CN103452561B - 一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法、以及东、西两侧施工方法 - Google Patents

一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法、以及东、西两侧施工方法 Download PDF

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瞿国丽
杨龙腾
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Abstract

本发明公开了一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,包括以下步骤:a、开挖竖井至首层横向通道底标高下方,并通过型钢和C20网喷砼对竖井进行临时封底;b、搭设工作平台,进行测量放线,放出首层横向通道的马头门开挖轮廓线,完成首层横向通道的施工;下层横向通道马头门破除时内部已成环,减少了破除马头门引起的沉降,即通过在横向通道先内成环、后破马头门的方式,大大降低了破除马头门的风险。

Description

一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法、以及 东、西两侧施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种地铁暗挖车站多层横通道竖向进洞施工方法,该施工方法特别适 用于地铁暗挖车站大断面多层多洞室横通道竖向进洞施工。
背景技术
[0002] 地铁暗挖车站浅埋于城市道路下方,需在地面下开挖竖井开辟工作面组织施工, 而道路位置不具备开挖竖井条件,则必须根据工程所处条件,在地铁车站一侧开挖竖井,再 从竖井向车站方向开挖横向通道,由横向通道再开辟进入地铁车站的工作面。
[0003] 竖井一般位于车站主体结构两侧,竖井深度取决于车站主体结构埋深,且比横向 通道结构深1. 5米左右,作为集土坑,便于抓斗抓运土方,竖井主要用于车站主体结构施工 期间出土、施工材料运入,在主体结构施完毕后兼做风井使用;横向通道一般位于车站纵向 两端,与车站正交,车站横断面横向和竖向结构尺寸决定横向通道长度和深度(层数),横 向通道与竖井相连,为施工车站主体结构(上下导洞、站厅、站台)施工提供工作面,作为车 站出土、材料进出的运输通道,车站两端的横向通道在车站主体结构施工完毕后兼做风道 使用,车站中部横向通道只作施工工作面使用,完成车站结构后进行回填。竖井及横向通 道是地铁暗挖车站施工的先导工序,对其安全有效的施工,是保证全面进入车站主体结构 施工的关键。
[0004] 在暗挖竖井及横向通道施工中,常用以下两种方法:
[0005] 现有施工方法一,竖井分层多次临时封底,然后逐层搭设脚手架破除马头门,每 次横向通道马头门破除完成后,大部分脚手架埋在渣土里,脚手架损耗大且多次封底破除 马头门施工速度缓慢,成环时间迟,从而易引起沉降加大;
[0006] 现有施工方法二,开挖竖井至设计标高后永久封底,然后从竖井底搭设超高脚手 架,脚手架搭设量大,使用存在较大风险,在每层横向通道马头门破除完成后开挖该层横向 通道过程中,需要拆除该层的脚手架,且下层大量脚手架被埋于渣土里,渣土只能采用人工 进行清理,施工速度极其缓慢,且破除的砼块及割除的格栅也极易碰撞脚手架,存在较大的 安全隐患。
[0007] 随着城市轨道交通的发展,暗挖车站逐渐增多,上述多层横向通道马头门进洞施 工方法还存在速度慢、安全风险大、材料投入多等不足之处。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于:针对城市轨道交通的发展,暗挖车站逐渐增多,常规的多层横 向通道马头门进洞施工方法存在速度慢、安全风险大、材料投入多等不足之处,提供一种: 不用在每层横向通道施工时均在竖井内搭设施工脚手架的施工方法,节约了大量的脚手架 及相应材料,避免了人员处于抓斗下高风险作业及规避了脚手架易垮塌安全风险,且马头 门破除时内部已成环,减少了破除马头门引起的沉降。
[0009] 为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
[0010] 一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,包括以下步骤:
[0011] a、开挖竖井至首层横向通道底标高下方,并通过型钢和C20网喷砼对竖井进行临 时封底;
[0012] b、搭设工作平台,进行测量放线,放出首层横向通道的马头门开挖轮廓线,完成首 层横向通道的施工;
[0013] c、破除竖井的临时封底,下挖至最底层横向通道下方,并进行永久封底;
[0014] d、利用首层横向通道作为施工作业面,对其下方的第二层横向通道进行进洞施 工,第二层横向通道靠近竖井壁处挖空、支护以后,由第二层横向通道内部向外破除马头 门;
[0015] e、重复步骤d,利用上层横向通道作为下一层横向通道的施工作业面,逐层挖掘, 直至完成各层横向通道的挖掘和支护。
[0016] 采用上述施工方法,具有以下有益效果:借助上一层横向通道作为下一层横向通 道的开挖工作平台,不用每层均在竖井内单独搭设施工平台,解决了人员通行至工作面的 安全问题,并且避免了人员处于抓斗下高风险作业及规避了脚手架易垮塌安全风险,节约 了大量的脚手架及相应材料,快速实现了土方开挖、支护、成环。并且马头门破除时内部已 成环,减少了破除马头门引起的沉降,即通过在横向通道先内成环、后破马头门的方式,大 大降低了破除马头门的风险。
[0017] 优选的,所述步骤d具体包括以下步骤:
[0018] dl、用风镐破除步骤b中首层横向通道中第三榀至第五榀临时仰拱,并将第四榀 临时仰拱部分割除;
[0019] d2、用矩形的加强环梁,将第三榀至第五榀的临时仰拱焊接成整体:所述加强环梁 的宽度方向的两侧边分别与第三榀和第五榀临时仰拱焊接,所述加强环梁的长度方向的两 侧边分别与第四榀临时仰拱的两个断裂端焊接;
[0020] d3、从加强环梁处向下开挖至第二层横向通道,形成竖向通道;
[0021] d4、从第二层横向通道内的竖向通道、开挖至竖井壁,并在竖井壁处破除形成出土 洞口,所述出土洞口用作第二层横向通道台阶开挖时的临时出土洞口;
[0022] d5、通过竖向通道,将第二层横向通道向内掘进至预设位置,完成第二层横向通 道内部的开挖和支护;
[0023] d6、破除第二层横向通道的马头门。
[0024] 采用上述方式,通过小范围破除临时仰拱、并采用加强环梁换撑的方式,完成了横 向通道支撑的力学转换,确保了横向通道结构受力安全;并且,通过开挖出竖向通道,将水 平进洞转化为竖向进洞,使竖井内的环向格栅最大时间保留;另外,还通过在竖井壁处破除 形成出土洞口的方式,便于正在挖掘的横向通道内部土体的排出。
[0025] 优选的,所述步骤d4、步骤d5中,采用分层开挖的方式,开挖坡度不小于1 :0. 25。 采用这样的方式,有利于保持开挖过程中土体的稳定。
[0026] 优选的,所述步骤d4、步骤d5中,每挖进50cm的进尺,即在开挖面喷5cm厚的C20 砼。采用这样的方式,有利于保持开挖过程中土体的稳定。
[0027] 需要说明的是,上述挖进的进尺,即包括横向的进尺、也包括竖向的进尺;
[0028] 一种地铁暗挖车站东、西两侧多层横向通道的施工方法,包括设置于中隔墙两侧 的东侧洞和西侧洞,其特征在于,包括以下几个步骤:
[0029] 步骤1、用上述地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,完成西侧洞首层横 向通道及第二层横向通道的挖掘和支护;
[0030] 步骤2、用上述地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,完成东侧洞首层横 向通道的挖掘和支护;
[0031] 步骤3、在西侧洞的第二层横向通道内,用加强环梁在中隔墙上挖出预留出土通 道,并通过中隔墙上的预留出土通道将东侧洞的第二层横向通道内的土体,移出至西侧洞 的第二层横向通道内,并由西侧洞的第二层横向通道上的出土洞口倒入竖井;
[0032] 步骤4、完成东侧洞上第二层横向通道的挖掘和支护。
[0033] 采用这样的方式,利用小洞口快速挖掘,施工效率更高,施工成本低廉。
[0034] 优选的,所述步骤3中,在中隔墙上挖出预留出土通道以后,在东侧洞的土体侧部 设置有斜向坡面。采用这样的结构,通过斜向坡面引导土体滑落至已挖空的西侧洞,并且, 斜向坡面具有支撑、稳定土体的作用。
[0035] 优选的,所述步骤4中采用台阶法、分两个方向同时挖掘东侧洞的第二层横向通 道,在上台阶预留核心土,其纵向坡度不小于1 :〇. 25。采用这样的方式,具有挖进效率高、 土体稳定性强的有益效果。
[0036] 由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:借助上一层横向通道作为下一 层横向通道的开挖工作平台,不用每层均在竖井内单独搭设施工平台,解决了人员通行至 工作面的安全问题,并且避免了人员处于抓斗下高风险作业及规避了脚手架易垮塌安全风 险,节约了大量的脚手架及相应材料,快速实现了土方开挖、支护、成环。并且马头门破除时 内部已成环,减少了破除马头门引起的沉降,即通过在横向通道先内成环、后破马头门的方 式,大大降低了破除马头门的风险。
附图说明
[0037] 图1为本发明的施工工艺流程图;
[0038] 图2为临时封底时、竖井与横向通道结构纵剖面图;
[0039] 图3为临时封底后、挖掘出首层横向通道的结构纵剖面图;
[0040] 图4为永久封底后的结构纵剖面图;
[0041] 图5为本发明中加强环梁的布置图;
[0042] 图6为图5中加强环梁的连接结构详图;
[0043] 图7为本发明中在第二层横向通道挖出竖向通道的结构示意图;
[0044] 图8为图7中竖向通道的局部放大示意图;
[0045] 图9为本发明中出土洞口的结构示意图;
[0046] 图10为图9中1-1剖视图;
[0047] 图11为图9中2-2剖视图;
[0048] 图12为第二层横向通道阶梯式开挖中上层挖掘的示意图;
[0049] 图13为第二层横向通道阶梯式开挖中、下层挖掘以及下层出土洞口的示意图; [0050] 图14为第二层横向通道底部出土洞口排土方式示意图;
[0051] 图15为中隔墙上出土通道的结构示意图;
[0052] 图16为东侧洞、西侧洞之间出土通道的示意图;
[0053] 图17为利用已挖空的西侧洞和出土通道、挖掘东侧洞的示意图;
[0054] 图18为东侧洞内部挖掘示意图;
[0055] 图19为出土通道部分的横断面示意图;
[0056] 图20为东侧洞内阶梯式挖掘方式的示意图;
[0057] 图中标记:竖井一 1 ;竖井壁一Ia ;首层横向通道一2a ;第二层横向通道一2b ;临时 封底一3 ;永久封底一4 ;第二描一5a ;第四描一5b ;第五描一5c ;加强环梁一6 ;竖向通道一 7 ;出土洞口 一8 ;东侧洞一9 ;西侧洞一10 ;中隔墙一11 ;预留出土通道一12 ;斜向坡面一 13。
具体实施方式
[0058] 下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解 为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本 发明的范围。
[0059] 如图1至图20所示,本实施例一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方 法,包括以下步骤:
[0060] a、开挖竖井1至首层横向通道2a底标高下方,并通过型钢和C20网喷砼对竖井1 进行临时封底3,具体请参阅图2 ;
[0061] b、搭设工作平台,进行测量放线,放出首层横向通道2a的马头门开挖轮廓线,完 成首层横向通道2a的施工,本步骤具体请参阅图3 ;
[0062] c、破除竖井1的临时封底3,下挖至最底层横向通道下方,并进行永久封底4,,本 步骤具体请参阅图4 ;
[0063] d、利用首层横向通道2a作为施工作业面,对其下方的第二层横向通道2b进行进 洞施工,第二层横向通道2b靠近竖井壁Ia处挖空、支护以后,由第二层横向通道2b内部向 外破除马头门;
[0064] e、重复步骤d,利用上层横向通道作为下一层横向通道的施工作业面,逐层挖掘, 直至完成各层横向通道的挖掘和支护。
[0065] 借助上一层横向通道作为下一层横向通道的开挖工作平台,不用每层均在竖井1 内单独搭设施工平台,解决了人员通行至工作面的安全问题,并且避免了人员处于抓斗下 高风险作业及规避了脚手架易垮塌安全风险,节约了大量的脚手架及相应材料,快速实现 了土方开挖、支护、成环。并且马头门破除时内部已成环,减少了破除马头门引起的沉降,即 通过在横向通道先内成环、后破马头门的方式,大大降低了破除马头门的风险。
[0066] 上述步骤d具体包括以下步骤:
[0067] dl、用风镐破除步骤b中首层横向通道2a中第三榀5a至第五榀5c临时仰拱,并 将第四榀5b临时仰拱部分割除;
[0068] d2、如图5、图6所示,用矩形的加强环梁6,将第三榀5a至第五榀5c的临时仰拱 焊接成整体:加强环梁6的宽度方向的两侧边分别与第三榀5a和第五榀5c临时仰拱焊接, 加强环梁6的长度方向的两侧边分别与第四榀5b临时仰拱的两个断裂端焊接;
[0069] d3、如图7、图8所示,从加强环梁6处向下开挖至第二层横向通道2b,形成竖向通 道7 ;
[0070] d4、如图9至图11所示,从第二层横向通道2b内的竖向通道7、开挖至竖井壁la, 并在竖井壁Ia处破除形成出土洞口 8,出土洞口 8用作第二层横向通道2b台阶开挖时的临 时出土洞口 8 ;
[0071] d5、如图12至图15所示,通过竖向通道7,将第二层横向通道2b向内掘进至预设 位置,完成第二层横向通道2b内部的开挖和支护;
[0072] d6、破除第二层横向通道2b的马头门。
[0073] 采用上述方式,通过小范围破除临时仰拱、并采用加强环梁6换撑的方式,完成了 横向通道支撑的力学转换,确保了横向通道结构受力安全;并且,通过开挖出竖向通道7, 将水平进洞转化为竖向进洞,使竖井1内的环向格栅最大时间保留;另外,还通过在竖井壁 Ia处破除形成出土洞口 8的方式,便于正在挖掘的横向通道内部土体的排出。
[0074] 在上述步骤d4、步骤d5中,采用分层开挖的方式,开挖坡度不小于1 :0. 25。采用 这样的方式,有利于保持开挖过程中土体的稳定。
[0075] 在上述步骤d4、步骤d5中,每挖进50cm的进尺,即在开挖面喷5cm厚的C20石全。 采用这样的方式,有利于保持开挖过程中土体的稳定。
[0076] 如图16所示,本实施例还提供一种地铁暗挖车站东、西两侧多层横向通道的施工 方法,包括设置于中隔墙11两侧的东侧洞9和西侧洞10,包括以下几个步骤:
[0077] 步骤1、用上述地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,完成西侧洞10首 层横向通道2a及第二层横向通道2b的挖掘和支护;
[0078] 步骤2、用上述地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,完成东侧洞9首层 横向通道2a的挖掘和支护;
[0079] 步骤3、如图15至图17所示,在西侧洞10的第二层横向通道2b内,用加强环梁 6在中隔墙11上挖出预留出土通道12,并通过中隔墙11上的预留出土通道12将东侧洞9 的第二层横向通道2b内的土体,移出至西侧洞10的第二层横向通道2b内,并由西侧洞10 的第二层横向通道2b上的出土洞口 8倒入竖井1 ;
[0080] 步骤4、如图18和图20所示,完成东侧洞9上第二层横向通道2b的挖掘和支护。
[0081] 采用这样的方式,利用小洞口快速挖掘,施工效率更高,施工成本低廉。
[0082] 如图19所示,步骤3中,在中隔墙11上挖出预留出土通道12以后,在东侧洞9的 土体侧部设置有斜向坡面13。采用这样的结构,通过斜向坡面13引导土体滑落至已挖空的 西侧洞10,并且,斜向坡面13具有支撑、稳定土体的作用。
[0083] 步骤4中采用台阶法、分两个方向同时挖掘东侧洞9的第二层横向通道2b,在上台 阶预留核心土,其纵向坡度不小于1 :〇. 25。采用这样的方式,具有挖进效率高、土体稳定性 强的有益效果。
[0084] 利用上述方法,将横通道临时仰拱处竖向通道7将水平进洞转化为竖向进洞,不 用每层均在竖井1内搭设施工平台,节约大量脚手架及相应材料。蒲黄榆站1号竖井1及 横通道施工中,竖向进洞施工方法施工竖井1及横通道比一次封底施工竖井1及横通道节 约成本290万元、比分层封底施工竖井1及横通道节约成本201万元,成本费用分析见表 5. I. 1 ;蒲黄榆站2号竖井1及横通道施工中,竖向进洞施工方法施工竖井1及横通道比一 次封底施工竖井1及横通道节约成本160万、比分层封底施工竖井1及横通道节约成本111 万元,成本费用分析见表5. 1. 2。
[0085] 表5. I. I 1号竖井1及横通道成本分析表
[0086]
Figure CN103452561BD00091
[0087] 表5. 1. 22号竖井1及横通道成本分析表
[0088]
Figure CN103452561BD00092
[0089] 从工期提前上来看,竖向进洞较常规两种方法提前一个月以上完成,所节约成本 远远超过从人机材方面节约的成本。
[0090] 施工快速、减少沉降:利用上层横通道作为施工作业面,小范围破除临时仰拱,直 接竖向进洞,快速实现了土方开挖、支护,成环,且马头门破除时内部已成环,减少了破除马 头门引的沉降。
[0091] 施工安全:通过将水平进洞转化为竖向进洞,解决了人员通行至工作面的安全问 题,避免了人员处于抓斗下高风险作业及规避了脚手架易垮塌安全风险。

Claims (6)

1. 一种地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,其特征在于,包括以下步骤: a、 开挖竖井至首层横向通道底标高下方,并通过型钢和C20网喷砼对竖井进行临时封 底; b、 搭设工作平台,进行测量放线,放出首层横向通道的马头门开挖轮廓线,完成首层横 向通道的施工; c、 破除竖井的临时封底,下挖至最底层横向通道下方,并进行永久封底; d、 利用首层横向通道作为施工作业面,对其下方的第二层横向通道进行进洞施工,第 二层横向通道靠近竖井壁处挖空、支护以后,由第二层横向通道内部向外破除马头门; 所述步骤d具体包括以下步骤: dl、用风镐破除步骤b中首层横向通道中第三榀至第五榀临时仰拱,并将首层横向通 道第四榀临时仰拱部分割除; d2、用矩形的加强环梁,将第三榀至第五榀的临时仰拱焊接成整体:所述加强环梁的宽 度方向的两侧边分别与第三榀和第五榀临时仰拱焊接,所述加强环梁的长度方向的两侧边 分别与第四榀临时仰拱的两个断裂端焊接; d3、从加强环梁处向下开挖第二层横向通道,形成竖向通道; d4、从第二层横向通道内的竖向通道、开挖至竖井壁,并在竖井壁处破除形成出土洞 口,所述出土洞口用作第二层横向通道台阶开挖时的临时出土洞口; d5、通过竖向通道,将第二层横向通道向内掘进至预设位置,完成第二层横向通道内部 的开挖和支护; d6、破除第二层横向通道的马头门; e、 重复步骤d,利用上层横向通道作为下一层横向通道的施工作业面,逐层挖掘,直至 完成各层横向通道的挖掘和支护。
2. 根据权利要求1所述的地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,其特征在 于,所述步骤d4、步骤d5中,采用分层开挖的方式,开挖坡度不小于1 :0. 25。
3. 根据权利要求2所述的地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,其特征在 于,所述步骤d4、步骤d5中,每挖进50cm的进尺,即在开挖面喷5cm厚的C20石全。
4. 一种地铁暗挖车站东、西两侧多层横向通道的施工方法,包括设置于中隔墙两侧的 东侧洞和西侧洞,其特征在于,包括以下几个步骤: 步骤1、用权利要求2所述的地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,完成西侧 洞首层横向通道及第二层横向通道的挖掘和支护; 步骤2、用权利要求2所述的地铁暗挖车站多层横向通道竖向进洞施工方法,完成东侧 洞首层横向通道的挖掘和支护; 步骤3、在西侧洞的第二层横向通道内,用加强环梁在中隔墙上挖出预留出土通道,并 通过中隔墙上的预留出土通道将东侧洞的第二层横向通道内的土体,移出至西侧洞的第二 层横向通道内,并由西侧洞的第二层横向通道上的出土洞口倒入竖井; 步骤4、完成东侧洞上第二层横向通道的挖掘和支护。
5. 根据权利要求4所述的地铁暗挖车站东、西两侧多层横向通道的施工方法,其特征 在于:所述步骤3中,在中隔墙上挖出预留出土通道以后,在东侧洞的土体侧部设置有斜向 坡面。
6.根据权利要求4所述的地铁暗挖车站东、西两侧多层横向通道的施工方法,其特征 在于:所述步骤4中采用台阶法、分两个方向同时挖掘东侧洞的第二层横向通道,在上台阶 预留核心土,其纵向坡度不小于1 :〇. 25。
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