一种深埋PBA地铁车站断面设计方法

1.一种深埋PBA地铁车站断面设计方法，其特征在于，包括以下步骤：a.对车站断面结构上方的地层空洞进行检测；b.布置地面降水井和洞内水平井，并在地面打设复合锚杆桩(14)；打设复合锚杆桩(14)时的钻孔操作为：钻机采用合金钻头进行钻孔以形成锚孔；采用混凝土三次注浆，每次注浆的深度为锚孔深度的1/3；每次注浆时将水泥、砂和碎石搅拌均匀后倒入锚孔中，然后往锚孔中加入水以使得水、水泥、砂和碎石混合形成混凝土浆料，接着采用振动棒将混凝土浆料振动均匀；注浆结束后，将复合锚杆的下端自上而下插入混凝土浆料中；待锚孔中的混凝土浆料固化以成型出桩体；浇注的混凝土强度至少达到C30；所述复合锚杆包括锚杆主体，锚杆主体外侧包覆有纤维强化塑料筒体，纤维强化塑料筒体与锚杆主体之间采用滑动连接，纤维强化塑料筒体与锚杆主体之间分别设有锚固锁定件、抗扭筒体及金属丝管，锚固锁定件顶部及底部均穿过纤维强化塑料筒体设置，且锚固锁定件通过锚固螺栓分别与纤维强化塑料筒体及锚杆主体连接，且抗扭筒体与纤维强化塑料筒体内侧面滑动连接，金属丝管内置金属丝，且金属丝管卡接在纤维强化塑料筒体上，锚杆主体靠近一端部处安装有支撑构件，锚杆主体一端部且位于支撑构件一侧面连接有连接件；锚杆主体采用整体成型而成；所述的纤维强化塑料筒体的纤维强化塑料由以下步骤制备：(1)将不饱和电木加入搅拌皿中，按照900-1000r/min的搅拌速率进行搅拌，搅拌时间为25-30min；(2)在步骤(1)搅拌后的不饱和电木中加入浓度20-25％的稀盐酸，按照1300-13500r/min的搅拌速率进行搅拌，得到弱酸性混合物；(3)将步骤(2)中得到弱酸性混合物和适量的丙三醇三缩水甘油醚、乙氧基月桂酷胺以及三氧化二钇加入反应釜中，并输入氮气将反应釜密封，反应釜加热至195-200℃进行反应，反应时间为4-4.5小时；(4)待步骤(3)的反应物粘度达到28-30mPa·S，酸值达到35-40mg KOH/g后，抽真空冷却至78-80℃后加入1:1质量比的二氧化钛进行混合，再在常温下静置，得到改性纤维强化塑料；c.在主体拱部(1)以及小导洞(2,3)之上的位置施作大管棚(4)，并进行深孔注浆对土体加固；上述大管棚(4)的施作采用超前小导管分段打设的方法，每段之间纵向搭接；所述超前小导管L＝2.5m，环向间距为0.3m，隔榀打设，并且在深孔注浆段取消打设；格栅钢架侧墙节点处各设一根锁脚锚管；所使用的超前小导管包括中空本体，所述中空本体上设置有外螺纹，并沿中空本体的轴向方向以及圆周上有多个注浆孔；在所述中空本体的一端设置有钻头；相邻注浆孔之间的距离为0.2-0.25m；所述钻头为无缝钢管，其外径为40-45mm，壁厚为8-10mm，所述钻头的外端面设置有硬质合金层；所述超前小导管的施工工艺为：准备超前小导管所用原料，准备开孔设备，准备注浆材料；超前小导管打入土体中，沿拱部环向布置，每两排超前小导管搭接长度为1.5m，超前小导管尾端固定在钢拱架上；注浆采用不定量注浆，进浆速度控制在每根超前小导管总进量为20-25L/min；注浆结束后及时清洗泵、阀门和管路，保证机具完好，管路畅通；超前小导管打入土体时用风枪开孔，开孔直径为55-58mm，并用吹管将砂石吹出，钻孔深度为4.5-5m；用风钻将超前小导管顶入孔中后检查管内有无充填物，如有充填物，用吹管吹出；用塑胶泥封堵导管周围及孔口，严格按设计要求打入超前小导管，超前小导管管端外露25-30cm，外露部分安装注浆管路；注浆前先喷射混凝土4cm厚的封闭掌子面，形成止浆盘；注浆压力为0.7-0.8Mpa；所述的注浆材料至少包括以重量份的如下组份：50-60份的二氧化硅、20-25份的苛性钠、10-15份的二盐基性磷酸钠、1-2份的2-丙烯酸纳均聚物和1-2份的多聚磷酸钠；所述注浆材料的制备方法，包括以下步骤：先将二氧化硅过水提纯；再将二氧化硅和苛性钠放入高压蒸锅内强力搅拌均匀，蒸汽加热；高压蒸锅内以3-5℃/min速率升温至190℃-200℃，压力控制在0.9-1.1MPa，恒温保存并不断搅拌得到乳化液；将二盐基性磷酸钠溶液、2-丙烯酸纳均聚物溶液、多聚磷酸钠溶液依次注入蒸锅中，不断搅拌，3.5-4小时后反应结束，降温至20-25℃；倒出，过滤得上层清液即可；d.施工小导洞(2,3)并预埋连接钢筋；e.架设小导洞(2,3)的格栅拱架，并与预埋连接钢筋连接；f.对小导洞(2,3)内进行初支，然后在小导洞(2,3)中分别施作边桩(5,6)，边桩(5,6)外侧与上边的小导洞(2,3)间均采用混凝土回填，再分别模筑边桩(5,6)的冠梁(7,8)；g.从两边的所述小导洞(2,3)开始向中间对称开挖主体拱部(1)，架设主拱格栅钢架，并与预埋连接钢筋连接，在主体拱部(1)内进行初支，之后采用泵送的方式进行主体拱部(1)的二衬结构(9)混凝土浇筑；h.开挖下部主体中心(10)土体，进行断面上台阶土体开挖，同时对相邻边桩间的侧向土体进行初次衬砌，开挖至边桩冠梁(7,8)的标高位置，在两侧边桩(5,6)间横向设置第一道水平支撑；待第一道水平支撑完成，继续进行下台阶第二层土方开挖，依次完成第二道、第三道水平支撑；待第三道水平支撑完成后，继续分层开挖至基础，施作扩大基础并对基础进行加固；在进行下部主体中心(10)的下部二衬结构施工时要搭设满堂脚手架和支承钢模板，留二衬结构施工缝；并采用液压装置拆除三道水平支撑；i.施工基础的底部垫层、防水层；然后进行下部主体中心(10)的下部二衬结构的底板(11)施工；拆除第三道水平支撑，进行下部主体中心(10)的下部二衬结构的边墙(12)施工；进行第二道水平支撑的拆除和下部主体中心(10)的下部二衬结构的边墙(12)与中板(13)的施工；拆除第一道水平支撑，进行主体拱部(1)的二衬结构(9)与下部主体中心(10)的二衬结构之间的后浇带和施工缝的施工；j.施作附属结构，所述附属结构包括但不限于站台板(15)，形成完整的车站结构。 2.根据权利要求1所述的深埋PBA地铁车站断面设计方法，其特征在于，施工前在地面打设3排φ150复合锚杆桩(14)，排距0.8-1.5m，桩距0.5-1m；复合锚杆桩(14)桩长为27-30m，打设角度为15-18°。 3.根据权利要求2所述的深埋PBA地铁车站断面设计方法，其特征在于，在地面打设复合锚杆桩(14)前，应详细调查地下管线情况，确保管线安全；打设复合锚杆桩的施工步骤依次为：测量定位，钻机就位，钻孔，安装钢筋笼及注浆管，注浆，二次注浆，三次注浆，结束注浆。 4.根据权利要求3所述的深埋PBA地铁车站断面设计方法，其特征在于，所述车站断面的主体标准断面尺寸为16.53×13.6m，所述车站断面的拱顶距离地面为14.9m，属于深埋作业；小导洞(2,3)初支结构厚0.2-0.5m，主体拱部(1)初支结构厚度0.3-0.5m；格栅钢架纵向间距0.5-1m。 5.根据权利要求4所述的深埋PBA地铁车站断面设计方法，其特征在于，在所述各施工缝处加入遇水膨胀材料；所述的第一道、第二道和第三道水平支撑均采用型钢桩或钢混组合材料；所述底板(11)采用仰拱形式，所述仰拱的两端分别与边墙(12)固接。 6.根据权利要求5所述的深埋PBA地铁车站断面设计方法，其特征在于，施作边桩(5,6)时，在桩位线两侧铺设便于钻机在小导洞内移动施工的轨道钢轨，将安装轨轮的钻机通过明挖井口吊下，沿轨道钢轨移进小导洞内，然后将钻机定位，连接泥浆分离系统，施钻，钻孔清孔完毕，分节下放钢筋笼，最后泵送混凝土至桩位，导管法灌注。