一种节理岩体暗挖车站的支护方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种节理岩体暗挖车站的支护方法及结构，包括：从地面垂直向下在岩体中开挖竖井；从竖井底部开挖横通道；在横通道内开挖若干导洞；同时进行混凝土回填设置外层初支；进行内层初支和拱部二衬的施工；继续开挖拱顶下方的岩体；进行边墙初衬的施工；自边墙初衬打入边墙锚索；进行仰拱二衬的施工并在所述仰拱二衬上方设置车站结构中板；设置站台层结构立柱。本发明专利技术通过设置竖井，并在竖井底部开挖横通道作为基础工作面，进行整个车站的开挖，有效的减少了施工场地的所需面积，同时通过在车站拱顶通过设置外层初支、内层初支、拱部二衬的多层支护，以及纵梁锚索、边墙锚索的设置，有效的保证了支护结构对岩体的支撑作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种节理岩体暗挖车站的支护方法及结构


[0001]本专利技术涉及大跨度暗挖隧道施工领域，尤其涉及一种节理岩体暗挖车站的支护方法及结构。

技术介绍

[0002]在城市地铁车站修建过程中，如何减少车站施工对周边既有构筑物的影响是施工过程中重点关注的问题，同时，车站的修建多聚集在城市建筑物密集带，施工场地受限。当区间隧道采用盾构法施工时，需要设置接收井，进一步增加了施工场地的所需面积，同时由于车站修建过程中难以避免穿越不良岩质体(节理面、断层、夹层)，因此难以保证支护结构对整个车站的支撑作用。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种节理岩体暗挖车站的支护方法及结构，以克服上述技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种节理岩体暗挖车站的支护方法，包括如下步骤：
[0006]S1：从地面垂直向下在岩体中开挖竖井；
[0007]S2：从竖井底部开挖横通道；
[0008]S3：在横通道内开挖第一纵向导洞和第二纵向导洞，所述第一纵向导洞和第二纵向导洞的开挖方向为与所述竖井的轴线垂直的方向；
[0009]S4：在所述第一纵向导洞和第二纵向导洞下方分别进行钢管桩的施工，以将所述钢管桩沿垂直向下方向打入岩体中；
[0010]S5：沿着所述第一纵向导洞的开挖方向，在所述横通道内开挖第三纵向导洞和第四纵向导洞；所述第三纵向导洞和第四纵向导洞与所述竖井壁之间形成竖井初支；
[0011]S6：对第一纵向导洞和第二纵向导洞远离岩体的方向进行混凝土回填，形成混凝土回填层；
[0012]S7：在所述混凝土回填层、第三纵向导洞和第四纵向导洞远离岩体的一侧沿着远离岩体的方向设置外层初支；
[0013]S8：在所述拱顶底部的端部进行底纵梁的施工，向所述拱顶底部的端部与岩体连接处浇筑混凝土；
[0014]S9：在所述拱顶底部的端部进行纵梁锚索的施工，以将所述纵梁锚索向岩体方向打入纵梁锚索；
[0015]S10：在所述外层初支远离岩体的一侧依次进行内层初支和拱部二衬的施工，所述外层初支、内层初支、拱部二衬共同形成拱顶；
[0016]S11：所述竖井沿远离岩体方向依次进行竖井初衬和竖井二衬的施工，以对竖井进行加固；
[0017]S12：在所述拱顶与所述竖井连接处进行加固区的施工；使得所述拱顶和所述竖井
初衬和竖井二衬通过加固区进行连接；
[0018]S13：继续开挖拱顶下方的岩体，形成车站通道；
[0019]S14：在拱顶底部两侧的端部下方分别进行边墙初衬的施工；所述边墙初衬设置于所述钢管桩远离岩体的一侧；并自所述边墙初衬向岩体方向打入边墙锚索；
[0020]S15：在所述车站通道底部进行仰拱二衬的施工；所述仰拱二衬的两端分别与两侧的边墙初衬底部连接；
[0021]S16：在所述仰拱二衬上方水平设置车站结构中板；所述车站结构中板的两端分别与两侧的边墙初衬连接；
[0022]S17：在所述车站结构中板和所述仰拱二衬之间进行站台层结构立柱的施工，所述站台层结构立柱顶端与所述车站结构中板连接，底端与所述仰拱二衬连接。
[0023]进一步的，所述拱顶的厚度、纵梁锚索的长度、两个所述纵梁锚索之间的距离、钢管桩的长度、两个所述钢管桩之间的距离、边墙锚索的长度、两个所述边墙锚索之间的距离、边墙锚索行数；均为在车站施工过程中根据岩体的节理参数进行计算。
[0024]进一步的，所述岩体的节理参数包括：节理黏聚力、节理膨胀角、节理摩擦角、节理抗拉强度、节理倾向、节理倾角。
[0025]进一步的，在车站施工过程的岩体的节理参数的获取方法如下：
[0026]S101，根据初始测定的围岩等级，确定岩体的节理参数取值范围；
[0027]S102，采用正交设计和均匀设计的方法，分别获取若干正交设计的岩体的节理参数的组合方案，和若干均匀设计的岩体的节理参数的组合方案；
[0028]S103：建立节理岩体暗挖车站的数值计算模型；并根据所述正交设计的岩体的节理参数的组合方案，和均匀设计的岩体的节理参数的组合方案，获取拱顶沉降位移、拱腰收敛位移、拱顶结构应力；
[0029]S104：根据随机森林算法，将拱顶沉降位移、拱腰收敛位移、拱顶结构应力作为输入，岩体的节理参数为输出，以获取优化的随机森林算法；
[0030]S105，根据优化的随机森林算法和岩体的节理参数取值范围，获取最优岩体的节理参数，即车站施工过程的岩体的节理参数；
[0031]S106，根据所述最优岩体的节理参数，对节理岩体暗挖车站的施工方案进行指导。
[0032]一种节理岩体暗挖车站支护方法的支护结构，包括：竖井、拱顶、若干钢管桩、车站结构中板、仰拱二衬、站台层结构立柱、两个边墙初衬；
[0033]所述竖井垂直于地面向下设置；所述竖井包括竖井初衬和竖井二衬；所述竖井初衬和竖井二衬沿竖井远离岩体方向向竖井内部依次设置；
[0034]所述拱顶设置于所述竖井底部，且沿着与所述竖井的轴线垂直的方向延伸，所述拱顶顶部与岩体抵接；
[0035]所述拱顶包括外层初支、内层初支和拱部二衬；且所述外层初支、内层初支和拱部二衬沿竖井轴线向下的方向依次层叠设置；所述外层初支远离所述内层初支的面与岩体相抵接；
[0036]所述仰拱二衬设置于所述拱顶下方；且其底部与岩体抵接；
[0037]所述边墙初衬设置于所述仰拱二衬与所述拱顶之间，且所述边墙初衬顶部与所述拱顶底部的一端固定连接，所述边墙初衬底部与所述仰拱二衬对应的一端固定连接；
[0038]所述车站结构中板水平设置于所述拱顶与所述仰拱二衬中间，且所述车站结构中板分别与两个所述边墙初衬固定连接；
[0039]所述车站结构中板与所述拱顶之间形成第一通道；所述车站结构中板、所述边墙初衬与所述仰拱二衬共同形成第二通道；
[0040]所述站台层结构立柱设置于所述仰拱二衬与所述车站结构中板之间，且其一端与所述车站结构中板底部固定连接，另一端与所述仰拱二衬顶部固定连接；
[0041]所述钢管桩固定设置于所述边墙初衬远离所述第二通道的一侧的岩体中，且其一端与所述拱顶底部的一端固定连接，另一端垂直向下延伸至所述仰拱二衬下方；若干所述钢管桩沿着所述拱顶底部的一端依次设置。
[0042]进一步的，还包括两个底纵梁、若干纵梁锚索；所述拱顶底部的一端与钢管桩/边墙初衬之间通过底纵梁固定连接；
[0043]所述纵梁锚索一端与所述底纵梁固定连接，另一端沿远离所述第一通道方向插入岩体内部；若干所述纵梁锚索沿所述底纵梁依次设置。
[0044]进一步的，所述竖井与所述拱顶通过加固区进行连接；
[0045]进一步的，还包括若干边墙锚索；所述边墙锚索一端与所述边墙初衬固定连接，另一端沿远离所述第二通道方向插入岩体内部。
[0046]有益效果：本专利技术的一种节理岩体暗挖车站的支护方法及结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节理岩体暗挖车站的支护方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：从地面垂直向下在岩体中开挖竖井(1)；S2：从竖井底部开挖横通道(28)；S3：在横通道内开挖第一纵向导洞(281)和第二纵向导洞(282)，所述第一纵向导洞(281)和第二纵向导洞(282)的开挖方向为与所述竖井的轴线垂直的方向；S4：在所述第一纵向导洞(281)和第二纵向导洞(282)下方分别进行钢管桩(4)的施工，以将所述钢管桩沿垂直向下方向打入岩体(900)中；S5：沿着所述第一纵向导洞(281)的开挖方向，在所述横通道(28)内开挖第三纵向导洞(283)和第四纵向导洞(284)；所述第三纵向导洞(283)和第四纵向导洞(284)与所述竖井壁之间形成竖井初支(15)；S6：对第一纵向导洞(281)和第二纵向导洞(282)远离岩体(900)的方向进行混凝土回填，形成混凝土回填层(285)；S7：在所述混凝土回填层(285)、第三纵向导洞(283)和第四纵向导洞(284)远离岩体的一侧沿着远离岩体(900)的方向设置外层初支(21)；S8：在所述拱顶底部的端部进行底纵梁(3)的施工，向所述拱顶底部的端部与岩体连接处浇筑混凝土；S9：在所述拱顶底部的端部进行纵梁锚索(31)的施工，以将所述纵梁锚索(31)向岩体(900)方向打入纵梁锚索(31)；S10：在所述外层初支(21)远离岩体的一侧依次进行内层初支(22)和拱部二衬(23)的施工，所述外层初支(21)、内层初支(22)、拱部二衬(23)共同形成拱顶；S11：所述竖井沿远离岩体(900)方向依次进行竖井初衬(11)和竖井二衬(12)的施工，以对竖井进行加固；S12：在所述拱顶与所述竖井连接处进行加固区(13)的施工；使得所述拱顶和所述竖井初衬(11)和竖井二衬(12)通过加固区进行连接；S13：继续开挖拱顶下方的岩体，形成车站通道(100)；S14：在拱顶底部两侧的端部下方分别进行边墙初衬(9)的施工；所述边墙初衬(9)设置于所述钢管桩(4)远离岩体(900)的一侧；并自所述边墙初衬(9)向岩体方向打入边墙锚索(91)；S15：在所述车站通道(100)底部进行仰拱二衬(7)的施工；所述仰拱二衬(7)的两端分别与两侧的边墙初衬(9)底部连接；S16：在所述仰拱二衬(7)上方水平设置车站结构中板(6)；所述车站结构中板(6)的两端分别与两侧的边墙初衬(9)连接；S17：在所述车站结构中板和所述仰拱二衬之间进行站台层结构立柱(8)的施工，所述站台层结构立柱(8)顶端与所述车站结构中板(6)连接，底端与所述仰拱二衬(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种节理岩体暗挖车站的支护方法，其特征在于，所述拱顶(2)的厚度、纵梁锚索(31)的长度、两个所述纵梁锚索(31)之间的距离、钢管桩(4)的长度、两个所述钢管桩(4)之间的距离、边墙锚索(91)的长度、两个所述边墙锚索(91)之间的距离、边墙锚索行数；均为在车站施工过程中根据岩体的节理参数进行计算。3.根据权利要求2所述的一种节理岩体暗挖车站的支护方法，其特征在于，所述岩体的
节理参数包括：节理黏聚力、节理膨胀角、节理摩擦角、节理抗拉强度、节理倾向、节理倾角。4.根据权利要求2所述的一种节理岩体暗挖车站的支护方法，其特征在于，在车站施工过程的岩体的节理参数的获取方法如下：S101，根据初始测定的围岩等级，确定岩体的节理参数取值范围；S102，采用正交设计和均匀设计的方法，分别获取若干正交设计的岩体的节理参数的组合方案，和若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜谙男，虢新平，冯云鹏，宋业华，李兴盛，闵庆华，尹清锋，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：