地铁隧道衬砌施工方法与流程

本发明涉及地铁隧道施工技术领域，特别是涉及一种地铁隧道衬砌施工方法。

背景技术：

目前，全国范围内各大城市地铁施工正在大规模开展，盾构施工是地铁施工的主角，其中盾构始发进洞是盾构施工时的重大风险源。隧道开挖破坏了地层的初始应力平衡，产生围岩应力释放和洞室变形，过量变形将导致围岩松动甚至坍塌。

在开挖后的洞室周边，施作钢、混凝土等支撑物，向洞室周边提供抗力，控制围岩变形，这种开挖后隧道内的支撑体系称为隧道支护结构，盾构隧道支护结构主要是预制的管片衬砌。

目前由于受到活动断层的影响，盾构隧道的破坏性较大，在承受较大载荷的受力时会由于受力不均发生弯曲变形，导致衬砌结构的强度和抗压抗裂性能受到硬性，导致混凝土结构的开裂。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种地铁隧道衬砌施工方法，采用整体式布置，具有较好的整体性能，能够承受更大的载荷以及跨度较大的衬砌结构，保证衬砌受力均匀，防止衬砌收缩，提高整体的强度和抗裂性能，便于灌注混凝土，避免混凝土表面产生裂缝，保障施工质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种地铁隧道衬砌施工方法，包括：钢筋混凝土结构以及布置在钢筋混凝土结构中的钢筋保护支架，钢筋混凝土结构和钢筋保护支架采用整体式布置方式，

钢筋保护支架包括衬砌主筋、均布在衬砌主筋之间的纵向分布筋以及环向布置在衬砌主筋和纵向分布筋外周的箍筋，

钢筋混凝土结构包括顶板以及布置在顶板下方的基座，基座采用分层方式进行浇筑，顶板通过压注方式贴合在基座上方，

具体制备步骤如下：

a、钢筋保护支架的制作：在隧道拱顶防水位置确定前后两根衬砌主筋的中心点，同时确定好法线方向，确保衬砌主筋的垂直度，将衬砌主筋进行固定，

然后按照设计好的间距在衬砌主筋上标出纵向分布筋的安装位置，再将箍筋沿着衬砌主筋和纵向分布筋的圆周方向进行绕制绑扎；

b、混凝土浇筑：混凝土采用分层、左右交替对称浇筑，每层浇筑厚度应小于0.5m，两侧高差控制在1.5m以内，浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，然后进行回填保证混凝土的密实；

c、混凝土封顶：封顶时采用钢管压注法，从拱部的灌注口压注封顶，在顶部衬砌时纵向每隔20米预埋注浆管，在衬砌后进行注浆处理；

d、衬砌环布置：按照载荷分布以及衬砌所处的地层进行衬砌环的拼装布置，衬砌环包括多层环向布置的钢管片。

在本发明一个较佳实施例中，衬砌主筋为直径范围在12~18mm之间的圆钢，纵向分布筋为直径范围在6~12mm之间的圆钢。

在本发明一个较佳实施例中，衬砌主筋之间的纵向分布筋在每米宽度内不少于两根，相邻纵向分布筋之间的间距为200~500mm。

在本发明一个较佳实施例中，箍筋为单肢箍筋，箍筋直径范围为6~10mm：当衬砌环厚度小于600mm时，箍筋直径为6mm；当衬砌环厚度在600~800mm时，箍筋直径为6~10mm；当衬砌环厚度大于800mm时，箍筋直径为10mm。

在本发明一个较佳实施例中，钢管片外具有保护背板，保护背板采用复合板，外层为316l不锈钢，内层为q235钢材质，钢材的屈强比不大于0.85。

在本发明一个较佳实施例中，衬砌环钢管片的内弧面宽度大于外弧面宽度。

在本发明一个较佳实施例中，衬砌环钢管片的成型精度为：整环拼装完成后，相邻环之间的环面间隙不大于1mm，纵向相邻块之间的间隙为0~1mm，环面之间的平行度为0~0.5mm，环面与端面以及环面与内弧面的垂直度为0~1.0mm，环面平整度为0.1~0.2mm。

在本发明一个较佳实施例中，环向相邻的钢管片之间布置有环板，衬砌环的两端还布置有端板。

在本发明一个较佳实施例中，钢管片上环板和端板外侧采用堆焊法进行防腐，焊材为316l不锈钢焊丝，316l不锈钢焊丝厚度不低于2mm，焊接后采用超声波探伤，判断有无气孔、夹渣、裂缝、未焊透等焊接缺陷。

在本发明一个较佳实施例中，当衬砌处于淤泥类土层中时，采用圆形衬砌结构；当衬砌处于松软土层中时，采用曲墙拱形衬砌结构；当衬砌处于岩石地层中是，采用直墙拱形衬砌结构。

本发明的有益效果是：本发明地铁隧道衬砌施工方法采用整体式布置，具有较好的整体性能，能够承受更大的载荷以及跨度较大的衬砌结构，保证衬砌受力均匀，防止衬砌收缩，提高整体的强度和抗裂性能，便于灌注混凝土，避免混凝土表面产生裂缝，保障施工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的地铁隧道衬砌施工方法中钢筋保护支架的断面结构示意图；

图2是本发明的地铁隧道衬砌施工方法中钢筋混凝土结构的断面结构示意图；

附图中各部件的标记如下：100、钢筋保护支架，101、衬砌主筋，102、纵向分布筋，103、箍筋，200、钢筋混凝土结构，201、顶板，202、基座。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图2，本发明实施例包括：

一种地铁隧道衬砌施工方法，包括：钢筋混凝土结构以及布置在钢筋混凝土结构中的钢筋保护支架100，钢筋混凝土结构和钢筋保护支架100采用整体式布置方式。

钢筋保护支架100包括衬砌主筋101、均布在衬砌主筋101之间的纵向分布筋102以及环向布置在衬砌主筋101和纵向分布筋102外周的箍筋103。

钢筋混凝土结构200包括顶板201以及布置在顶板201下方的基座202，基座202采用分层方式进行浇筑，顶板201通过压注方式贴合在基座上方。

具体制备步骤如下：

a、钢筋保护支架100的制作：在隧道拱顶防水位置确定前后两根衬砌主筋的中心点，同时确定好法线方向，确保衬砌主筋的垂直度，将衬砌主筋进行固定；

然后按照设计好的间距在衬砌主筋101上标出纵向分布筋102的安装位置，再将箍筋103沿着衬砌主筋101和纵向分布筋102的圆周方向进行绕制绑扎。

钢筋保护支架100可以承受更大的载荷以及跨度较大的衬砌结构，能够保证衬砌受力均匀，防止衬砌收缩，提高整体的强度和抗裂性能，有效保障安全性。

衬砌主筋101为直径范围在12~18mm之间的圆钢，纵向分布筋102为直径范围在6~12mm之间的圆钢。

衬砌主筋101之间的纵向分布筋102在每米宽度内不少于两根，相邻纵向分布筋102之间的间距为200~500mm。

这样的分布状态一方面可以使衬砌受力均匀，防止衬砌收缩，保证了钢筋保护支架的强度和刚度，可以承受更大的载荷，另一方面便于灌注混凝土，避免混凝土表面产生裂缝，保障施工质量。

箍筋103为单肢箍筋，箍筋103直径范围为6~10mm：当衬砌环厚度小于600mm时，箍筋103直径为6mm；当衬砌环厚度在600~800mm时，箍筋103直径为6~10mm；当衬砌环厚度大于800mm时，箍筋103直径为10mm。

b、混凝土浇筑：混凝土采用分层、左右交替对称浇筑，每层浇筑厚度应小于0.5m，两侧高差控制在1.5m以内，保证了混凝土的浇筑密实牢固。

浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，然后进行回填保证混凝土的密实，有效保障衬砌结构的整体强度。

c、混凝土封顶：封顶时采用钢管压注法，从拱部的灌注口压注封顶，在顶部衬砌时纵向每隔20米预埋注浆管，在衬砌后进行注浆处理，避免发生受力变形的情况。

d、衬砌环布置：按照载荷分布以及衬砌所处的地层进行衬砌环的拼装布置，衬砌环包括多层环向布置的钢管片。

当衬砌处于淤泥类土层中时，采用圆形衬砌结构；当衬砌处于松软土层中时，采用曲墙拱形衬砌结构；当衬砌处于岩石地层中是，采用直墙拱形衬砌结构。

根据土层的性质形以及受力状况选择不同的衬砌结构，能够对土层进行最大程度的利用，减少开挖量，促进了施工进度。

衬砌环中的钢管片外具有保护背板，保护背板采用复合板，外层为316l不锈钢，内层为q235钢材质，钢材的屈强比不大于0.85。

衬砌环钢管片的内弧面宽度大于外弧面宽度，便于钢管片的拼接和拆卸。

衬砌环钢管片的成型精度为：整环拼装完成后，相邻环之间的环面间隙不大于1mm，纵向相邻块之间的间隙为0~1mm，环面之间的平行度为0~0.5mm，环面与端面以及环面与内弧面的垂直度为0~1.0mm，环面平整度为0.1~0.2mm。

衬砌环钢管片的成型精度高，提高了整体衬砌结构的精度，具有更好的承载能力。

环向相邻的钢管片之间布置有环板，衬砌环的两端还布置有端板，钢管片上环板和端板外侧采用堆焊法进行防腐，焊材为316l不锈钢焊丝，316l不锈钢焊丝厚度不低于2mm，焊接后采用超声波探伤，判断有无气孔、夹渣、裂缝、未焊透等焊接缺陷。

本发明地铁隧道衬砌施工方法的有益效果是：

采用整体式布置，具有较好的整体性能，钢管片的拼接和拆卸更加便捷，钢管片的成型精度高，提高了整体衬砌结构的精度，具有更好的承载能力；

能够承受更大的载荷以及跨度较大的衬砌结构，保证衬砌受力均匀，防止衬砌收缩，提高整体的强度和抗裂性能，便于灌注混凝土，避免混凝土表面产生裂缝，保障施工质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。