一种硬岩地层暗挖单层衬砌地铁停车线大断面隧道结构的制作方法

本发明属于隧道与地下工程技术领域，特别涉及一种硬岩地层暗挖单层衬砌地铁停车线大断面隧道结构。

背景技术：

近年来，我国城市轨道交通蓬勃发展，全国已有43个城市的轨道交通规划获得了批复，规划总里程约8600公里，获批城市中不仅包括北京、上海、天津、重庆四个直辖市，也包括5个计划单列和大部分省会城市，同时一些人口、经济规模较大的传统意义上的三线城市也在积极开展城市轨道交通建设。由于各地的工程地质条件存在差异，因地制宜得开发适用不同地层条件的地铁隧道结构形式及施工方法，对于提高工程建设安全性、经济性和降低施工难度具有重要的意义。

依据地铁设计规范相关规定，地铁正线应每隔5～6座车站或8km～10km设置停车线，停车线应具备故障列车待避和临时折返功能。当地铁线路上方地面建筑、交通和管线等环境条件不允许采用明挖时，就需要采用暗挖法实施。国内修建的暗挖地铁停车线大断面隧道如北京、深圳、沈阳等均是在第四系地层或软弱岩层中建设，多采用crd法、双侧壁导坑等工法，隧道主体采用复合式衬砌结构形式；另外，根据运营期地铁区间隧道通风排烟需要，一般情况下停车线需通过钢筋混凝土中隔墙与区间正线分隔。多年来，在实际应用中出现了多种问题，首先是中隔墙与二衬连接问题，隧道二衬结构先期浇筑后中隔墙施工困难，隔墙与二衬拱部连接处混凝土浇筑不密实、质量不宜保证；其次，停车线设置的渡线段由于限界原因无法设置中隔墙，需设置推力风机弥补缺少隔墙对烟气气流组织影响。在重庆、青岛等地，地层以坚硬的岩石为主，岩石强度高，地下水不发育，采用传统的在第四系地层中修建大断面隧道的结构形式显然不合适，不仅开挖土方量、圬工量大，而且施工工序复杂，工效低。因此，结合硬岩地层特点，研发一种可充分利用岩石的自承载能力，既可以保证工程结构安全，又可以提高施工效率、节省工程投资的适合硬岩地层暗挖地铁停车线大断面隧道结构形式，是具有重要意义的。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种硬岩地层暗挖单层衬砌地铁停车线大断面隧道结构，适用于硬岩地层暗挖地铁车站、存车线等超大断面隧道的支护结构，可充分利用隧道围岩承载能力，简化支护结构，提高施工效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种硬岩地层暗挖单层衬砌地铁停车线大断面隧道结构，设于隧道开挖形成的空间内部，包括隧道永久支护结构和弧形风道板结构；所述隧道永久支护结构为拱部(1)和边墙(3)设置喷锚衬砌，隧道底部设置防水混凝土底板(11)；所述拱部(1)和边墙(3)衔接处设置拱脚纵梁(7)，拱脚纵梁(7)坐落于基岩上；所述防水混凝土底板(11)下方设置多道纵向排水盲管(15)、多道横向排水盲管(14)和纵向排水盲沟(16)，纵向排水盲管(15)、横向排水盲管(14)接入纵向排水盲沟(16)；所述弧形风道板(6)的两端与拱脚纵梁(7)固结连接，上部设有砌块隔墙(10)分隔上部空间，下部设置顶端与弧形风道板固结连接的中隔墙(8)；所述边墙(3)与防水混凝土底板(11)的交接处的内侧均固定设有纵向排水边沟(13)；所述拱脚纵梁(7)内设有预埋泄水管(12)，所述预埋泄水管(12)嵌入边墙(3)内接入纵向排水边沟(13)。

作为优选，所述拱部(1)喷射双层混凝土，第一层为150mm厚喷射混凝土，第二层为100mm厚喷射混凝土，两层喷射混凝土间设置防水喷膜。

作为优选，所述边墙(3)喷射150mm厚单层混凝土。

作为优选，所述弧形风道板(6)为钢筋混凝土的微拱结构。

作为优选，所述拱脚纵梁(7)上方设有榫槽(17)，以便于收集拱部结构渗漏水，同时为后期施作补强二衬预留条件。拱部(1)的底端设有预留远期模筑二衬空间(5)。

作为优选，所述预埋泄水管(12)直径为50mm，沿隧道纵向间距为10m。

作为优选，所述横向排水盲管(14)、纵向排水盲管(15)采用十字连接方式并埋设于底板下方的混凝土垫层内；沿隧道纵向设置4根直径100mm的纵向排水盲管(15)，横向每间隔10m设置一道的直径75mm的横向排水盲管(14)。渗漏水最终通过横向排水盲管(14)汇入纵向排水盲沟(16)。

作为优选，所述拱部(1)设置的拱部锚杆(2)为与拱部(1)第一层喷射混凝土同步施作的沿隧道拱部周边轮廓一定间距径向设置的岩石锚杆，边墙(3)设置的边墙局部锚杆(4)为与边墙(3)喷射混凝土同时施作的沿拱脚纵梁(7)下部布置的2排锚杆。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本发明的硬岩地层暗挖单层衬砌地铁停车线大断面隧道结构，可充分利用硬岩地层岩石强度高、地下水不发育等特点，采用喷锚衬砌作为隧道支护结构，充分利用了围岩自承载能力，结构形式简单，施工速度快，满足地铁隧道安全性、稳定性、耐久性要求，可用于硬岩地层暗挖存车线超大断面及其他大跨的地下空间。

2、采用弧形风道板设计，通过风道进行隧道排烟，减少中隔墙圬工量和降低施工难度；弧形风道板较平板受力更合理，无需设置梁柱等支撑体系，更适用于大跨度空间；可采用定型模板台车施工，拆模速度快，施工高效。

3、拱脚设置钢筋混凝土纵梁，纵梁支撑于坚硬围岩上，即可作为风道板侧向和竖向支撑以稳定结构，也可为远期拱部施做补强模筑二衬预留条件。

4、本发明提供了一种硬岩地层中暗挖施工的地铁停车线大断面及其他大跨隧道的支护结构、防排水处理、内部结构等的组合应用与创新，充分利用的硬岩地层承载力高、自稳性好的特点，解决了地铁停车线大跨隧道交叉渡线段风道板结构复杂、设置困难的问题；较传统复合式衬砌结构具有施工歩序更简单、施工组织方便、造价更低等优点，较好地拓展了地下超大空间暗挖结构和施工技术的应用空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中拱脚纵梁示意图。

图中1-拱部，2-拱部锚杆，3-边墙，4-边墙局部锚杆，5-预留远期模筑二衬空间，6-弧形风道板，7-拱脚纵梁，8-中隔墙，9-中隔墙基础，10-砌块隔墙，11-防水混凝土底板，12-预埋泄水管，13-纵向排水边沟，14-横向排水盲管，15-纵向排水盲管，16-纵向排水盲沟，17-榫槽。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本发明的实施例公开了一种硬岩地层暗挖单层衬砌地铁停车线大断面隧道结构，如图所示，设于隧道开挖形成的空间内部，包括隧道永久支护结构和弧形风道板结构；隧道永久支护结构为拱部(1)和边墙(3)设置喷锚衬砌，隧道底部设置防水混凝土底板(11)；拱部(1)和边墙(3)衔接处设置拱脚纵梁(7)，拱脚纵梁(7)坐落于基岩上；防水混凝土底板(11)下方设置多道纵向排水盲管(15)、多道横向排水盲管(14)和纵向排水盲沟(16)，纵向排水盲管(15)、横向排水盲管(14)接入纵向排水盲沟(16)；弧形风道板(6)的两端与拱脚纵梁(7)固结连接，上部设有砌块隔墙(10)分隔上部空间，下部设置顶端与弧形风道板固结连接的中隔墙(8)；边墙(3)与防水混凝土底板(11)的交接处的内侧均固定设有纵向排水边沟(13)；拱脚纵梁(7)内设有预埋泄水管(12)，预埋泄水管(12)嵌入边墙(3)内接入纵向排水边沟(13)。

本实施例中，拱部(1)喷射双层混凝土，第一层为150mm厚喷射混凝土，第二层为100mm厚喷射混凝土，两层喷射混凝土间设置防水喷膜。

本实施例中，边墙(3)喷射150mm厚单层混凝土。

本实施例中，弧形风道板(6)为钢筋混凝土的微拱结构。

本实施例中，拱脚纵梁(7)上方设有榫槽(17)，以便于收集拱部结构渗漏水，同时为后期施作补强二衬预留条件。拱部(1)的底端设有预留远期模筑二衬空间(5)。

本实施例中，预埋泄水管(12)直径为50mm，沿隧道纵向间距为10m。

本实施例中，横向排水盲管(14)、纵向排水盲管(15)采用十字连接方式并埋设于底板下方的混凝土垫层内；沿隧道纵向设置4根直径100mm的纵向排水盲管(15)，横向每间隔10m设置一道的直径75mm的横向排水盲管(14)。渗漏水最终通过横向排水盲管(14)汇入纵向排水盲沟(16)。

本实施例中，拱部(1)设置的拱部锚杆(2)为与拱部(1)第一层喷射混凝土同步施作的沿隧道拱部周边轮廓一定间距径向设置的岩石锚杆，边墙(3)设置的边墙局部锚杆(4)为与边墙(3)喷射混凝土同时施作的沿拱脚纵梁(7)下部布置的2排锚杆。

以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进行表述，本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。