CN104632235A - 一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其利用车站部位的单洞双线隧道作为车站结构的一部分，保留盾构底部和顶部的管片结构并施工车站结构的底纵梁、中隔墙和顶纵梁。盾构隧道两侧的剩余车站结构通过扩挖形成，利用车站端头风道作为作业面，在大直径盾构隧道两侧采用洞桩法对盾构隧道进行扩挖，并在扩挖过程中拆除盾构两侧管片结构，同时做好现浇结构与保留的管片之间连接措施，形成单层双跨侧式站台地铁车站。本发明的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法具有受力明确、转换合理、便于施工等诸多优点。

Description

一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法

【技术领域】

本发明涉及一种地铁车站的施工方法，具体涉及一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，属于轨道交通工程技术领域。

【背景技术】

盾构法因具有施工效率高和控制地层沉降效果好的优势，在地铁隧道施工中被广泛使用。地铁隧道采用盾构法施工、车站采用明(盖)挖法施工是目前地铁建设的一种主要模式，但从地铁路网规划及发展趋势来看，地铁工程建设的外部环境及工程自身的赋存环境将更加复杂，这种施工模式面临严峻的挑战，主要体现在以下几个方面。

(1)区间盾构和车站施工的相互协调困难

目前常规的盾构区间隧道为双洞双线形式，车站一般采用明挖(盖挖)法施工，存在盾构频繁始发、接收和掉头的问题，且区间隧道和车站的施工相互干扰，制约了盾构施工效率。

(2)车站明挖施工条件越来越困难

地铁车站的建设受周边建筑、地下管线、地面交通等条件的制约，明挖施工条件越来越困难。

(3)道路狭窄地段双线隧道布置困难

区间采用双洞双线隧道需要占据更大的平面地下空间，在道路狭窄、周围建筑物密集地段布置双洞双线区间线路存在困难。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其利用车站部位已经贯通的大直径盾构隧道，通过扩挖大直径盾构隧道建造地铁车站。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其包括如下步骤：

1)大盾构掘进通过车站后，以车站端头风道作为施工通道，在大直径盾构隧道内施工车站底纵梁、中隔墙和顶纵梁，并架设盾构隧道内的临时支撑，开挖两侧小导洞，洞内施工围护桩和桩顶冠梁；

2)施工侧导洞内的车站结构初衬，并回填初衬背后的导洞；

3)注浆加固拱顶土体和封顶块K管片上方的土体，对称开挖中导洞，施工中导洞顶拱初衬；

4)沿隧道纵向分段拆除K管片两侧小块，凿除小导洞局部初衬，留出二衬施工空间；

5)施工拱部二衬；

6)开挖土体至小导洞底板位置；

7)拆除小导洞隔壁支护结构；

8)对称拆除盾构隧道两侧的上部管片结构；

9)对称开挖至盾构隧道内的第三道横撑下；

10)对称拆除盾构隧道两侧的中部管片结构和相应支撑；

11)开挖至坑底设计标高，对称拆除盾构隧道两侧的下部管片和相应支撑；

12)浇注底板、侧墙二衬混凝土，施工站台板，最终形成车站结构。

本发明的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法进一步为：所述步骤1)中，所述纵梁采用C50钢筋混凝土浇筑，与顶管片和底管片直接接触；在顶管片与主拱二衬之间设置抗剪键；顶纵梁采用花篮梁形式。

本发明的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法进一步为：所述步骤1)中，对称开挖两侧小导洞，小导洞采用短台阶法进行开挖，并留核心土，每次开挖步距不大于0.75m，每循环开挖前对拱部土体采用超前小导管进行注浆加固。

本发明的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法进一步为：所述步骤3)中，对称开挖两侧的中导洞并施工中导洞顶拱初衬，开挖采用短台阶法，开挖步距不大于0.75m；中导洞初衬结构一端与小导洞内的初衬结构、连接，另一端与顶管片进行连接。

本发明的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法还可为：所述步骤5)中，所述二衬结构一端支承在小导洞内的桩顶冠梁上，另一端与顶纵梁连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)常规的地铁施工筹划中，当区间采用盾构法施工，车站一般只能采用明挖法施工。盾构区间隧道和车站施工相互制约。而采用大直径盾构施工，车站不但可以采用明挖法施工，也可以让盾构可先行通过车站，然后再利用大直径盾构隧道结构采用暗挖法通过扩挖大直径盾构隧道形成车站，能尽早实现洞通。这样车站施工筹划灵活，车站不制约区间盾构的施工，可以提高全线区间采用盾构施工的比例。

(2)对于车站的站位不稳定或受拆迁制约的情况下，可先采用大直径盾构通过车站，待条件具备时再利用大直径盾构隧道扩挖形成地铁车站。

(3)由于车站大部分空间已经由大直径盾构开挖形成，车站剩余空间尽管采用暗挖洞桩法进行扩挖施工，但是扩挖工程量小，极大降低了地层沉降控制的风险。

【附图说明】。

图1是大盾构掘进通过车站后，以车站端头风道作为施工通道，在大盾构隧道内施工施工车站底纵梁、中隔墙和顶纵梁，并架设盾构隧道内的临时支撑，开挖两侧小导洞，洞内施工围护桩和桩顶冠梁的示意图。

图2是施工侧导洞内的车站结构初衬，并回填初衬背后的导洞的示意图。

图3是注浆加固扩挖部分的拱顶土体和封顶块K管片上方的土体，对称开挖中导洞，施工中导洞顶拱初衬的示意图。

图4是沿隧道纵向分段拆除K管片两侧小块，凿除小导洞局部初衬，留出二衬施工空间的示意图。

图5是施工拱部二衬的示意图。

图6是开挖土体至小导洞底板位置的示意图。

图7是拆除小导洞隔壁支护结构的示意图。

图8是对称拆除盾构隧道两侧的上部管片结构的示意图。

图9是对称开挖至盾构隧道内的第三道横撑下的示意图。

图10是对称拆除盾构隧道两侧的中部管片结构和相应支撑的示意图。

图11是开挖至坑底设计标高，对称拆除盾构隧道两侧的下部管片和相应支撑的示意图。

图12是浇注底板、侧墙二衬混凝土，施工站台板的示意图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图12所示，本发明为一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其包括如下步骤：

1)，如图1所示，直径为10.2m的大直径盾构掘进通过车站后，以车站端头风道作为施工通道，在大直径盾构隧道1内施工车站结构的底纵梁2、中隔墙3和顶纵梁4，并在盾构隧道1内架设临时钢支撑7。纵梁2、4采用C50钢筋混凝土浇筑，与顶管片5和底管片6直接接触。

由于在盾构隧道两侧土体扩挖扣拱阶段及管片拆除阶段，纵梁和管片可能承受偏载作用，在顶管片与主拱二衬之间设置抗剪键。采用在注浆孔或拼装定位孔位置设置螺栓的方式。综合考虑永久结构、施工阶段的纵梁受力工况和管片拆除的方便性等因素，顶纵梁采用花篮梁形式，可以保证顶纵梁与主拱二衬的整体性。同时还可以预留拆除K管片两侧小块的施工空间，底板保留两块完整管片。

对称开挖两侧小导洞8，小导洞采用短台阶法进行开挖，并留核心土，每次开挖步距不大于0.75m，每循环开挖前应对拱部土体采用超前小导管9进行注浆加固。

2)，如图2所示，施工两侧小导洞内的车站结构初衬10，并回填初衬背后的导洞8；

3)，如图3所示，采用超前深孔注浆的方法对盾构隧道两侧扩挖部分的拱顶土体进行注浆加固，对封顶块K管片5上方的土体进行注浆加固。对称开挖两侧的中导洞11并施工中导洞顶拱初衬12，开挖采用短台阶法，并设置临时竖向支撑，开挖步距不大于0.75m。中导洞初衬结构12一端与侧导洞内的初衬结构10通过连接板进行连接，另一端与封顶块管片5进行连接；

4)，如图4所示，沿盾构隧道纵向分段跳仓对称拆除封顶块K管片5的两侧小块，凿除小导洞局部初衬10，留出二衬施工空间。分段长度为6-8环管片；

为便于浇筑扩挖部分主拱二衬，封顶块K管片采用分块连接构造形式，分块接触面预埋钢板，为便于拆卸，用螺栓正交连接。

5)，如图5所示，对称施工车站扩挖部位的拱部二衬结构13，二衬结构13一端支承在小导洞内的桩顶冠梁上，另一端与顶纵梁连接。

6)，如图6所示，对称开挖两侧土体至小导洞底板14位置；

7)，如图7所示，拆除小导洞隔壁支护结构15；

8)，如图8所示，分段跳仓对称拆除盾构隧道两侧的上部管片结构16，分段长度为6-8环管片；

9)，如图9所示，对称开挖土体至盾构隧道内的第三道横撑下；

10)，如图10所示，对称分段跳仓拆除盾构隧道两侧的中部管片结构17和相应支撑，分段长度为6-8环管片；

11)，如图11所示，对称开挖至坑底设计标高，对称分段跳仓拆除盾构隧道两侧的下部管片18和相应支撑，分段长度为6-8环管片；

12)，如图12所示，对称分段跳仓浇注车站扩挖部位的底板19、侧墙二衬混凝土20，分段长度为6-8环管片，施工站台板21，最终形成车站结构。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)大盾构掘进通过车站后，以车站端头风道作为施工通道，在大直径盾构隧道内施工车站底纵梁、中隔墙和顶纵梁，并架设盾构隧道内的临时支撑，开挖两侧小导洞，洞内施工围护桩和桩顶冠梁；

2)施工侧导洞内的车站结构初衬，并回填初衬背后的导洞；

3)注浆加固拱顶土体和封顶块K管片上方的土体，对称开挖中导洞，施工中导洞顶拱初衬；

4)沿隧道纵向分段拆除K管片两侧小块，凿除小导洞局部初衬，留出二衬施工空间；

5)施工拱部二衬；

6)开挖土体至小导洞底板位置；

7)拆除小导洞隔壁支护结构；

8)对称拆除盾构隧道两侧的上部管片结构；

9)对称开挖至盾构隧道内的第三道横撑下；

10)对称拆除盾构隧道两侧的中部管片结构和相应支撑；

11)开挖至坑底设计标高，对称拆除盾构隧道两侧的下部管片和相应支撑；

12)浇注底板、侧墙二衬混凝土，施工站台板，最终形成车站结构。

2.如权利要求1所述的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述纵梁采用C50钢筋混凝土浇筑，与顶管片和底管片直接接触；在顶管片与主拱二衬之间设置抗剪键；顶纵梁采用花篮梁形式。

3.如权利要求1所述的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其特征在于：所述步骤1)中，对称开挖两侧小导洞，小导洞采用短台阶法进行开挖，并留核心土，每次开挖步距不大于0.75m，每循环开挖前对拱部土体采用超前小导管进行注浆加固。

4.如权利要求1所述的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其特征在于：所述步骤3)中，对称开挖两侧的中导洞并施工中导洞顶拱初衬，开挖采用短台阶法，开挖步距不大于0.75m；中导洞初衬结构一端与小导洞内的初衬结构、连接，另一端与顶管片进行连接。

5.如权利要求1所述的用桩拱墙支撑扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述二衬结构一端支承在小导洞内的桩顶冠梁上，另一端与顶纵梁连接。