巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于隧道與地下工程設計與施工技術領域，尤其涉及一種巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構。
【背景技術】
[0002]進入21世紀以來，我國城市軌道交通步入了快速發展時期，軌道交通作為城市交通中的重要組成部分，其運行網絡也逐漸形成。在線路建設過程中，遇到越來越多的換乘車站和樞紐，軌道交通的換乘方式與換乘效率對軌道交通系統運營的影響愈加明顯。
[0003]地鐵換乘站的建設，從站外換乘到站內換乘，目前正朝著綜合化(多種交通工具換乘)、便捷化的方向發展。早期的站內換乘，不僅結構復雜，而且換乘不便，現在世界各國在地鐵換乘站的建設中，都力爭使兩條換乘線路上的絕太多數客流橫過站臺即能換乘，最大限度地縮短換乘距離，平行換乘這種方式已應用于斯德哥爾摩地鐵換乘站和巴黎德方斯及香港的地鐵建設中，雙線采用平行換乘方式一般需要建設三層車站。
[0004]當地面交通和管線等環境條件不允許采用明挖時，就需要采用暗挖法實施，暗挖三層換乘車站一般開挖跨度達24m，開挖高度達26m，如此大規模的淺埋暗挖地鐵車站尚未見類似工程實例。目前超大斷面隧道一般采用CRD法、雙側壁導坑法、中洞法、側洞法和洞粧法等施工方法，如英法海峽隧道分叉處斷面的開挖寬度達21.2m，開挖高度達15.4m ;日本的第二布引隧道，在分叉段是從2車道(凈空斷面積59m2)變化到3?4車道的斷面(最大開挖寬度24m，開挖斷面積240m2)，均采用雙側壁導坑法施工。國內修建的暗挖地鐵車站如北京地鐵宣武門站、崇文門站、黃莊站、沈陽地鐵中街站等均是雙層車站，且都是在第四系地層中建設，采用的洞粧法和中洞法居多。
[0005]對于三層暗挖地鐵車站，結構跨度大，斷面高度高，側壓力大，車站結構型式和施工方法的選擇就顯得尤為重要。車站拱部支護、立柱結構的形成和高直邊墻的處理就是工程建設中的重點和難點部位，處置不當很容易引起諸如塌方、失穩等工程事故。CRD法和雙側壁導坑法一般適用于中型暗挖斷面；側洞法為兩個側導洞同步進行施工，然后施作中導洞，中柱系統建立較晚，斷面高度高結構穩定性差，地面變形最大；中洞法為中導洞先進行施工，建立起梁、柱支撐體系，然后施作側導洞，該工法的缺點是分塊較多，而且中導洞形成后側導洞開挖易形成不平衡推力，爆破施工對臨時支撐影響太大；洞粧法控制變形能力較強，但需要設置多個導洞和施作邊粧結構，廢棄工程量大，導洞內空間小，施工環境惡劣，而且洞粧法一般需要分層逆作，大大降低了施工工效。
[0006]綜上，上述傳統的施工方法主要適用于第四系地層，采用步步成環人工挖掘施工。在巖質地層中需要采取爆破施工方法，過多的分塊和大量的臨時支撐在爆破條件下非常不利，甚至可能因為臨時支撐失效引起不可接受的重大工程事故。因此，在巖質地層暗挖三層車站的結構型式和施工方案選擇時，應立足保證安全的條件下，考慮巖質地層的地點，選擇能夠實現機械化快速高效的施工方法。

【發明內容】

[0007]本實用新型結合巖石地層和上軟下硬地層中淺埋超大超高斷面的力學特點和支護機理，同時保證在城市復雜環境下能夠有效控制地層變形和結構穩定，減少爆破施工影響和提高施工效率，提出一種巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構，實現大型機械化進行巖質地層暗挖三層地鐵車站超大斷面隧道的施工。
[0008]本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:
[0009]—種巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構，其特征在于:包括主體拱形結構、鋼筋混凝土仰拱，所述鋼筋混凝土仰拱位于主體拱形結構的下方，所述主體拱形結構、鋼筋混凝土仰拱之間設有地下二層側墻、地下三層側墻，所述地下三層側墻頂端與地下二層側墻底端連接，所述主體拱形結構包括拱部二襯中段、拱部二襯側段，所述拱部二襯側段位于拱部二襯中段的兩側，所述拱部二襯側段底端與地下二層側墻頂端連接，所述鋼筋混凝土仰拱包括仰拱二襯中段、仰拱二襯側段，所述仰拱二襯側段位于仰拱二襯中段的兩側，所述仰拱二襯側段的頂端與地下三層側墻的底端連接，所述仰拱二襯中段的頂部設有兩個底縱梁，所述拱部二襯中段的底部設有兩個頂縱梁，所述頂縱梁與底縱梁之間設有鋼管柱，所述鋼管柱上設有地下一層中板中段、地下二層中板，所述地下一層中板中段、地下二層中板均水平設置，且地下二層中板位于地下一層中板中段的下方，所述地下一層中板中段的兩側分別設有地下一層中板側段，所述地下一層中板側段與地下二層側墻連接，所述地下二層中板的兩端與地下三層側墻連接，所述拱部二襯側段的下底面設有拱腳縱梁，所述拱腳縱梁內設有縱梁預埋壓漿鋼管，所述地下二層側墻、地下三層側墻的側面設有邊墻鋼管粧支護，所述邊墻鋼管粧支護側面設有邊墻預應力錨索、側墻錨桿，所述最上方的邊墻預應力錨索設置在拱腳縱梁和鋼管粧頂部交接處，所述邊墻鋼管粧支護、邊墻預應力錨索、側墻錨桿均位于拱腳縱梁的下方，所述主體拱形結構外面設有初期支護，所述初期支護外面設有超前支護，初期支護包括中部導洞初期支護、拱部側洞初期支護，所述拱部側洞初期支護的兩側拱腳處設置有縱向布置的拱腳壓漿鋼管，。
[0010]所述中部導洞初期支護采用格柵鋼筋噴射混凝土結構，沿其外緣全環設置超前小導管或者自進式管棚注漿超前支護。
[0011]所述拱腳縱梁為鋼筋混凝土結構，所述內部預埋壓漿鋼管注漿保證縱梁底部密實。
[0012]所述地下二層側墻、地下三層側墻的外側設置邊墻鋼管粧支護，所述邊墻鋼管粧支護上部錨入拱腳縱梁，下部插入深度超過結構底板下方，內部灌注水泥砂漿，開挖后鋼管粧間和表面采用噴射混凝土封閉。
[0013]主體結構兩排中柱采用鋼管柱，分段采用法蘭盤連接，內部灌注混凝土，與頂縱梁、底縱梁、地下一層中板中段、地下二層中板采用鋼筋籠或焊接鋼板連接固定。
[0014]所述拱部二襯中段和兩側拱部二襯側段連接形成一個大跨拱形結構，盡端支撐于拱腳縱梁上，與兩排鋼管柱一起形成傘蓋結構。
[0015]本實用新型的有益效果為:
[0016]1、本實用新型的巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構及施工方法，可以實現軟弱圍巖暗挖三層車站的超大斷面及其他大跨和超高的地下空間，結構設計合理、穩定性好，可以保證施工安全；
[0017]2、結構支護體系簡單，初期支護拆除量小，導洞廢棄工程量少；
[0018]3、中柱和拱部二襯傘蓋結構形成后，結構安全穩定且控制地層變形能力強，施工期間能提供開闊的作業空間保證下部施工方便快捷，大大提高施工效率；
[0019]4、拱部采用圓順拱形結構，沒有連拱結構V型節點，結構防水質量好；
[0020]5、邊墻采用鋼管柱結合預應力錨索結構，沒有任何臨時支撐，便于施工且無拆除支撐工況，有效保證高邊墻結構施工安全；
[0021]6、工法工藝簡單、操作方便，良好控制地層變形，并可為整個地下結構工程施工實現大型機械化作業提供條件，提高工效，節省工程造價；
[0022]7、本實用新型提供了一種淺埋或軟弱巖質地層暗挖三層地鐵車站或大型地下空間的支護結構形式、施工方法多項技術的組合應用與創新，結構受力合理，施工步驟簡單且實施進度快，解決了軟弱巖質地層高邊墻洞室穩定性差，傳統的鋼架和臨時支護結構形式復雜，施工工效和環境條件差，開挖過程中地層變形較大，施工安全風險大和施工組織不方便等諸多難題，較好地拓展了地下超大空間暗挖結構和施工技術的應用空間。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的暗挖三層地鐵車站傘蓋結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型中上下中部導洞的施工示意圖；
[0025]圖3為本實用新型中中部梁柱結構的施工示意圖；
[0026]圖4為本實用新型中地下一層側洞開挖支護的施工示意圖；
[0027]圖5為本實用新型中拱部二襯施工示意圖；
[0028]圖6為本實用新型中下層開挖支護施工示意圖；
[0029]圖7為本實用新型中地下三層二襯結構施工示意圖；
[0030]圖8為本實用新型巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構施工完成示意圖。
[0031]圖中，1-超前支護，2-中部導洞初期支護，3-中部導洞臨時豎撐，4-鎖腳錨管，
5-拉壓桿鋼管，6-拱部側洞初期支護，7-臨時支撐，8-拱腳壓漿鋼管，9-邊墻鋼管粧支護，10-邊墻預應力錨索，11-底縱梁，12-仰拱二襯中段，13-鋼管柱，14-頂縱梁，15-拱部二襯中段，16-中縱梁，17-地下一層中板中段，18-拱部二襯側段，19-仰拱二襯側段，20-地下三層側墻，21-地下二層中板，22-地下二層側墻，23-地下一層中板側段，24-站臺板內部結構，25-拱腳縱梁，26-縱梁預埋壓漿鋼管，27-側墻錨桿。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本實用新型做進一步描述:
[0033]—種巖質地層暗挖三層地鐵車站傘蓋結構，包括主體拱形結構、鋼筋混凝土仰拱，鋼筋混凝土仰拱位于主體拱形結構的下方，主體拱形結構、鋼筋混凝土仰拱之間設有地下二層側墻22、地下三層側墻20，地下三層側墻20頂端與地下二層側墻22底端連接，主體拱形結構包括拱部二襯中段15、拱部二襯側段18，拱部二襯側段18位于拱部二襯中段15的兩側，拱部二襯側段18底端與地下二層側墻22頂端連接，鋼筋混凝土仰拱包括仰拱二襯中段12、仰拱二襯側段19，仰拱二襯側段19位于仰拱二襯中段12的兩側，仰拱二襯側段19的頂端與地下三層側墻20的底端連接，仰拱二襯中段12的頂部設有兩個底縱梁11，拱部二襯中段15的底部設有兩個頂縱梁14，頂縱梁11與底縱梁14之間設有鋼管柱13，鋼管柱13上設有地下一層中板中段17、地下二層中板21、中縱梁16，地下一層中板中段17、地下二層中板21均水平設置，且地下二層中板21位于地下一層中板中段17的下方，地下一層中板中段17的兩側分別設有地下一層中板側段23，地下一層中板側段23與地下二層側墻22連接，地下二層中板21的兩端與地下三層側墻20連接，拱部二襯側段18的下底面設有拱腳縱梁25，拱腳縱梁25內設有縱梁預埋壓漿鋼管26，地下二層側墻22、地下三層側墻20的側面設有邊墻鋼管粧支護9，邊墻鋼管粧支護9側面設有邊墻預應力錨索10、側墻錨桿27，所述最上方的邊墻預應力錨索10設置在拱腳縱梁25和鋼管粧9頂部交接處，邊墻鋼管粧支護