硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法与流程

本发明属于地铁车站施工，具体涉及一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法。

背景技术：

1、现今各城市中轨道交通隧道、车站越来越多，各项施工技术也越来越成熟。近年来，人们对地铁车站的需求不限于乘车，换乘、分流、商业综合体等类型的车站也越来越多，对地铁车站的空间、外观、舒适性的要求逐渐凸显。大跨无柱弧形顶车站具备结构稳定、受力合理、空间利用率高、外形美观的优势，如济南地铁3号线龙奥站、成都地铁6号线金府站、上海地铁15号线吴中路站、上海南站、广州地铁二号线市二宫站等地铁站，均采用大跨无柱弧形顶板结构。

2、弧形顶板结构模板支撑系统的设计和安装是本工程的安全管控重点。现浇大跨度弧形顶板结构对线型、防水性能和表面外观等要求较高，且弧形顶板收面较为困难。在支模架设过程中，弧形木模板无法得到下方立杆的有效支撑，且随着弧度的变化，角度固定的木楔或钢楔也无法有效适应，因此本领域技术人员急需一种能够适应角度调节的支模结构，以适应弧度变化的弧形木模板支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，该施工方法通过布设立杆支撑体系，在立杆支撑体系的支撑之下自下而上依次布置弧形工字钢主楞、方木和弧形木模板以进行弧形顶板的分次浇筑，同时通过在弧形工字钢主楞与顶托之间设置可调式钢楔，利用其铰接的一级斜托板和二级斜托板实现对弧形工字钢主楞拼接缝处的支撑，不仅可以适应弧形工字钢主楞的角度变化，也可实现对其多点位支撑的密贴，确保拼接缝处的强度；并通过将连接件的螺栓与底板上的转轴通过钢丝缆索进行紧固连接，构成整体结构，避免施工过程中的偏移或脱空。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

4、 s1：在基坑布设立杆支撑体系，之后在所述立杆支撑体系上沿纵向间隔架设若干弧形工字钢主楞；

5、 s2：在各所述弧形工字钢主楞的上方沿弧面间隔布设若干方木，所述方木至少跨两道所述弧形工字钢主楞进行架设；

6、 s3：在所述方木上方拼装布置弧形木模板，所述弧形木模板的整体两侧缘连接于所述基坑的两侧已浇筑侧墙上；

7、 s4：在所述弧形木模板、所述基坑侧壁以及所述已浇筑侧墙的围护空间内布设钢筋笼，之后浇筑混凝土，以形成所述弧形顶板。

8、所述立杆支撑体系包括若干排间隔布置的立杆，每排所述立杆支撑一道所述弧形工字钢主楞，所述立杆顶部支撑所述弧形工字钢主楞。

9、所述弧形工字钢主楞由若干弧形工字钢节段拼接组成，所述弧形工字钢节段包括顶拱节段、左拱腰节段、右拱腰节段、左拱脚节段以及右拱脚节段，相邻的所述弧形工字钢节段之间通过连接件进行固定连接；所述连接件包括两块连接钢板，所述连接钢板分设于所述弧形工字钢节段的腹板两侧且跨拼接缝设置，两侧的所述连接钢板之间通过穿设螺栓进行紧固；其中，所述连接钢板与所述顶拱节段之间穿设有第一螺栓实现紧固连接，所述连接钢板与所述右拱腰节段或所述左拱腰节段之间穿设有第二螺栓实现紧固连接；位于所述连接件设置处的所述立杆顶部安装有顶托，所述顶托与所述弧形工字钢主楞之间设置有可调式钢楔。

10、所述可调式钢楔设置于所述顶拱节段与所述左拱腰节段之间的拼接缝处以及所述顶拱节段与所述右拱腰节段之间的拼缝处；

11、所述可调式钢楔包括底板、斜托板、第一支撑板以及第二支撑板，所述底板设置于所述顶托上，所述斜托板包括一级斜托板和二级斜托板，所述一级斜托板的前端同所述底板相铰接，所述二级斜托板的前端与所述一级斜托板的后端相铰接，所述一级斜托板的下表面和所述二级斜托板的下表面上分别开设有若干限位凸齿，所述第一支撑板铰接于所述底板的前部且上端卡接于所述一级斜托板的相应所述限位凸齿之上以使所述一级斜托板贴合顶撑所述弧形工字钢主楞，所述第二支撑板铰接于所述底板的后部且上端卡接于所述二级斜托板的相应所述限位凸齿之上以使所述二级斜托板贴合顶撑所述弧形工字钢主楞。

12、所述顶拱节段与所述右拱腰节段或所述左拱腰节段之间的拼接缝由所述二级斜托板支撑，所述一级斜托板支撑所述右拱腰节段或所述左拱腰节段。

13、所述第一支撑板与所述底板通过第一转轴实现铰接，所述第二支撑板与所述底板通过第二转轴实现铰接；所述第一转轴的外凸端头与所述第二螺栓的外凸端头之间通过绕设钢丝缆索进行拉紧固定，所述第二转轴的外凸端头与所述第一螺栓的外凸端头之间通过绕设钢丝缆索进行拉紧固定。

14、所述底板的底面后端开设有圆形凸台，所述顶托上开设有同所述圆形凸台相匹配的限位凹槽，所述底板与所述顶板之间通过所述圆形凸台和所述限位凹槽构成限位装配。

15、所述弧形顶板采用分段浇筑的方法，包括以下步骤：所述弧形顶板两侧的拱脚部分自下而上分为若干次浇筑，每次浇筑高度不超过500mm；待完成所述弧形顶板的两侧拱脚浇筑后，对所述弧形顶板的剩余拱顶部分进行分次浇筑。

16、混凝土浇筑时，两侧同时对称浇筑。

17、本发明的优点是：

18、通过可调式钢楔，可实现对弧形工字钢主楞的密贴稳定支撑；通过相互铰接的一级斜托板和二级斜托板，以适应弧形工字钢主楞的弧度变化，形成尽可能多的同弧形工字钢主楞的支撑点；通过设置圆形凸台与限位凹槽的匹配，可构成对可调式钢楔的侧向限位支撑；且钢丝缆索的设置，可将弧形工字钢主楞同可调式钢楔连成整体，确保不会发生侧移，并可形成稳定的接触支撑。

技术特征：

1.一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，其特征在于所述底板的底面后端开设有圆形凸台，所述顶托上开设有同所述圆形凸台相匹配的限位凹槽，所述底板与所述顶板之间通过所述圆形凸台和所述限位凹槽构成限位装配。

3.根据权利要求1所述的一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，其特征在于所述弧形顶板采用分段浇筑的方法，包括以下步骤：所述弧形顶板两侧的拱脚部分自下而上分为若干次浇筑，每次浇筑高度不超过500mm；待完成所述弧形顶板的两侧拱脚浇筑后，对所述弧形顶板的剩余拱顶部分进行分次浇筑。

4.根据权利要求1所述的一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，其特征在于混凝土浇筑时，两侧同时对称浇筑。

技术总结
本发明属于地铁车站施工技术领域，公开了一种硬岩地层大跨度无柱拱形地铁车站弧形顶板的施工方法，包括以下步骤：在基坑布设立杆支撑体系，在立杆支撑体系上沿纵向间隔架设若干弧形工字钢主楞；在各弧形工字钢主楞的上方沿弧面间隔布设若干方木；在方木上方拼装布置弧形木模板，弧形木模板的整体两侧缘连接于基坑的两侧已浇筑侧墙上；在弧形木模板、基坑侧壁以及所述已浇筑侧墙的围护空间内布设钢筋笼，之后浇筑混凝土，以形成所述弧形顶板。本发明的优点是：通过可调式钢楔，可实现对弧形工字钢主楞的密贴稳定支撑；通过相互铰接的一级斜托板和二级斜托板，以适应弧形工字钢主楞的弧度变化，形成尽可能多的同弧形工字钢主楞的支撑点。

技术研发人员：黄昌富,李少华,王鹏,李安云,孙振雨,杨涛,李鹏飞,苏栋,李文兵,姚铁军,赵中华,李安杰,沈翔,孔凡超,谢剑楠,栾焕强,童彦劼,谭毅俊
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4