[发明专利]一种采用矿山法扩挖盾构隧道建造地铁车站的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下建筑工程技术领域，特别涉及一种采用矿山法扩挖盾构隧道建造地铁车站的工程方法。

背景技术

目前，现有的国内地铁车站主要采用明挖法和矿山法建造，国外有采用特殊盾构建造地铁站的案例。其中：

明挖法工法需要大面积的施工场地，常遇到征地拆迁、市政管线绿化迁改、交通疏解和环境污染等一系列瓶颈问题，导致工期延误。矿山法施工步骤多、开挖速度较慢，工期长，安全风险隐患多，劳动作业环境恶劣。

国外采用特殊盾构修建地铁车站，往往采用大直径(大于6米)的盾构机或者异型盾构机，其缺点为：

1)必须特别定制价值上亿元的大直径盾构机械；

2)特殊盾构掘进距离短，机械费用高昂。盾构工法的经济掘进(施工)长度要大于1000m，而地下车站长度一般在200～300m，除去盾构始发及到达井，可以供盾构掘进距离约100～200m；

3)如果用大直径盾构同时修建车站及区间隧道，由于区间隧道断面远小于车站断面，空间浪费严重；

4)若采用盾构法仅仅修建车站，盾构机需分体始发，掘进工效低。

发明内容

针对以上所述现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用矿山法扩挖盾构隧道建造地铁车站的方法。

本发明所采用的技术方案：一种采用矿山法扩挖盾构隧道建造地铁车站的方法，包括以下步骤：

(1)采用盾构机先行掘进通过车站的站台层隧道；

(2)在车站一端开挖竖井至车站站台层隧道标高(即挖到隧道的深度)；

(3)沿隧道拱顶施工制作管棚，采用大管棚超前支护布孔和注浆；

(4)沿隧道拱顶施工制作袖阀管，并注浆补充加固；

(5)在站台层隧道采用矿山法进行扩挖；

(6)拆除并回收管片；

(7)施工制作包括二次衬砌、站台板和轨顶风道在内的钢筋砼结构。

上述步骤(4)和步骤(5)之间还包括在管片内部施工制作临时支架体系的步骤。

上述步骤(3)中的管棚采用直径0.108m，壁厚0.005m的热轧无缝钢管。所述管棚沿隧道拱顶环向150°，开挖轮廓线外放(所述外放即人为加大尺寸，例如隧道轮廓是6m直径，做管棚围护的时候可做到6.1m，0.1m就是外放)0.3m布置，环向间距0.45m，单根长度为70m。

上述步骤(4)中设有两排袖阀管，沿隧道拱顶环向150°呈梅花型布置。所述两排袖阀管中的第一排袖阀管沿开挖轮廓线外放1.3m布置，环向间距1.091m，单根长度为70m；第二排袖阀管沿开挖轮廓线外放2.5m布置，环向间距1.306m，单根长度为70m。

上述步骤(5)中的矿山法扩挖分为三个台阶进行爆破扩挖。

上述步骤(1)中的盾构隧道外直径为6～7米。

本发明的有益效果如下：

(1)有利于工序合理衔接，避免了区间盾构施工与车站施工的相互干扰。盾构直接掘进通过车站，避免了盾构解体、过站或调头的辅助工序，反之也避免的盾构施工对车站结构施工的干扰。

(2)有利于节约工期。节约区间盾构法工期，盾构直接通过车站施工区间，大大加快区间施工的进度；节约车站矿山法工期，由于有先期施工盾构隧道作为初期支护，减少了矿山法扩挖的开挖步续，从而大大加快开挖速度；车站和区间工序节约叠加后，优化了全线的工期。

(3)有利于环境保护。由于采用盾构先行掘进，超前支护及地层加固后，才矿山法扩挖，对围岩的扰动少，有利于控制地层失水及围岩变形，站台隧道本身的拱顶沉降及收敛小，地表及地面建构筑物沉降小。

(4)有利于降低工程成本。该方法充分发挥了盾构和矿山两种工法各自的优势，降低了各自的造价。工序优化和工期节约相叠加，提高了综合生产效率，降低工程成本。

附图说明

图1是本发明的施工工序图；

图2是本发明所述站台隧道的超前支护大管棚及袖阀管预注浆的横断面示意图；

图3是本发明拆除盾构管片，采用矿山法扩挖建造站台隧道的示意图；

图4是本发明拆除盾构管片，采用矿山法扩挖顺序的纵剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述采用矿山法扩挖盾构隧道建造地铁车站的方法，通过以下步骤实现：

第一步、采用盾构机先行掘进通过车站的站台层隧道1；

采用标准6米管片外直径的盾构机掘进通过车站站台层隧道，掘进时需要严格掘进轴线，保证偏差小于±50mm，盾尾注浆要及时充分。