暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系及施工方法与流程

1.本发明属于地下工程建设技术领域，具体涉及一种暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系及施工方法。


背景技术：

2.在城市地铁施工时，车站与区间隧道分界处施工是集技术与工期的关键难题，由于车站一般设于交通要道，其环境复杂不能及时为隧道提供洞通条件，对于相接的浅埋暗挖隧道常规采取先开挖至车站端头一定距离后停止施工，待车站施工后在施工隧道，往往导致隧道不能按时洞通。因此对于车站端头处隧道施工工序、工期提出了更高的要求。由于暗挖隧道工序较为复杂，施工停滞、二次启动施工将引起暗挖工序转换较多，则对工程投资及施工进度均有较大影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系及施工方法，改变常规车站区间施工工序，克服现有施工技术的缺陷。
4.本发明所采用的技术方案为：暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：所述体系包括基坑部分和隧道部分；基坑部分包括基坑围护结构，为基坑两侧与端部均匀布置的围护桩，围护桩内侧设置有水平的基坑内钢围檩，两侧基坑内钢围檩与端部基坑内钢围檩之间分别设置有斜向的基坑钢支撑；隧道部分包括初支喷射混凝土和隧道二次衬砌，隧道二次衬砌端部设置有水平的隧道内钢围檩，隧道内钢围檩位于基坑端部的围护桩外侧，隧道内钢围檩与隧道二次衬砌之间设置有斜向的隧道钢支撑。
5.隧道内钢围檩与基坑内钢围檩位于基坑端部围护桩的两侧，并设置在同一高度。
6.初支喷射混凝土端部顶至基坑围护结构内，隧道二次衬砌端部顶至基坑围护结构外的变形缝处。
7.隧道内钢围檩端部深入隧道二次衬砌与基坑围护结构空隙，顶至初支喷射混凝土。
8.基坑内钢围檩置于通过锚栓锚入围护桩的角钢托架上。
9.基坑钢支撑端部通过与基坑内钢围檩外侧通长翼缘连接板焊接固定到基坑内钢围檩上。
10.隧道内钢围檩置于通过锚栓锚入围护桩的角钢托架上。
11.隧道钢支撑端部通过与隧道内钢围檩外侧通长翼缘连接板焊接固定到隧道内钢围檩上。
12.隧道二次衬砌内设置预埋连接件，隧道钢支撑端部固定到预埋连接件上。
13.如所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系施工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：暗挖隧道开挖支护初支结构施工至车站围护结构，并加强该段初支背后注浆，保证初支背后密实；步骤二：施工暗挖隧道二衬施工至变形缝处，并于二衬结构指定位置预埋钢板，保证后期与钢支撑连接牢固；步骤三：待二衬强度满足要求，架设钢围檩及钢支撑，钢围檩需深入二衬与基坑围护结构间隙，并顶至隧道初支结构处，其中如变形缝距离围护桩较远，注意填充空隙，后架设钢支撑。
14.本发明具有以下优点：本发明在车站基坑围护结构和暗挖隧道衬砌的基础上，在隧道内设置钢围檩和钢支撑的内支撑体系，根据暗挖隧道断面的大小及压力的强弱可对内支撑的布设数量做出调整；同时根据支护型式的特点，对围檩与二衬之间的连接节点进行优化，以便实现刚性支撑与二衬结构的良好结合，采用常规支护方式，不仅方便施工操作，还节省工程投资；设置了可施加预应力的钢支撑体系，可以有效控制围护结构侧壁变形及地表沉降，从而降低工程风险。
15.本发明产品成型后，改变车站区间分界常规处理措施，解决了由于先施工车站主体施工后施工隧道造成的工序、工期影响。其在城市地铁隧道建设领域有广泛的应用价值。
附图说明
16.图1为本发明平面示意图。
17.图2为本发明剖面立面示意图。
18.图中，1
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隧道二次衬砌，2
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初支喷射混凝土，3
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隧道内钢围檩，4
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隧道钢支撑，5
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基坑围护结构，6
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基坑内钢围檩，7
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基坑钢支撑，8
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变形缝。
具体实施方式
19.下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
20.本发明涉及一种暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，所述体系包括基坑部分和隧道部分；基坑部分包括基坑围护结构5，为基坑两侧与端部均匀布置的围护桩，围护桩内侧设置有水平的基坑内钢围檩6，两侧基坑内钢围檩6与端部基坑内钢围檩6之间分别设置有斜向的基坑钢支撑7；隧道部分包括初支喷射混凝土2和隧道二次衬砌1，隧道二次衬砌1端部设置有水平的隧道内钢围檩3，隧道内钢围檩3位于基坑端部的围护桩外侧，隧道内钢围檩3与隧道二次衬砌1之间设置有斜向的隧道钢支撑4。
21.隧道内钢围檩3与基坑内钢围檩6位于基坑端部围护桩的两侧，并设置在同一高度。
22.初支喷射混凝土2端部顶至基坑围护结构5内，隧道二次衬砌端部顶至基坑围护结构5外的变形缝8处。隧道内钢围檩3端部深入隧道二次衬砌1与基坑围护结构5空隙，顶至初支喷射混凝土2。
23.基坑内钢围檩6置于角钢托架上（托架通过锚栓锚入围护桩），基坑钢支撑7端部通
过与钢围檩外侧通长翼缘连接板焊接固定到基坑内钢围檩6上。隧道内钢围檩3置于角钢托架上（托架通过锚栓锚入围护桩），隧道钢支撑4端部通过与钢围檩外侧通长翼缘连接板焊接固定到隧道内钢围檩3上。隧道二次衬砌1内设置预埋连接件，隧道钢支撑4端部固定到预埋连接件上。
24.暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系施工方法，包括以下步骤：步骤一：暗挖隧道开挖支护初支结构施工至车站围护结构，并加强该段初支背后注浆，保证初支背后密实；步骤二：施工暗挖隧道二衬施工至变形缝处，并于二衬结构指定位置预埋钢板，保证后期与钢支撑连接牢固；步骤三：待二衬强度满足要求，架设钢围檩及钢支撑，钢围檩需深入二衬与基坑围护结构间隙，并顶至隧道初支结构处，其中如变形缝距离围护桩较远，注意填充空隙，后架设钢支撑。
25.钢支撑一般选用基坑支护工程常用的φ609钢管内支撑系统，以便于取材及重复利用。在隧道施工过程中，通过初期支护的背后注浆、隧道二衬、钢围檩及钢支撑有效连接的相互结合，形成的临时支护结构，可满足车站基坑施工期间变形等相关功能的要求。
26.本发明通过在隧道内设置钢围檩和钢支撑的内支撑体系，改变了常规处理车站端头的施工工序，且可根据暗挖隧道断面的大小及围护结构压力的强弱对内支撑的布设数量和支撑力做出调整，同时根据支护型式的特点，对围檩与二衬之间的连接节点进行优化，实现刚性支撑与二衬结构的良好结合；相比常规措施，不仅方便施工操作，还节省工程投资；设置了可施加预应力的钢支撑体系，可以有效控制围护结构侧壁变形及保证车站端头未施工条件下实现隧道洞通，从而降低工程风险。
27.本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：所述体系包括基坑部分和隧道部分；基坑部分包括基坑围护结构（5），为基坑两侧与端部均匀布置的围护桩，围护桩内侧设置有水平的基坑内钢围檩（6），两侧基坑内钢围檩（6）与端部基坑内钢围檩（6）之间分别设置有斜向的基坑钢支撑（7）；隧道部分包括初支喷射混凝土（2）和隧道二次衬砌（1），隧道二次衬砌（1）端部设置有水平的隧道内钢围檩（3），隧道内钢围檩（3）位于基坑端部的围护桩外侧，隧道内钢围檩（3）与隧道二次衬砌（1）之间设置有斜向的隧道钢支撑（4）。2.根据权利要求1所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：隧道内钢围檩（3）与基坑内钢围檩（6）位于基坑端部围护桩的两侧，并设置在同一高度。3.根据权利要求2所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：初支喷射混凝土（2）端部顶至基坑围护结构（5）内，隧道二次衬砌端部顶至基坑围护结构（5）外的变形缝（8）处。4.根据权利要求3所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：隧道内钢围檩（3）端部深入隧道二次衬砌（1）与基坑围护结构（5）空隙，顶至初支喷射混凝土（2）。5.根据权利要求4所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：基坑内钢围檩（6）置于通过锚栓锚入围护桩的角钢托架上。6.根据权利要求5所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：基坑钢支撑（7）端部通过与基坑内钢围檩（6）外侧通长翼缘连接板焊接固定到基坑内钢围檩（6）上。7.根据权利要求6所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：隧道内钢围檩（3）置于通过锚栓锚入围护桩的角钢托架上。8.根据权利要求7所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：隧道钢支撑（4）端部通过与隧道内钢围檩（3）外侧通长翼缘连接板焊接固定到隧道内钢围檩（3）上。9.根据权利要求8所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系，其特征在于：隧道二次衬砌（1）内设置预埋连接件，隧道钢支撑（4）端部固定到预埋连接件上。10.如权利要求9所述的暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系施工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：暗挖隧道开挖支护初支结构施工至车站围护结构，并加强该段初支背后注浆，保证初支背后密实；步骤二：施工暗挖隧道二衬施工至变形缝处，并于二衬结构指定位置预埋钢板，保证后期与钢支撑连接牢固；步骤三：待二衬强度满足要求，架设钢围檩及钢支撑，钢围檩需深入二衬与基坑围护结构间隙，并顶至隧道初支结构处，其中如变形缝距离围护桩较远，注意填充空隙，后架设钢支撑。

技术总结
本发明涉及暗挖隧道开挖至地下站站端的内支撑支护体系及施工方法，体系包括基坑部分和隧道部分；基坑部分包括基坑围护结构，为基坑两侧与端部均匀布置的围护桩，围护桩内侧设置有水平的基坑内钢围檩，两侧基坑内钢围檩与端部基坑内钢围檩之间分别设置有斜向的基坑钢支撑；隧道部分包括初支喷射混凝土和隧道二次衬砌，隧道二次衬砌端部设置有水平的隧道内钢围檩，隧道内钢围檩位于基坑端部的围护桩外侧，隧道内钢围檩与隧道二次衬砌之间设置有斜向的隧道钢支撑。本发明充分利用了钢围檩、钢支撑的施工灵活性、衬砌结构的可靠性，不仅施工便利、节省投资，而且还大大提升了施工效率降低了工程工期滞后风险。降低了工程工期滞后风险。降低了工程工期滞后风险。


技术研发人员：白阳阳 王立新 高升 李储军 汪珂 崔玉龙 来凯 贾少春 王博 翁木生 郑飞 王伟 王伟龙 刘锋 张利斌 雷永生 相旭 王天明 王俊 高志宏
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2021.07.20
技术公布日：2021/10/23