CN104632245A - 一种用多导洞扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用多导洞扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法，其通过在单洞双线隧道内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，利用两端风道作为作业面，通过分部扩挖的工法对大盾构隧道两侧的车站部位自上而下进行开挖与支护，并自下而上完成车站扩挖部位的结构浇筑，同时做好现浇结构与保留的管片之间连接措施，形成单层侧式站台地铁车站。本发明的用多导洞扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法将结构受力体系由最初的“管片环向受力”转换为“部分管片+初支受力”和“梁-墙受力”相结合的受力体系，结构具备受力明确、转换合理、便于施工等特点。

Description

一种用多导洞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，具体涉及一种用多导洞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】

盾构法因其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多导洞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多导洞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，通过分部扩挖的方式建造地铁车站。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用多导洞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)大直径盾构通过车站后形成单洞双线行车隧道，在车站部位的大直径盾构隧道内施工车站的底纵梁、中隔墙和顶纵梁；

2)以车站两端的风道作为车站扩挖作业面，对盾构隧道两侧扩挖部分的拱顶地层进行注浆加固；

3)在大直径盾构隧道内架设临时支撑，并对称开挖两侧导洞1、2部位土体，施作初衬及临时仰拱，并与大直径盾构隧道内临时支撑连接；

4)对称开挖导洞3、4部位土体，施作初衬及临时仰拱，并与大直径盾构隧道内临时支撑连接；

5)对称开挖导洞5、6部位土体，施作初衬；

6)拆除大直径盾构隧道两侧管片结构，保留封顶块管片；

7)拆除两侧下导洞内的临时竖向支撑，施工扩挖部位的底板二衬混凝土结构，并与底纵梁连接；

8)拆除两侧中导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第二道支撑，对称施工扩挖部位的下部侧墙结构；

9)拆除两侧上导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第一道支撑，对称施工扩挖部位的上部侧墙结构和顶拱二衬结构，并与顶纵梁连接。

10)施工站台板，形成单层双跨侧式站台地铁车站。

本发明的用多导洞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。

本发明的用多导洞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2)中，地层无水时，注普通水泥浆液；地层含水时，注水泥-水玻璃双液浆。

本发明的用多导洞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)、步骤4)、步骤5)中，开挖采用短台阶法，每次开挖步距不大于0.75m。

本发明的用多导洞扩挖大直径盾构隧道建地铁车站的方法还可为：所述步骤7)、步骤8)、步骤9)中，拆除的分段长度均不大于10m。

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。

(4)能较好解决地铁区间隧道和车站施工筹划冲突。

【附图说明】

图1是盾构过站后形成单洞双线行车隧道，在车站部位的大直径盾构隧道内建造车站中隔墙和顶、底纵梁的示意图。

图2是以车站两端暗挖风道作为车站扩挖作业面，对扩挖部分的拱顶地层进行注浆加固的示意图。

图3是在大直径盾构隧道内架设临时支撑，并对称开挖两侧导洞拱部的1、2部分土体的示意图。

图4是对称开挖两侧导洞的3、4部位土体的示意图。

图5是对称开挖两侧导洞的5、6部分土体，完成车站扩挖部位的土方开挖的示意图。

图6是对称拆除大直径盾构隧道两侧管片结构，保留封顶块管片的示意图。

图7是拆除两侧下导洞内的临时竖向支撑，对称施工扩挖部位的车站底板结构，并与盾构隧道内的底纵梁连接的示意图。

图8是拆除两侧中导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第二道支撑，对称施工扩挖部位的下部侧墙结构的示意图。

图9是拆除两侧上导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第一道支撑，对称施工扩挖部位的上部侧墙结构和顶拱二衬结构，并与顶纵梁连接的示意图。

图10是施工站台板，形成单层双跨侧式站台地铁车站的示意图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图10所示，本发明为一种用多导洞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，盾构过站后形成单洞双线行车隧道100，在车站部位的大直径盾构隧道内施工车站的底纵梁1、中隔墙2和顶纵梁3。纵梁1、3采用C50钢筋混凝土浇筑，与顶管片4和底管片5直接接触。由于在盾构隧道两侧土体扩挖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管片梁侧小块的施工空间，底板保留两块完整管片。

2)如图2所示，以车站端头风道作为车站扩挖作业面，对大直径盾构隧道两侧扩挖部位的拱部土体进行超前深孔注浆加固，若地层无水，注普通水泥浆液，若地层含水，可考虑注水泥-水玻璃双液浆，并严格控制注浆压力；

3)如图3所示，在大直径盾构隧道内设置临时支撑6，对称开挖两侧导洞拱部的1、2部分土体，施作初衬7及临时仰拱8，并与大直径盾构隧道内临时支撑6连接。开挖采用短台阶法，留核心土，并设置临时仰拱，每次开挖步距不大于0.75m，拱脚应设置锁脚锚管并注浆。开挖过程中根据掌子面地层稳定状态，局部采用小导管对拱部地层进行补强注浆加固。拱顶初期支护的一侧应与盾构管片封顶块连接，临时仰拱应与大直径盾构隧道内的上部临时支撑可靠连接。

4)如图4所示，对称开挖两侧导洞的3、4部分土体，施作初衬10及临时仰拱11，并与大直径盾构隧道内临时支撑6连接。开挖采用短台阶法，留核心土，并设置临时仰拱，每次开挖步距不大于0.75m，拱脚应设置锁脚锚管并注浆。临时仰拱应与大直径盾构隧道内的下部临时支撑可靠连接。

5)如图5所示，对称开挖两侧导洞的5、6部分土体，施作初衬12。开挖采用短台阶法，留核心土，每次开挖步距不大于0.75m，拱脚应设置锁脚锚管并注浆。底板初期支护结构应和盾构管片结构进行可靠连接。

6)如图6所示，分段跳仓对称拆除大直径盾构隧道两侧管片结构13，每次拆除6环管片，保留封顶块管片；

为便于浇筑扩挖部分主拱二衬，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。

7)如图7所示，分段跳仓拆除两侧下导洞内的临时竖向支撑，一次拆除的长度应根据地层变形及结构受力的监测数据确定，原则上分段长度不大于10m。施工扩挖部位的底板二衬混凝土结构14，并与底纵梁1连接。

8)如图8所示，分段跳仓拆除两侧中导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第二道支撑，一次拆除的长度应根据地层变形及结构受力的监测数据确定，原则上分段长度不大于10m。对称施工扩挖部位的下部侧墙结构15。

9)如图9所示，分段跳仓拆除两侧上导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第一道支撑，一次拆除的长度应根据地层变形及结构受力的监测数据确定，原则上分段长度不大于10m。对称施工扩挖部位的车站上部侧墙结构16和顶拱二衬结构17，并与顶纵梁3连接。完成车站主体结构施工；

10)如图10所示，施工站台板18，形成单层双跨侧式站台地铁车站。

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)

1.一种用多导洞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)大直径盾构通过车站后形成单洞双线行车隧道，在车站部位的大直径盾构隧道内施工车站的底纵梁、中隔墙和顶纵梁；

2)以车站两端的风道作为车站扩挖作业面，对盾构隧道两侧扩挖部分的拱顶地层进行注浆加固；

3)在大直径盾构隧道内架设临时支撑，并对称开挖两侧导洞1、2部位土体，施作初衬及临时仰拱，并与大直径盾构隧道内临时支撑连接；

4)对称开挖导洞3、4部位土体，施作初衬及临时仰拱，并与大直径盾构隧道内临时支撑连接；

5)对称开挖导洞5、6部位土体，施作初衬；

6)拆除大直径盾构隧道两侧管片结构，保留封顶块管片；

7)拆除两侧下导洞内的临时竖向支撑，施工扩挖部位的底板二衬混凝土结构，并与底纵梁连接；

8)拆除两侧中导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第二道支撑，对称施工扩挖部位的下部侧墙结构；

9)拆除两侧上导洞内的临时竖向支撑、临时仰拱及盾构隧道内的第一道支撑，对称施工扩挖部位的上部侧墙结构和顶拱二衬结构，并与顶纵梁连接。

10)施工站台板，形成单层双跨侧式站台地铁车站。

2.如权利要求1所述的用多导洞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所述的用多导洞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2)中，地层无水时，注普通水泥浆液；地层含水时，注水泥-水玻璃双液浆。

4.如权利要求1所述的用多导洞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)、步骤4)、步骤5)中，开挖采用短台阶法，每次开挖步距不大于0.75m。

5.如权利要求1所述的用多导洞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7)、步骤8)、步骤9)中，拆除的分段长度均不大于10m。