一种地铁大跨隧道主体结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种地铁大跨隧道主体结构。


背景技术：

2.根据大跨施工工程特点、地质水文条件和周边环境分析，在大跨开挖过程中，存在以下危险源：隧道坍塌、突泥涌水、地下管线破坏、周边建筑物沉降开裂、道路沉降或塌陷等。而地铁车站一般采用暗挖法施工，采用暗挖法施工地铁车站时，通常采用的施工方法有“中洞法”、“侧洞法”和“pba洞桩法”，在其实际施工过程中，上述“侧洞法”、“中洞法”和“pba洞桩法”会存在如所开挖导洞多，工序多，爆破次数多，因而扰动地层次数多，存在诸多不安全因素；导洞与导洞之间的连接点多，支护体系比较薄弱以及进度慢，成本大等缺陷和不足。
3.中国专利cn112922646a公开是关于叠合拱-墙一体式单跨支护大断面开挖暗挖车站修建方法，涉及暗挖车站修建方法领域，该方法包括：开挖边导洞；一对边导洞挖后，分别在外拱初期支护上安装拱脚钢架，并浇筑拱脚模筑混凝土；开挖中心导洞；分别在中心导洞上部以及一对边导洞的相对侧面施作内拱初期支护；开挖第一对导坑，并在第一对导坑的相对侧面顺接内拱初期支护；拆除临时中隔壁；分步开挖剩余空间。本公开技术方案解决了双侧壁导坑法施工空间有限、工效低的不足，又适应了软岩地层采用拱盖法岩层基本承载力不高的特征，但是该专利导洞与导洞之间的连接点多，进度慢，成本大。
4.中国专利cn201991017u公开了一种基于拱盖法施工成型的地铁大跨度车站主体结构，包括开挖形成的车站内部主体结构、中柱、中板和布设在车站内部主体结构正上方的主体拱部，主体拱部左右两侧的两个拱脚分别支撑在左右两道托脚梁上；主体拱部包括中部拱段和两个侧部拱段，两个侧部拱段分别布设在预先开挖形成的左右两个边侧主体导洞内，左右两道托脚梁分别布设在两个边侧主体导洞的外侧边墙底部；主体拱部由外至内包括初期支护体系和车站主体扣拱二次衬砌结构。但是该专利存在针对多个导洞的需求时施工安全性不确定的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种地铁大跨隧道主体结构。
6.为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种地铁大跨隧道主体结构，包括管棚环梁、导洞模块、预留岩台和锚杆组件；所述导洞模块包括第一导洞、第二导洞、第三导洞、第四导洞、第五导洞和第六导洞；所述导洞模块沿管棚环梁的内侧壁开设，且以隧道中线为中心线的左右两边分别对称设置三个导洞；所述管棚环梁的两端部均设有托脚梁；所述预留岩台设于大跨隧道内部；
8.所述锚杆组件包括砂浆锚杆和超前小导管，砂浆锚杆安装在托脚梁处，超前小导管设于第三导洞和第四导洞的外侧拱脚处。
9.进一步地，所述管棚环梁呈拱形结构，且拱形结构的凸起区域设置有第一导洞和
第二导洞，且第一导洞和第二导洞沿隧道中线呈镜像对称。
10.进一步地，设置在所述管棚环梁两端的托脚梁沿隧道中线呈镜像对称，且靠近托脚梁的位置分别设置有第三导洞和第四导洞，其中第三导洞和第四导洞沿隧道中线呈镜像对称。
11.进一步地，所述隧道主体的侧墙上均匀设置有多道砂浆锚杆，且多道砂浆锚杆的一端延伸至与水平地面的水平线相交，且两者之间的夹角为15
°
。
12.进一步地，多道所述砂浆锚杆之间相互平行。
13.进一步地，所述超前小导管的一端延伸至与水平地面的水平线相交，且两者之间的锐角夹角为30
°
。
14.进一步地，所述隧道主体的侧墙处设有用于分段浇筑砼的二衬纵向侧墙二衬，间隔的范围为6m一段。
15.进一步地，所述侧墙外侧设有厚度为200mm的混凝土垫层。
16.进一步地，所述预留岩台与侧墙二衬之间设有开挖的用于临时支护的作业空间。
17.进一步地，所述预留岩台设置在右线线路中心线和左线线路中心线之间，且预留岩台破面挂设有直径为8mm，相邻间距为150mm
×
150mm的钢筋网片，且喷射15cm厚c25混凝土，预留岩台顶部浇筑30cm厚c35混凝土。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果具体体现在：
19.本实用新型提供的一种地铁大跨隧道主体结构中设置的预留岩台有效改善了隧道内的围岩稳定条件，既减少了洞室开挖量，并未扣拱应急支顶提供条件；且该结构中设置的锚杆组件以及锚索等可以有效保证施工的安全，加强了超前支护和初期支护质量，控制和减小围岩的变形，及时进行初支背后注浆确保初支背后密实；且本实用新型采用双层初支保证破除导洞侧壁施做二衬，提高了拱盖整体的稳定性，将扣拱开挖划分未六个导洞，确保了小段面开挖支护结构的稳定性。
附图说明
20.图1为本实用新型的整体结构示意图；
21.图2为预留岩台施工示意图；
22.图3为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤1的结构示意图；
23.图4为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤2的结构示意图；
24.图5为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤3的结构示意图；
25.图6为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤4的结构示意图；
26.图7为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤5的结构示意图；
27.图8为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤6的结构示意图；
28.图9为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤7的结构示意图；
29.图10为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤8的结构示意图；
30.图11为本实用新型中隧道大跨开挖前后施工步序中的步骤9的结构示意图；
31.附图标记：1.管棚环梁；2.第一导洞；3.第二导洞；4.第三导洞；5.第四导洞；6.第五导洞；7.第六导洞；8.预留岩台；9.砂浆锚杆；10.超前小导管；11.自进式中空锚杆；12.侧墙二衬；13.混凝土垫层；14.托脚梁；15.二层初支。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
33.实施例1
34.根据图1-图2所示的一种地铁大跨隧道主体结构，包括管棚环梁1、导洞模块、预留岩台8和锚杆组件，还包括二层初支15和衬砌；所述导洞模块包括第一导洞2、第二导洞3、第三导洞4、第四导洞5、第五导洞6和第六导洞7；所述管棚环梁1位于横通道内采用型钢钢架与钢筋拉结管棚，喷射混凝土后联立成为整体，为洞门开挖提供安全条件。
35.所述导洞模块沿管棚环梁1的内侧壁开设，且以隧道中线为中心线的左右两边分别对称设置三个导洞，采用品字型开挖步序，开挖过程拱顶围岩存在原基岩支撑，保证整体稳定，具体的，所述管棚环梁1呈拱形结构，且拱形结构的凸起区域设置有第一导洞2和第二导洞3，且第一导洞2和第二导洞3沿隧道中线呈镜像对称，靠近第二导洞3一侧设有第六导洞7，沿隧道中线与第六导洞7呈镜像对称的为第五导洞6，第六导洞7的一侧设有第四导洞5，沿隧道中线与第四导洞5呈镜像对称的为第三导洞4；所述管棚环梁1的两端部均设有托脚梁14，采用品字型开挖步序，开挖过程拱顶围岩存在原基岩支撑，保证整体稳定，设置在所述管棚环梁1两端的托脚梁14沿隧道中线呈镜像对称，大跨隧道首层初支、二层初支15及二次衬砌结构均坐落于托脚梁14上方；且靠近托脚梁14的位置分别设置有第三导洞4和第四导洞5，其中第三导洞4和第四导洞5沿隧道中线呈镜像对称；
36.所述预留岩台8设于大跨隧道内部；所述锚杆组件包括砂浆锚杆9和超前小导管10，砂浆锚杆9安装在托脚梁14处，此时的侧墙开挖背后岩层加固，保证扣拱拱角下部受力条件下岩层稳定，自进式中空锚杆11和超前小导管10设于第三导洞4和第四导洞5的外侧拱脚处，防止开挖过程支护结构收敛变形，防止联立成拱阶段拱脚受力位移。所述隧道主体的侧墙上均匀设置有多道砂浆锚杆9，所述多道砂浆锚杆9之间相互平行，且多道砂浆锚杆9的一端延伸至与水平地面的水平线相交，且两者之间的夹角为15
°
。所述超前小导管10的一端延伸至与水平地面的水平线相交，且两者之间的夹角为30
°
。所述隧道主体的侧墙处设有用于分段浇筑砼的二衬纵向侧墙二衬12，间隔的范围为6m。所述侧墙外侧设有厚度为200mm的混凝土垫层13。所述预留岩台8与侧墙二衬12之间设有开挖的用于临时支护的土石方层。所述预留岩台8设置在右线线路中心线和左线线路中心线之间，且预留岩台8破面挂设有直径为8mm，相邻间距为150mm
×
150mm的钢筋网片。其中设置的预留岩台8有效改善了扣拱下部大体量开挖隧道内的围岩稳定条件，为防止拱顶沉降提供应急支顶条件，减少了扣拱下部洞室一次性开挖体量，保证拱脚下部侧墙及时成型，既保证了开挖的安全，提高了支护的安全性，并提供应急条件，侧墙及仰拱混凝土找平后，直接进行二衬施工，节省了钢架安装及挂网喷混工序，节约成本的同时，提高了施工工效。
37.具体的，如图3-图11所示，隧道大跨开挖前后施工的步序为：
38.步骤1：左右线盾构掘进完成后，从2#横通道施做超前φ159mm管棚及遇水超前注浆，注浆完成后施做管棚环梁1；
39.步骤2：第四导洞5开挖，并及时施做初支及临时支撑；第三导洞4通过4#横通道进行开挖；第三导洞4和第四导洞5贯通后进行地基承载力、岩石强度试验、试验满足要求后施做拱脚托梁；
40.步骤3：第一导洞2相对第三导洞4滞后5m开挖，并及时施做初支及临时支撑；第二导洞3相对第一导洞2滞后5m开挖，并及时施做初支及临时支撑；
41.步骤4：第五导洞6和第六导洞7相对第四导洞5滞后3-5m开挖，并施做初支及临时支撑；
42.步骤5：各导洞贯通后施做二层初支15；
43.步骤6：所有导洞贯通后施做第二次初支，施工完成后拆除临时支撑。临时支撑拆除先边导洞竖向支撑，按隔三拆一，后隔一拆一，每一步监测稳定后方可进行下一步拆除作业；
44.步骤7：各导洞临时支撑拆除后施做二衬，如施工空间不足待盾构贯通后可拆除部分管片并对进行管片内回填后施做二衬；
45.步骤8：拆除隧道范围盾构管片；下部结构进行跳槽开挖，每段6m开挖土石方并及时施做侧墙锚喷等临时支护，铺设防水，施做侧墙主体结构且预留岩台8破面挂设有直径为8mm，相邻间距为150mm
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150mm的钢筋网片，且喷射15cm厚c25混凝土；
46.步骤9：开挖剩余土石方；施做二衬仰拱；隧底回填至设计标高。
47.以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。