构一点集中受力，并调整整个结构的受力，是结构处于应力环绕的状态。

7.若结构在不可抗拒的作用下发生破坏，由于结构所有的杆件都是能独立支撑杆件，破坏的点只能是某些杆件或某段，而不会发生结构的整体破坏，为人民的生命财产提供可靠的保障。

8.仅在地铁车站中，由于空间足够大，在内部设计中容许更多方案，为地下结构的现代化提供了机遇。内部装修在辅助结构上面，主辅结构分离，保障主体结构的完整性及独立性，减少不确定因素。

附图说明

图1为本实用新型的一个曲杆拱形结构纵断面示意图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为本实用新型的构件节点示意图。

图中，1-曲杆结构构件，2-表面封层，3-砂土，4-构件节点，5-建筑界限，6-加固构件，7-调紧螺母，8-钢筋抱箍。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，一种大空间无梁柱全格栅拱架的地铁车站支护结构，它包括曲杆拱架结构1、表面封层2和砂土3，曲杆拱架结构1由多根预制构件组装而成，曲杆拱架结构1具有构件节点4，构件节点4以钢筋抱箍8固定，曲杆拱架结构1上设置表面封层2，表面封层2外覆盖砂土3，所述的表面封层2是由钢筋网片和混凝土构成，表面封层2是防水层；砂土3外周界面为建筑界限5。

本实用新型的施工方法：

如图1、图2和图3所示，首先，预制杆件在工厂浇筑成型，所有杆件都是固定长度的长直杆件，运输方便简单。然后放线，定位每根杆件的具体位置及高程，架设辅助杆件，控制杆件的角度，一榀拱架架设完毕之后，调节调紧螺母7，并留有一定程度的空隙，当完成一个单位的曲杆拱架结构1之后调紧该组的调节螺母7，每个节点处加加固构件6，构件节点4以钢筋抱箍8固定。完成所有的曲杆拱架结构1之后，在曲杆拱架结构1上铺设钢筋并且进行绑扎形成钢筋网片，内部支模喷射水泥砂浆、抹平、外部支模灌注混凝土，制作表面封层2即防水层，混凝土达到一定强度之后，进行基坑回填砂土3，保证砂土3的密实度。整个工作完成后，车站内壁喷射混凝土，水泥砂浆抹平。