[发明专利]一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺

说明书

本发明公开了一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺，包括以下步骤：车站拱部开挖及支护：先开挖两侧拱肩及拱脚处，再由上至下开挖该部的中部剩余部分，并施作拱部初期支护和拱架；车站主体开挖：待车站拱部稳定后采用三台阶法开挖车站主体部分，每级台阶先开挖两侧部分，在隧洞侧壁施作加固支护，再开挖该部的中部剩余部分；二次衬砌施作及支护：车站拱部及主体全部开挖完成后，进行二次衬砌施作。本发明的车站施工工艺无导洞、工序少、防水质量好、施工难度小、废弃工程小，集高效与经济于一体。对上软下硬地层极具适用性，初期支护加拱架的复合支护结构可保证上部拱部的安全，充分利用了下部硬岩的承载能力，减少了不必要的支护。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺。

背景技术

随着城市轨道交通线网密度的提高，位于城市繁华地区的大跨度暗挖地铁车站逐渐增多，本类工程有着埋深浅、断面大、施工风险大、建设周期长、工程造价高等特点。

地铁车站浅埋暗挖的技术和工法很多，但对于上软下硬这一特殊地层，诸多工法因支护强度过高或偏低而不具适用性。目前常用的工法主要有双侧壁导坑法和拱盖法。双侧壁导坑法开挖断面分块多，每个分块在开挖后立即各自闭合的，可以在施工中较好的控制变形，保证开挖安全。但是其分断面导致工序增多，初次支护全断面闭合的时间长，工期延长，且上软下硬地层中，下部岩体爆破作业对临时支护体系影响较大；拱盖法是在洞桩法基础上建立的适用于上软下硬地层的工法，其在拱盖部分开挖完成后立即施作二次衬砌，开挖与支护交叉施工，既造成了人力物力资源浪费，又大大延长了工期，且由于拱墙之间不可避免的留有施工缝，且无有效防水措施，导致其大拱脚位置渗漏水严重且难以治理，严重影响车站开挖及运营期间的安全。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺，对于降低施工风险、缩短建设周期、节省工程造价等有重要作用，是保障工程顺利实施的关键。本发明是以上软下硬地层暗挖地铁车站为工程背景，以传统拱盖法为基础研究和发明的，有效的避免了双侧壁导坑法及拱盖法等工法的缺点，为上软下硬地层暗挖地铁车站开挖与支护提供了一种新思路。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺，包括以下步骤：

步骤1：车站拱部开挖及支护：先开挖两侧拱肩及拱脚处，再由上至下开挖该部的中部剩余部分，并施作拱部初期支护和拱架；

步骤2：车站主体开挖：待车站拱部稳定后采用三台阶法开挖车站主体部分，每级台阶先开挖两侧部分，在隧洞侧壁施作加固支护，再开挖该部的中部剩余部分；

步骤3：二次衬砌施作及支护：车站拱部及主体全部开挖完成后，进行拱部和车站主体的二次衬砌施作；拱部二次衬砌施作与拱架拆卸交替进行，为避免施工裂隙产生，二次衬砌模筑一次性封闭成环。

进一步的，所述步骤1中，车站拱部所处地层为软弱岩层(一般为第四系表土层)，开挖过程中应减少对地层的扰动，故车站拱部采用人工机械开挖，不进行爆破或进行弱爆破。

进一步的，所述步骤1中，车站拱部开挖过程中，每开挖完一榀对应的地层立即施作格栅钢架，并挂网喷射混凝土进行拱部初期支护，拱部初期支护完成后施作拱架，拱架坐落于预制好的支座上。

进一步的，所述步骤1中，在车站拱部每一榀对应的地层开挖之前均沿车站轮廓线布设一排超前小导管，用于软弱地层的预加固，当围岩情况较差时可采用超前帷幕注浆、水平旋喷桩方式对围岩及掌子面进行加固。

进一步的，所述步骤1中，型钢拱架紧贴拱部初期支护设置，每两品榀间距30～70cm，具体根据围岩情况、地层沉降要求、地面构筑物及管线情况等确定。