一种地铁出入口兼做始发井的顶管施工方法

1.本发明属于地铁车站施工技术领域，具体涉及一种地铁出入口兼做始发井的顶管施工方法。


背景技术：

2.目前，传统的顶管做法为先施工始发井，顶管完成后再完成其余的内部结构围护结构需分为两期，先施工始发井区域，再施工顶管，顶管完成后再完成其余的内部结构的围护及内部结构。顶管顶推的过程中，临时内墙后背需增设钢支撑，钢支撑将顶管的顶推力直接传至后背墙，避免顶管过程中临时内墙变形过大。
3.但是，现有技术中的顶管施工方法，难免会多次施工，容易导致工期过长。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种地铁出入口兼做始发井的顶管施工方法，以解决现有技术中顶管施工方法工期过长，难免多次施工的问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种地铁出入口兼做始发井的顶管施工方法，其包括以下步骤：步骤一，地铁车站基坑包括主体结构及出入口附属结构，检查主体接口处顶板上挡土板实施情况，确保其按要求实施，复核主体围护结构与附属围护结构的空间关系后，施作附属冠梁及第一道支撑。
6.步骤二，开挖基坑并依次架设支撑，直至基底，施作垫层。
7.步骤三，按附属主体工序施作附属底板、侧墙、内部板及顶板，以完成主体接口的施工。
8.步骤四，穿过附属主体结构进行顶管施工。
9.作为优选方案，在步骤四中，往所述附属主体结构内进行顶管施工包括：利用顶管机开始顶管施工，在所述附属主体结构内安装预制管节。
10.作为优选方案，步骤四进行之前，施工附属主体内部结构其他区域均施工完成。
11.本发明的有益效果在于：1）采用合建的方式，保证结构安全可靠的同时可节省工期，避免多次分期施工；2）由于道路下方管线交错密集复杂，本案减小了对交通的影响。
附图说明
12.图1是本发明的出入口顶管施工平面示意图；图2是本发明的顶管始发及接收平面图；图3是本发明的顶管始发及接收北侧剖面图；图4是本发明的顶管始发及接收南侧剖面图；图5是本发明的顶管机剖面图；
图6是本发明的始发架结构图；图7为图1中a处的局部放大示意图；图8为图1中b处的局部放大示意图。
13.图中：某站1、4a出入口2、4b出入口3、某北路5、第一道支撑6、顶管机7、钢支撑8、人防门9、后靠背10。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
15.实施例1针对地铁线某站1的施工项目，该主体结构车站主体结构总长约252.45m，站台宽度11m,标准段宽19.9m。车站为单柱双跨地下两层岛式车站，覆土约4m左右，共设4个出入口和2组风亭。4号出入口分为4a出入口2和4b出入口3。如图1所示，4号出入口下穿某北路5，某北路5交通繁忙，道路下方管线交错密集复杂，为减少对交通的影响，下穿某北路5的4号出入口通道采用顶管法施工。
16.该项目的出入口施工具体如图1所示，具体包括以下施工步骤：步骤一，检查地铁车站基坑主体接口处顶板上挡土板实施情况，确保其按要求实施，复核主体围护结构与附属出入口围护结构的空间关系后，施作附属冠梁及第一道支撑6；步骤二，开挖地铁车站基坑主体并依次架设支撑，直至基底，施作垫层；步骤三，按附属主体工序施作附属底板、侧墙、内部板及顶板，以完成4号出入口与基坑主体接口的施工；步骤四，以4号出入口为始发井进行顶管施工。
17.作为优选方案，步骤四内以4号出入口为始发井进行顶管施工包括：利用顶管机7开始顶管施工，在所述附属主体结构内安装预制管节。4号出入口内部结构其他的区域均在步骤四进行前完成。
18.作为优选方案，步骤四内顶管施工如图1至图4所示，顶管机在4
‑
b井口进行始发，在4
‑
a井口进行接收，顶管机7顶在后靠背10上，然后再用钢支撑8将反力传递到侧墙上，顶管机7两侧分别用3根钢支撑8，北侧穿过人防门9直接顶住墙上，南侧钢支撑8直接顶在人防墙上。本发明实例中顶管机共14根油缸，每根油缸最大压力达到200t，两侧各有14根油缸，下部6根油缸，两侧8根，详见图5，两侧分别用ф609钢支撑8将力传递到侧墙上，下部6根油缸直接顶住梁上。顶管机7两侧钢支撑8采用ф609厚度为16mm的钢支撑8，根据设计院计算，不考虑减阻效果，此地层需要用3000t的力，该顶管机共14根油缸，每根油缸需要推力约215t,每侧4根油缸共860t,每侧3根钢支撑承受860t的力，每根钢支撑8需承受287t的力。根据理正结构设计计算结果如下：a.钢支撑承受力计算1.输入数据1.1 基本输入数据构件材料特性
材料名称:q235构件截面的最大厚度:16.00(mm)设计强度:215.00(n/mm2)屈服强度:235.00(n/mm2)截面特性截面名称:无缝钢管:d=600(mm)无缝钢管外直径[2t≤d]:600 (mm)无缝钢管壁厚[0＜t≤d/2]:16 (mm)缀件类型:构件高度:10.600(m)容许强度安全系数:1.00容许稳定性安全系数:1.001.2 荷载信息恒载分项系数:1.30活载分项系数:1.40活载调整系数:1.00是否考虑自重:考虑轴向恒载标准值: 4000.000(kn)轴向活载标准值: 0.000(kn)偏 心 距ex: 0.0(cm)偏 心 距ey: 0.0(cm)1.3 连接信息连接方式:普通连接截面是否被削弱:否1.4 端部约束信息x
‑
z平面内顶部约束类型:简支x
‑
z平面内底部约束类型:简支x
‑
z平面内计算长度系数:1.00y
‑
z平面内顶部约束类型:简支y
‑
z平面内底部约束类型:简支y
‑
z平面内计算长度系数:1.002 中间结果2.1 截面几何特性面积:293.55(cm2)惯性矩ix:125240.37(cm4)抵抗矩wx:4174.68(cm3)回转半径ix:20.66(cm)惯性矩iy:125240.37(cm4)抵抗矩wy:4174.68(cm3)
回转半径iy:20.66(cm)塑性发展系数γx1:1.15塑性发展系数γy1:1.15塑性发展系数γx2:1.15塑性发展系数γy2:1.152.2 材料特性抗拉强度:215.00(n/mm2)抗压强度:215.00(n/mm2)抗弯强度:215.00(n/mm2)抗剪强度:125.00(n/mm2)屈服强度:235.00(n/mm2)密度:785.00(kg/m3)2.3 稳定信息绕x轴弯曲:长细比:λx=51.32轴心受压构件截面分类（按受压特性）: a类轴心受压整体稳定系数: φx=0.912最小稳定性安全系数: 1.11最大稳定性安全系数: 1.11最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 10.600(m)最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)绕x轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2
‑
1)绕y轴弯曲:长细比:λy=51.32轴心受压构件截面分类（按受压特性）: a类轴心受压整体稳定系数: φy=0.912最小稳定性安全系数: 1.11最大稳定性安全系数: 1.11最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 10.600(m)最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)绕x轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2
‑
1)3 、分析结果构件安全状态: 稳定满足要求，强度满足要求。
[0019]
b.始发架、接受架受力计算1.钢轨强度计算如图6所示，是始发架结构。顶管机自重约290t，长4.55m，始发架单侧共2个38钢轨，经折算，每f1=f2=f3=f4=159.34kn/m；钢轨理论承受压力387kn/m大于159.34kn/m。因此钢轨强度满足要求。
[0020]
2.发射架底座受力验算
盾构机的重量主要分布在刀盘、前盾、中盾、盾尾四个部位，其中刀盘重约58t，前盾重约102t，中盾重约102t，盾尾重约35t，共计：297t。
[0021]
2.1顶管机设计荷载：钢材抗弯强度设计值：q235钢为215n/mm
²
顶管机压力：f=185kn/m
²
均布荷载：q=f
×
0.785/1000=235(n/m)2.2始发架横截面系数：查表可知；h型钢其载面特征为：ix=10800cm4,iy=365cm4,wx=867cm3。
[0022]
2.3始发架抗弯强度验算：m=0.185qi
²
=0.185
×
235
×
0.785
²
=26.79n
·
m抗弯承载能力:σ=m/m=0.185q1=26.79/867
×
103=30.1n/mm<215n/mm。
[0023]
2.4始发架挠度验算:ω=0.677
×
q14/100ei=0.677
×
235
×
0.7854/100
×
2.06
×
104
×
10800
×
10=0.27mm。
[0024]
2.5结论始发架、接收架底座抗弯及挠度满足要求。
[0025]
相比传统顶管施工方法，本发明中的施工方法能在节省工期，避免多次分期施工的同时，保证结构安全可靠，提高了顶管施工的施工效果，具有较好的推广意义以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。