一种全新机械法开挖大跨单拱暗挖地铁车站的施工方法与流程

1.本发明属于地下工程建设技术领域，特别是涉及一种全新机械法开挖大跨单拱暗挖地铁车站的施工方法。


背景技术：

2.当前城市轨道交通建设已进入了新的发展阶段。以前大型基建项目最大的优势就是人力成本低，随着“中国制造”到“中国智造”的转变，科学技术是第一生产力的逐步体现，新的机械设备在基建项目中的应用越来越多，城市轨道交通机械法建造技术符合行业发展趋势，需持续、深入开展研究。通过对某地区软岩大跨度暗挖车站施工方法的梳理与对比，采用机械法开挖暗挖地铁车站具有天然的优势，围岩强度较低，机械法施工效率高，洞内作业环境有所改善，相比于传统钻爆法施工，对周边环境影响大大减小。
3.针对断面面积在400
㎡
以上的隧道，传统的双侧壁导坑法在利用机械施工已不太适用，断面高对机械的要求太高，为了避免了传统双侧壁法两侧坑道落底之后，机械难以施工中隔壁的技术困难，急需发明一种新的施工方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种全新机械法开挖大跨单拱暗挖地铁车站的施工方法，避免了传统双侧壁法两侧坑道落底之后，机械难以施工中隔壁的技术困难等问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明为一种全新机械法开挖大跨单拱暗挖地铁车站的施工方法，包括如下步骤：
7.s1：开挖隧道左上第一步岩体1，并施做支护结构；
8.s2：开挖隧道左中第二步岩体2，并施做支护结构；
9.s3：开挖隧道左下第三步岩体3，使隧道一侧导坑落底，并施做支护结构；
10.s4：开挖隧道右上第一步岩体4，并施做支护结构；
11.s5：开挖隧道中上第一步岩体5，并施做支护结构；
12.s6：开挖隧道右中第二步岩体6，并施做支护结构；
13.s7：开挖隧道中中第二步岩体7，并施做支护结构；
14.s8：开挖隧道右下第三步岩体8，使隧道另一侧导坑落底，并施做支护结构；
15.s9：开挖隧道中下第三步岩体9，使隧道中部导坑落底，并施做支护结构；
16.s10：拆除上述步骤s1-s9中的所述临时支护结构，并施做二衬结构。
17.进一步地，所述步骤s1开挖方式：从施工通道等辅助通道进入施工，并随挖随支。
18.进一步地，所述步骤s2为：采用纵向拉坡，且与步骤s1错开一定步距，并随挖随支。
19.进一步地，所述步骤s3为：采用纵向拉坡，与步骤s1步错开一定步距，并随挖随支。
20.进一步地，所述步骤s4开挖方式：从施工通道等辅助通道进入施工，并随挖随支。
21.进一步地，所述步骤s5错开步骤s4一定步距，利用步骤s4形成的平台作为步骤s5
开挖的机械工作台，并随挖随支，使拱部初期支护提前封闭成环。
22.进一步地，所述步骤s6为：采用纵向拉坡，且与步骤s5错开一定步距，并随挖随支。
23.进一步地，所述步骤s7为：采用纵向拉坡，且与步骤s5错开一定步距，且随挖随支。
24.进一步地，所述步骤s8为：采用纵向拉坡，且与步骤s7错开一定步距，并随挖随支。
25.本发明具有以下有益效果：
26.本发明在钻爆法开挖暗挖地铁车站施工步序的基础上，针对机械法施工的具体设备要求，发明了一种新的施工工法。通过对双侧壁的一侧导坑先落底，另一侧导坑预留施工平台，提供机械开挖中隔壁的有利条件，并保证隧道拱部的初期支护提前封闭，有利于控制隧道变形，完成之后下部隧道剩余岩体即可拉槽施工，提高隧道施工的时间效率和经济效益。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。
28.图1为本发明的一种全新机械法开挖大跨单拱暗挖地铁车站的施工方法的示意图；
29.图2为具体实施例中的施工方法示意图；
30.图3为步骤(2)中的临时支护和环向初支的示意图；
31.图4为步骤(10)中的二衬结构的示意图。
32.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
33.1-隧道左上第一步岩体；2-隧道左中第二步岩体；3-隧道左下第三步岩体；4-隧道右上第一步岩体；5-隧道中上第一步岩体；6-隧道右中第二步岩体；7-隧道中中第二步岩体；8-隧道右下第三步岩体；9-隧道中下第三步岩体。
具体实施方式
34.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“中”、“右”、等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.本发明在现有钻爆法技术的基础上，创新性的发明一种机械法开挖暗挖地铁车站的施工方法。针对断面面积在400
㎡
以上的隧道，传统的双侧壁导坑法在利用机械施工已不太适用，断面高对机械的要求太高，本发明在利用双侧壁导坑法的优势上，针对机械法施工的具体要求，为确保设备的可操作性，通过调整施工开挖步序，创造机械施工的有利工作条件，在隧道单侧坑道落底之后，另一侧坑道与中隔壁同步开挖，避免了传统双侧壁法两侧坑
道落底之后，机械难以施工中隔壁的技术困难。
37.请参阅图1所示，一种全新机械法开挖大跨单拱暗挖地铁车站的施工方法，包括如下步骤：
38.(1)开挖隧道左上第一步岩体1，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支；
39.(2)开挖隧道左中第二步岩体2，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支，如图3所示；
40.(3)开挖隧道左下第三步岩体3，使隧道一侧导坑落底，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支；
41.(4)开挖隧道右上第一步岩体4，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支；
42.(5)开挖隧道中上第一步岩体5，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支；
43.(6)开挖隧道右中第二步岩体6，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支；
44.(7)开挖隧道中中第二步岩体7，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护；
45.(8)开挖隧道右下第三步岩体8，使隧道另一侧导坑落底，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护和环向初支；
46.(9)开挖隧道中下第三步岩体9，使隧道中部导坑落底，并施做支护结构；所述支护结构包括临时支护；
47.(10)拆除上述步骤(1)-(9)中的所述临时支护结构，并施做二衬结构，如图4所示。
48.在本实施例中，所述(1)开挖方式：从施工通道等辅助通道进入施工，并随挖随支。
49.在本实施例中，所述步骤(2)为：采用纵向拉坡，且与步骤(1)错开一定步距，并随挖随支；解释：步骤(2)与步骤(1)错开一定步距，即开挖隧道左中第二步岩体2与开挖隧道左上第一步岩体1形成台阶。
50.在本实施例中，所述步骤s3为：采用纵向拉坡，与步骤s1步错开一定步距，并随挖随支；解释：步骤(3)与步骤(1)错开一定步距，即开挖隧道左中第三步岩体3与开挖隧道左上第一步岩体1形成台阶。
51.在本实施例中，所述步骤(4)开挖方式：从施工通道等辅助通道进入施工，并随挖随支。
52.在本实施例中，所述步骤(5)错开步骤(4)一定步距，利用步骤(4)形成的平台作为步骤(5)开挖的机械工作台，并随挖随支，使拱部初期支护提前封闭成环；解释：步骤(5)错开步骤(4)一定步距，开挖隧道中上第一步岩体5与开挖隧道右上第一步岩体4呈阶梯状。
53.在本实施例中，所述步骤(6)为：采用纵向拉坡，且与步骤(5)错开一定步距，并随挖随支；解释：步骤(6)与步骤(5)错开一定步距，即开挖隧道右中第二步岩体6与开挖隧道中上第一步岩体5形成台阶。
54.在本实施例中，所述步骤(7)为：采用纵向拉坡，且与步骤(5)错开一定步距，且随挖随支；解释：步骤(7)与步骤(5)错开一定步距，即开挖隧道中中第二步岩体7与开挖隧道中上第一步岩体5形成台阶。
55.在本实施例中，所述步骤(8)为：采用纵向拉坡，且与步骤(7)错开一定步距，并随挖随支；解释：步骤(8)与步骤(7)错开一定步距，即开挖隧道右下第三步岩体8与开挖隧道中中第二步岩体7形成台阶。
56.本发明在钻爆法开挖暗挖地铁车站施工步序的基础上，针对机械法施工的具体设备要求，发明了一种新的施工工法。通过对双侧壁的一侧导坑先落底，另一侧导坑预留施工平台，提供机械开挖中隔壁的有利条件，并保证隧道拱部的初期支护提前封闭，有利于控制隧道变形，完成之后下部隧道剩余岩体即可拉槽施工，提高隧道施工的时间效率和经济效益。
57.具体实施例
58.如图2所示：一种机械法开挖暗挖地铁车站的施工方法，包括隧道从第一步开挖到整体二衬混凝土浇筑完成，共10个基本步骤；
59.(1)开挖左上
①
步岩体，施做支护结构，该步开挖可从施工通道等辅助通道进入施工，随挖随支。
60.(2)开挖左中
②
步岩体，施做支护结构，该步采用纵向拉坡，与
①
步错开一定步距，随挖随支。
61.(3)开挖左下
③
步岩体，施做支护结构，该步采用纵向拉坡，与
①
步错开一定步距，随挖随支。
62.(4)开挖右上
④
步岩体，施做支护结构，该步开挖可从施工通道等辅助通道进入施工，随挖随支。
63.(5)开挖中上
⑤
步岩体，施做支护结构，错开
④
步一定步距，利用
④
步形成的平台作为
⑤
步开挖的机械工作台，随挖随支，使拱部初期支护提前封闭成环。
64.(6)开挖右中
⑥
步岩体，施做支护结构，该步采用纵向拉坡，与
⑤
步错开一定步距，随挖随支。
65.(7)开挖中中
⑦
步岩体，该步采用纵向拉坡，与
⑤
步错开一定步距，随挖随支。
66.(8)开挖右下
⑧
步岩体，施做支护结构，该步采用纵向拉坡，与
⑦
步错开一定步距，随挖随支。
67.(9)挖出剩余
⑨
岩体，施做二衬结构。
68.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。