一種地鐵車站主體結構及其四聯拱pba暗挖施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于地鐵車站施工技術領域，尤其是涉及一種地鐵車站主體結構及其四聯拱PBA暗挖施工方法。
【背景技術】
[0002]“PBA法”是利用小導洞施作粧梁形成主要傳力結構，在暗挖拱蓋下進行內坑開挖，常規采用“PBA法”施工地鐵車站時，一般均經過八個主要步驟。地鐵暗挖車站施工PBA法(也稱洞粧法)于20世紀90年代在北京地鐵復八線天安門西站施工中首次應用并取得成功，屬于較新的一種施工工法。隨著城市軌道交通的迅速發展，近些年來PBA法在北京地鐵宣武門站、王府井站、國貿站，沈陽地鐵青年大街站，大連地鐵星海廣場站等地鐵車站施工中逐漸被廣泛應用。
[0003]地鐵車站采用PBA法施工相對于明挖法車站施工而言，其基本不受地面道路交通、地下管線及建構筑物的影響，征地拆迀、交通導改和管線改移等前期工作投入較小且容易開展。隨著我國城市軌道交通建設的蓬勃發展，PBA法暗挖車站的應用也越來越廣泛。隨著大量工程實踐及理論研究，PBA暗挖車站施工技術不斷完善，應用范圍進一步擴大，使城市繁華街道中地鐵車站修建所面臨的交通導改、管線改移和房屋拆迀等難題得到了很好的解決，現已較多地應用于地面交通繁華的城市地下工程建設中，創造了巨大的社會和經濟效益。
[0004]但目前國內采用的PBA暗挖地鐵車站基本為一柱兩拱或兩柱三拱結構，暗挖車站主體結構施工完成后需在主體之外另行設置面積較大的風道或設備用房，這就增大了施工所需地面占地面積，加大了拆改工作量及前期投入，同時帶來了很多工期上的不確定因素。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種地鐵車站主體結構，其結構設計合理、整體結構穩固、造價低且施工簡便、使用效果好，采用四聯拱結構且能一次暗挖施工成型，施工工期能得到有效保證。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種地鐵車站主體結構，其特征在于:包括開挖形成的車站內部主體結構、多根由前至后布設在所述車站內部主體結構左側的左邊粧、多根由前至后布設在所述車站內部主體結構右側的右邊粧、三組由左至右布設于所述車站內部主體結構內部的中柱、搭設在所述車站內部主體結構中部且呈水平向布設的中板和布設在所述車站內部主體結構正上方的主體拱部，三組所述中柱均位于左邊粧和右邊粧之間且每組所述中柱均包括多根沿所述車站內部主體結構的縱向長度方向由前至后布設的所述中柱，三組所述中柱由左至右分別為第一中柱、第二中柱和第三中柱；所述左邊粧、右邊粧、第一中柱、第二中柱和第三中柱均呈豎直向布設；所述車站內部主體結構底部由左至右設置有第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁，所述車站內部主體結構頂部由左至右設置有第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁，所述第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁分別位于第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁的正上方，所述第一底縱梁、第二底縱梁、第三底縱梁、第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁均沿所述車站內部主體結構的縱向長度方向布設，多根所述第一中柱均支撐于第一底縱梁與第一頂縱梁之間，多根所述第二中柱均支撐于第二底縱梁與第二頂縱梁之間，多根所述第三中柱均支撐于第三底縱梁與第三頂縱梁之間；每組所述中柱中前后相鄰兩根所述中柱的中部之間均設置有一根沿所述車站內部主體結構的縱向長度方向布設的中縱梁；所述中板搭設于三組所述中柱的中部，所述中板左側支撐在多根所述左邊粧上且其右側支撐在多根所述右邊粧上，所述中板支撐在所述中縱梁上；
[0007]所述車站內部主體結構的底板和側墻上均設置有車站主體結構二次襯砌結構；所述主體拱部的左右兩側拱腳分別支撐在左側冠梁和右側冠梁上，所述左側冠梁和右側冠梁呈平行布設，所述左側冠梁支撐于多根所述左邊粧頂部，且右側冠梁支撐于多根所述右邊粧頂部；所述主體拱部為四聯拱且其由第一拱段、第二拱段、第三拱段和第四拱段從左至右連接而成，所述第一拱段支撐于左側冠梁與第一頂縱梁之間，所述第二拱段支撐于第一頂縱梁與第二頂縱梁之間，所述第三拱段支撐于第二頂縱梁與第三頂縱梁之間，所述第四拱段支撐于第三頂縱梁與右側冠梁之間；所述第一拱段、第二拱段、第三拱段和第四拱段的結構相同且其均包括初支扣拱和布設在初支扣拱下方的扣拱二次襯砌結構，所述車站主體結構二次襯砌結構與所述主體拱部的扣拱二次襯砌結構連接組成一個整體式二次襯砌結構；
[0008]所述左側冠梁布設于預先開挖形成的上部第一導洞的外側邊墻底部，所述右側冠梁布設于預先開挖形成的上部第五導洞的外側邊墻底部，所述第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁分別布設于預先開挖形成的上部第二導洞、上部第三導洞和上部第四導洞的內側上部，所述第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁分別布設于預先開挖形成的下部第二導洞、下部第三導洞和下部第四導洞的內側下部，多根所述左邊粧的底部均支撐于第一水平基礎上，多根所述右邊粧的底部均支撐于第五水平基礎上，所述第一水平基礎和第五水平基礎均沿所述車站內部主體結構的縱向長度方向布設，所述第一水平基礎位于預先開挖形成的下部第一導洞的內側底部，所述第五水平基礎位于預先開挖形成的下部第五導洞的內側底部。
[0009]上述一種地鐵車站主體結構，其特征是:所述第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁分別布設于上部第二導洞、上部第三導洞和上部第四導洞的縱向中心線上，所述第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁分別布設于下部第二導洞、下部第三導洞和下部第四導洞的縱向中心線上；
[0010]所述上部第一導洞、上部第二導洞、上部第三導洞、上部第四導洞和上部第五導洞由左至右進行布設，所述下部第一導洞、下部第二導洞、下部第三導洞、下部第四導洞和下部第五導洞由左至右進行布設，所述上部第一導洞、上部第二導洞、上部第三導洞、上部第四導洞和上部第五導洞分別位于下部第一導洞、下部第二導洞、下部第三導洞、下部第四導洞和下部第五導洞的正上方。
[0011]上述一種地鐵車站主體結構，其特征是:所述上部第一導洞內位于第一拱段上方的區域為第一混凝土回填區，上部第五導洞內位于第四拱段上方的區域為第五混凝土回填區，所述上部第二導洞內位于第一頂縱梁、第一拱段和第二拱段上方的區域為第二混凝土回填區，所述上部第三導洞內位于第二頂縱梁、第二拱段和第三拱段上方的區域為第三混凝土回填區，所述上部第四導洞內位于第三頂縱梁、第三拱段和第四拱段上方的區域為第四混凝土回填區。
[0012]上述一種地鐵車站主體結構，其特征是:所述下部第二導洞、下部第三導洞和下部第四導洞的內側底部分別設置有供第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁布設的第二水平基礎、第三水平基礎和第四水平基礎，所述第二水平基礎、第三水平基礎和第四水平基礎均沿所述車站內部主體結構的縱向長度方向布設，所述第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁分別布設在第二水平基礎、第三水平基礎和第四水平基礎上。
[0013]上述一種地鐵車站主體結構，其特征是:所述左邊粧和右邊粧均為鋼筋混凝土粧且二者均為人工挖孔粧；三組所述中柱均為鋼管柱，所述鋼管柱安裝于鋼管柱安裝孔內，所述鋼管柱包括呈豎直向布設的鋼管、澆筑于鋼管內的柱身混凝土結構和填充于鋼管上下部外側與所述鋼管柱安裝孔內壁之間的孔口混凝土結構。
[0014]上述一種地鐵車站主體結構，其特征是:所述上部第一導洞、上部第二導洞、上部第三導洞、上部第四導洞、上部第五導洞、下部第一導洞、下部第二導洞、下部第三導洞、下部第四導洞和下部第五導洞的拱部均設置有超前注漿加固結構；所述第一拱段、第二拱段、第三拱段和第四拱段上均設置有超前注漿加固結構。
[0015]同時，本發明還公開了一種施工步驟簡單、實現方便、施工工期短且工作量小、安全風險小、施工質量較易保證的地鐵車站四聯拱PBA暗挖施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0016]步驟一、導洞開挖及初期支護:對上部第一導洞、上部第二導洞、上部第三導洞、上部第四導洞、上部第五導洞、下部第一導洞、下部第二導洞、下部第三導洞、下部第四導洞和下部第五導洞分別進行開挖，開挖過程中同步對開挖完成的導洞洞壁進行初期支護，并獲得初期支護結構；
[0017]步驟二、水平基礎及底縱梁施工:待下部第一導洞、下部第二導洞、下部第三導洞、下部第四導洞和下部第五導洞均開挖完成后，在下部第一導洞和下部第五導洞的內側底部分別施工第一水平基礎和第五水平基礎，并在下部第二導洞、下部第三導洞和下部第四導洞的內側下部分別施工第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁；
[0018]步驟三、邊粧及中柱施工:待上部第一導洞、上部第二導洞、上部第三導洞、上部第四導洞和上部第五導洞均開挖完成后，在上部第一導洞與下部第一導洞之間施工多根所述左邊粧，并在上部第五導洞與下部第五導洞之間施工多根所述右邊粧；同時，在上部第二導洞與下部第二導洞之間、上部第三導洞與下部第三導洞之間以及上部第四導洞與下部第四導洞之間分別施工一組所述中柱；
[0019]步驟四、冠梁、頂縱梁與導洞內拱段施工:待多根所述左邊粧和多根所述右邊粧均施工完成后，在多根所述左邊粧頂部施工左側冠梁，并在多根所述右邊粧頂部施工右側冠梁；同時，對第一拱段的初支扣拱中位于上部第一導洞內的初支扣拱節段進行施工，并對第四拱段的初支扣拱中位于上部第五導洞內的初支扣拱節段進行施工；
[0020]待三組所述中柱均施工完成后，分別在三組所述中柱頂部施工第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁；同時，對第一拱段和第二拱段中位于上部第二導洞內的節段、第二拱段和第三拱段中位于上部第三導洞內的節段以及第三拱段和第四拱段中位于上部第四導洞內的節段分別進行施工；
[0021]步驟五、第一與第三拱段初支扣拱施工:按常規隧道初支扣拱的施工方法，由后向前對上部第一導洞與上部第二導洞之間以及上部第三導洞與上部第四導洞之間的土體或巖體進行開挖，且開挖過程中同步對第一拱段與第三拱段的初支扣拱進行施工；
[0022]所述上部第一導洞內位于第一拱段上方的區域為第一混凝土回填區，上部第五導洞內位于第四拱段上方的區域為第五混凝土回填區，所述上部第二導洞內位于第一頂縱梁、第一拱段和第二拱段上方的區域為第二混凝土回填區，所述上部第三導洞內位于第二頂縱梁、第二拱段和第三拱段上方的區域為第三混凝土回填區，所述上部第四導洞內位于第三頂縱梁、第三拱段和第四拱段上方的區域為第四混凝土回填區；
[0023]對第一拱段與第三拱段的初支扣拱進行施工過程中，由后向前對第一混凝土回填區、第二混凝土回填區、第三混凝土回填區、第四混凝土回填區和第五混凝土回填區分別進行混凝土回填；所述第一拱段與第三拱段的初支扣拱的施工進度相同；
[0024]步驟六、第二與第四拱段初支扣拱施工:按常規隧道初支扣拱的施工方法，由后向前對上部第二導洞與上部第三導洞之間以及上部第四導洞與上部第五導洞之間的土體或巖體進行開挖，且開挖過程中由后向前對第二拱段與第四拱段的初支扣拱進行施工；
[0025]所述第二拱段的初支扣拱的施工進度比第一拱段的初支扣拱的施工進度遲且二者的施工進度相差不小于10m，所述第四拱段的初支扣拱的施工進度比第二拱段的初支扣拱的施工進度遲且二者的施工進度相差不小于1m ;
[0026]步驟七、第一與第三拱段二次襯砌結構施工:按常規隧道二次襯砌施工方法，由后向前對第一拱段與第三拱段的扣拱