CN105089669A - 一种采用预制构件建造的地下车站及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用预制构件建造的地下车站及其施工方法,包括上层车站和下层车站,上层车站和下层车站均由多个预制构件拼装而成,下层车站与上层车站之间相连通,相连通处设有上下层车站楼梯,下层车站处设有站台;上层车站与地面相连通,上层车站中设有与地面相连通的多个地面楼梯。依次施工车站的下层和上层,预制构件拼装完成后拆除加劲肋钢结构,形成地下车站空间结构;用螺栓连接车站下层的顶板和上层的底板并对两层的底板进行浇筑找平处理,将车站内部的组合结构柱进行绑扎并浇筑混凝土加固;然后对车站进行装饰完成车站施工。该方法具有施工灵活快捷、能够进行浅埋深施工、对交通和环境影响小、可实现产业化生产等优点。

Description

一种采用预制构件建造的地下车站及其施工方法
技术领域
本发明属于地下建筑工程领域,尤其涉及一种采用预制构件建造的地下车站及其施工方法。
背景技术
传统的地铁车站常采用明挖法、盖挖法或盾构法建造,这些地铁车站建造方法均存在一定的缺陷,只能针对某一特殊的地质或环境条件能够适用。随着地下工程施工技术及新型材料制作工艺的进步,出现了采用预制构件建造地铁车站的新方法,该方法具有环境污染小、不阻碍交通、施工速度快等特点,具有广阔的发展前景。但是现有的预制构件拼装技术在地铁车站中的应用仍存在一些亟待改进的工艺,如预制拼装构件的组合工艺和施工机械的改进等问题。现有的地下车站施工完成后,一般均需要利用利用现浇混凝土制作结构柱,这种方式一是施工起来比较困难,二是现浇混凝土结构会出现纵筋偏位的现象,导致危险情况发生,同时现浇混凝土结构工序复杂,减慢了施工速度。现有采用盾构机进行地下车站施工中,盾构机施工一般对覆土的厚度要求比较高,且盾构施工对周围土体的扰动影响大。
中国专利CN103967050A公开了一种地铁车站的施工体系,由围护结构和主体结构组成,利用导墙钢模系统进行导墙施工,利用支撑梁钢模系统进行支撑梁施工,利用侧墙台车进行侧墙施工,利用楼板台车进行楼板施工,该专利仍然需要施工导墙、地下连续墙和钢筋混凝土支撑,会大大增加施工工序,降低施工效率;中国专利CN104674846A公开了一种利用预制结构盖挖地铁车站的施工方法,其是采用在工厂预制地铁车站需要的各个相应构件,然后运输至施工场地进行地铁车站的盖挖,该专利虽然采用预制叠合板做顶板模板,节约了支模拆模的时间,但其在施工过程中需要预制围护桩和立柱桩等结构,预制完成后仍然需要在施工现场开挖整个地铁车站,施工工序复杂,同时必然影响施工效率。
中国专利CN104762990A公开了一种模块化地铁车站建造方法,其中是采用将整个车站结构分割为可拼装的底板预制构件、顶板预制构件和侧墙预制构件;中国专利CN104153389A公开了预制拼装式地铁车站施工方法,其预制构件同样是由可拼装的底板预制构件、顶板预制构件和侧墙预制构件组成,这两篇专利中需要在地铁车站的整体施工过程中将分割的几部分进行拼装,其施工速度无法保证,同时整个施工过程中拼装分割的构件,不能保证拼装后结构的稳定性。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种采用预制构件建造的地下车站及其施工方法,采用矩形顶管将预制拼装构件应用于地下车站施工,提高施工效率,减少环境污染和交通拥堵,降低工程造价,推动地下工程产业化的进程。该方法具有施工灵活快捷、能够进行浅埋深施工、对交通和环境影响小、可实现产业化生产等优点。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种采用预制构件建造的地下车站,包括上层车站和下层车站,所述上层车站和下层车站均由多个预制构件拼装而成,所述下层车站与上层车站之间相连通,下层车站与上层车站相连通处设有上下层车站楼梯,所述下层车站处设有站台;所述上层车站与地面相连通,上层车站中设有与地面相连通的多个地面楼梯;所述上层车站内部的底部和下层车站内部的底部均设有浇筑混凝土结构。
所述下层车站的横向方向上分为左端区域、中部区域和右端区域,所述下层车站的左端区域、中部区域和右端区域依次由榫槽和榫头拼接起来;所述上层车站的纵向方向上分为与下层车站相对应的左端区域、中部区域和右端区域,所述上层车站的左端区域、中部区域和右端区域依次由榫槽和榫头拼接起来;所述上层车站的左端区域、中部区域和右端区域的结构沿上层车站和下层车站的交际面分别与下层车站的左端区域、中部区域和右端区域的结构上下对称。
所述上层车站的左端区域与下层车站的左端区域通过榫槽和榫头相配合连接;所述上层车站的中部区域与下层车站的中部区域通过榫槽和榫头相配合连接;所述上层车站的右端区域与下层车站的右端区域通过榫槽和榫头相配合连接。
所述下层车站的左端区域包括若干个首尾相接的第一预制构件单元,所述第一预制构件单元两端为预制构件Ⅳ,预制构件Ⅳ之间布设若干个预制构件Ⅰ,预制构件Ⅰ和预制构件Ⅳ的尺寸相同。
所述预制构件Ⅳ为中空长方体结构,预制构件Ⅳ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板、底板和左侧墙为预应力钢筋混凝土结构;预制构件Ⅳ回形结构的右侧墙在纵向方向上由预应力钢筋混凝土结构和可拆卸的加劲肋钢结构组合而成,所述预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构相连接;所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅳ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅳ回形结构的底板相连接。
所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板上部设有贯通螺栓孔,用于与上层车站连接;所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板上部和右侧均设有若干个榫槽或榫头。
所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板、底板和两侧墙的结构中,除加劲肋钢结构外,为一体成型。
所述预制构件Ⅰ为中空长方体结构,预制构件Ⅰ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅰ回形结构的顶板、底板和左侧墙与预制构件Ⅳ相对应的结构相同;所述预制构件Ⅰ回形结构的右侧墙为可拆卸的加劲肋钢结构,所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅰ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅰ回形结构的底板相连接。
所述下层车站的右端区域与左端区域为完全对称结构形式。
所述下层车站的中部区域包括若干个首尾相接的第二预制构件单元,所述第二预制构件单元两端为预制构件Ⅴ,预制构件Ⅴ之间设有若干个预制构件Ⅲ,预制构件Ⅲ位于下层车站与上层车站相连通处的上下层车站楼梯处,所述预制构件Ⅲ之间以及预制构件Ⅲ和预制构件Ⅴ之间均布设若干个预制构件Ⅱ,预制构件Ⅱ、预制构件Ⅲ和预制构件Ⅴ的尺寸相同。
所述预制构件Ⅱ为中空长方体结构,预制构件Ⅱ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅱ回形结构的顶板和底板为预应力钢筋混凝土结构;预制构件Ⅱ回形结构的左侧墙和右侧墙为可拆卸的加劲肋钢结构,所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅱ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅱ回形结构的底板相连接。
所述预制构件Ⅱ回形结构的顶板上部设有贯通螺栓孔,用于与上层车站连接;所述预制构件Ⅱ回形结构的左侧和右侧以及顶板上部均设有若干个榫槽或榫头。
所述预制构件Ⅲ为中空长方体结构,预制构件Ⅲ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅲ回形结构的底板、左侧墙和右侧墙与预制构件Ⅱ相对应的结构相同;所述预制构件Ⅲ回形结构的顶板在横向方向上由相连接的预应力钢筋混凝土结构和可拆卸的加劲肋钢结构组合而成。
所述预制构件Ⅴ为中空长方体结构,预制构件Ⅴ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅴ回形结构的顶板和底板与预制构件Ⅱ相对应的结构相同;所述预制构件Ⅴ的左侧墙和右侧墙在纵向方向上由预应力钢筋混凝土结构和可拆卸的加劲肋钢结构组合而成,所述预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构相连接;所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅴ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅴ回形结构的底板相连接。
所述上层车站与地面相连通处设有开口,所述上层车站上部设有地面风亭。
一种采用预制构件建造的地下车站的施工方法,包括以下步骤:
步骤1:首先在地下车站两端的道路两侧施工竖井,打通道路两侧的始发隧道和接收隧道,形成矩形顶管施工空间,根据车站整体布局,确定首环预制构件施工的基准位置,在始发隧道和接收隧道内铺设条形轨道,用于前期运送预制构件;采用吊车吊装矩形顶管并完成矩形顶管的机械组装;
步骤2:用吊车下放预制构件,进行下层车站左端区域施工,连续顶进5环预制构件后进行轴线校准并对周围土体进行注浆加固;
步骤3:施工完下层车站左端区域后,移动矩形顶管,进行下层车站中部区域的施工,连续顶进5环预制构件后进行轴线校准并对周围土体进行注浆加固;
步骤4:施工完下层车站中部区域后,继续移动矩形顶管,进行下层车站另一侧右端区域的施工,预制构件布置与上述步骤2和步骤3一致;
步骤5:施工完下层车站后,按照相同工序施工上层车站;预制构件横向上通过榫槽和榫头进行连接,施工过程中在榫槽内填充黄油等润滑剂,以利于榫槽处连接;
步骤6:车站主体结构施工完成后,将上层车站和下层车站用连接件进行连接并在上层车站和下层车站底板浇筑混凝土;
步骤7:对车站整体结构进行装饰,并施工地面风亭及地铁进站通道,完成整个车站的施工。
所述步骤2中,在下层车站的桩位位置,推进两个预制构件Ⅳ,两个预制构件Ⅳ的右侧墙均由预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构组合而成,且两个预制构件Ⅳ右侧墙的预应力钢筋混凝土结构相贴合,形成相邻预制构件Ⅳ背靠背的拼装模式;在下层车站的其他位置,推进预制构件Ⅰ,预制构件Ⅰ右侧墙由加劲肋钢结构组成;两类预制构件由矩形顶管推进直至贯通。
所述步骤3中,在上层车站和下层车站相连通位置处,推进预制构件Ⅲ,预制构件Ⅲ的顶板、左侧墙和右侧墙均由加劲肋钢结构组成;在下层车站的桩位位置,推进两个预制构件Ⅴ,两个预制构件Ⅴ的左侧墙和右侧墙均由预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构组合而成,且两个预制构件Ⅴ左侧墙的预应力钢筋混凝土结构相贴合,形成相邻预制构件Ⅴ背靠背的拼装模式,与下层车站左端区域相同桩位位置处的预制构件Ⅳ形成四合一型式混凝土结构柱;在下层车站的其他位置,推进预制构件Ⅱ,预制构件Ⅱ的左侧墙和右侧墙均由加劲肋钢结构组成;预制构件Ⅲ、预制构件Ⅴ和预制构件Ⅱ均由矩形顶管推进直至贯通。
所述步骤6中,在车站主体结构施工完成后,拆除所有预制构件中的加劲肋钢结构,并将拼接而成的四合一型式混凝土结构柱用钢筋绑扎形成一个整体。
本发明的有益效果为:
(1)本发明的地下车站整体结构为预制拼装,尤其车站内部的混凝土结构柱采用预制构件拼装而成,实现了地下车站施工的产业化,采用预制构件建造地下车站,为地下车站的设计施工提供了新的思路,推动了地下工程产业化的进一步发展;
(2)本发明采用矩形顶管作为预制构件拼装的机械,具有施工操作灵活,推进效率高,土体扰动影响小,经济性好等优点;
(3)本发明采用的预制构件均是在理想的环境中绑扎、浇筑、养护而成的,其质量优于现场浇筑的构件,且预制构件对现场施工环境的影响较小;
(4)本发明专利采用的施工方法除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响,施工不受气候条件的限制,有利于缩短工期。
附图说明
图1为本发明地下车站施工位置平面布置示意图;
图2为预制构件Ⅰ立面图;
图3为预制构件Ⅰ图2中A-A剖面图;
图4为预制构件Ⅱ立面图;
图5为预制构件Ⅱ图4中B-B剖面图;
图6为预制构件Ⅲ立面图;
图7为预制构件Ⅲ图6中C-C剖面图;
图8为预制构件Ⅳ立面图;
图9为预制构件Ⅳ图8中D-D剖面图;
图10为预制构件Ⅴ立面图;
图11为预制构件Ⅴ图10中E-E剖面图;
图12(a)-图12(f)为本发明地下车站的施工步骤图;其中图12(a)为施工完下层车站左端区域施工立面图;图12(b)为施工完下层车站中部区域施工立面图;图12(c)为施工完下层车站的立面图;图12(d)为施工完上层车站左端区域施工立面图;图12(e)为施工完上层车站中部区域施工立面图;图12(f)为地下车站主体结构施工完成立面图;
图13为本发明地下车站整体结构布置立面图。
图中,1为竖井;2为始发隧道;3为接收隧道;4-1为地下车站施工位置的道路;4-2为十字路口处的另一条道路;5为地下车站;6为预制构件榫槽;7-1为预制构件顶板贯通螺栓孔;7-2为与钢结构相连的螺栓孔;8为预应力钢筋混凝土;9为加劲肋钢结构;10为预制构件榫头;11为地面风亭;12为地面楼梯;13为上下层车站楼梯;14为站台;15为浇筑混凝土结构;16为混凝土结构柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,地下车站5布置在地下车站施工位置的道路4-1一侧,在十字路口处的另一条道路4-2处未进行布置,先在车站两端的道路两侧施工竖井1,施工完竖井1后进行始发隧道2和接收隧道3的施工,两者施工完成后,在始发隧道2和接收隧道3内沿隧道轴向铺设条形轨道(条形轨道是指从竖井到施工断面铺设的轨道,用于前期运送预制构件),在地下车站主体结构施工位置沿车站轴向铺设矩形顶管条形轨道。地下车站长度120m,车站宽度20m,单层高度4m;以下单个预制构件的尺寸根据矩形顶管的顶进荷载和车站主体结构需要承受的荷载及布局进行核定。
如图2-图11所示,本发明整个车站的主体结构基本上是采用预制构件拼装而成,尤其是车站内部的混凝土结构柱16采用预制构件拼装而成。
地下车站结构的各个部位均由可拼装式预制构件组成,各预制构件通过矩形顶管推进到相应位置,预制构件根据在地下车站中的位置及其作用不同共分为4类:
①预制构件Ⅰ:构件侧墙由加劲肋钢结构组成,其余三面由混凝土预制而成,用于组成车站的左端区域或右端区域;
②预制构件Ⅱ:构件两个侧墙由加劲肋钢结构组成,其余两面由混凝土预制而成,用于组成车站的中部区域;
③预制构件Ⅲ:构件两个侧墙和顶板由加劲肋钢结构组成,剩余部分由混凝土预制而成,用于上下两层车站设置联络通道;
④预制构件Ⅳ:在车站桩位位置布置的预制构件,构件侧墙由加劲肋钢结构和混凝土共同组合而成,在钢结构拆除后混凝土部分可形成组合结构柱,其余部分与预制构件Ⅰ结构相同;
⑤预制构件Ⅴ:在车站桩位位置布置的预制构件,构件侧墙由加劲肋钢结构和混凝土共同组合而成,在钢结构拆除后混凝土部分可形成组合结构柱,其余部分与预制构件Ⅱ结构相同;
车站主体为三跨两柱式两层车站,预制构件纵向之间布置防水垫圈,横向之间采用榫接,榫槽留有5~10mm间隙并在其内部充填黄油等润滑剂,以利于预制构件之间的连接。各类预制构件中加劲肋钢结构均与混凝土预制构件通过螺栓连接,混凝土预制构件均设置榫槽与榫头。
主体结构拼装过程中主要包括以下步骤:
a)车站左端区域由预制构件Ⅰ和预制构件Ⅳ组成,在车站的桩位位置布置预制构件Ⅳ,其余位置布置预制构件Ⅰ;下层车站的预制构件顶板及上层车站的预制构件底板均布置有三个贯通的螺栓孔,用于后期两层车站的连接,螺栓孔在构件预制过程中用泡沫材料填充并在相应位置进行标记,整个车站拼装完成后打开螺栓孔用螺栓将上下两层预制构件连接;
b)车站中部区域由预制构件Ⅱ、预制构件Ⅲ和预制构件Ⅴ构成,在上下两层联络通道位置采用预制构件Ⅲ,在桩位位置采用预制构件Ⅴ,其余位置采用预制构件Ⅱ;对预制构件螺栓孔的处理与上述方式相同;
c)预制构件Ⅰ、预制构件Ⅱ、预制构件Ⅲ、预制构件Ⅳ、预制构件Ⅴ均由榫槽6、螺栓孔7、预应力钢筋混凝土8、加劲肋钢结构9和榫头10构成;
d)如图2-图11所示的预制构件均为下层车站的拼装构件,上层车站的预制构件与下层车站的预制构件沿两者交界面上下对称,仅将上层车站的预制构件将与下层车站相拼接处相应的榫槽改为榫头,能够完成二者的拼接即可,附图中未再一一列出,特此说明。
如图12(a)-图12(f)所示,地下车站每一层的施工按照左端区域—中部区域—右端区域的顺序进行,上下层车站按照先下层后上层的顺序进行;施工过程中注意榫槽6和榫头10的连接,在榫槽6内填充黄油等润滑剂,以利于预制构件连接,施工完成后对榫槽进行注浆加固;根据预制构件在车站中的不同作用及车站整体结构布局,将相应预制构件放置在相应的位置。地下车站的施工步骤:
(1)首先在地下车站两端的道路两侧施工竖井,打通道路两侧的始发隧道和接收隧道,形成矩形顶管施工空间,根据车站整体布局,确定首环施工的基准位置,在始发隧道和接收隧道内铺设条形轨道,采用吊车吊装矩形顶管完成机械组装(机械组装是组装的矩形顶管,矩形顶管是一个较大的施工机械,不能从竖井内整体下放到始发隧道内);
(2)用吊车下放预制构件,进行下层车站左端区域施工,首个预制构件的精确定位是确定构件拼装轴线位置的基准,在车站边墙一侧对首个预制构件进行精确定位,然后由矩形顶管将预制构件逐个顶进地下车站相应位置直至侧向隧道贯通,预制构件顶进过程中对前方土体进行改良以利于顶进,连续顶进5环(7.5m)(每一个预制构件为1环)后进行轴线校准并对周围土体进行注浆加固;在车站桩位位置,采用预制构件Ⅳ,形成两环之间立柱背靠背的拼装模式,矩形顶管推进直至贯通;
(3)施工完下层车站左端区域后,移动矩形顶管,进行下层车站中部区域施工,连续顶进5环后进行轴线校准并对周围土体进行注浆加固;在上下层联络通道位置采用预制构件Ⅲ,在车站桩位位置,采用预制构件Ⅴ,与下层车站左端区域相同桩位的预制构件形成四合一型式的混凝土结构柱16(在车站内部结构柱部位由2环预制构件Ⅳ和2环预制构件Ⅴ背靠背组成),其余位置采用预制构件Ⅱ,矩形顶管推进各预制构件直至贯通;
(4)施工完下层车站中部区域后,继续移动矩形顶管,进行车站另一侧下层车站右端区域施工,预制构件布置与上述步骤一致;施工完下层车站后,按照相同工序施工上层车站。
如图13所示,车站主体结构施工完成后,进行以下步骤完善车站布局:
a)拆除地下车站中的加劲肋钢结构9,将预制构件Ⅳ和预制构件Ⅴ组成的结构柱用钢筋绑扎形成四合一型式的混凝土结构柱16用于维护整体结构的稳定;
b)根据标记在上下层顶底板接触部位找到螺栓孔7-1,打通螺栓孔7-1并用螺栓连接,然后在上下两层的底板浇筑混凝土,形成浇筑混凝土结构15,将整层车站浇筑成为一个平面;
c)在上下层联络通道处设置上下楼梯13,施工地面风亭11和进站通道12,铺设地铁行驶轨道,建造站台14;
d)对车站整体结构进行防水处理,并对车站顶底板、侧墙、结构柱及附属设施等进行装饰。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种采用预制构件建造的地下车站,其特征是,包括上层车站和下层车站,所述上层车站和下层车站均由预制构件拼装而成,所述下层车站与上层车站之间相连通,下层车站与上层车站相连通处设有上下层车站楼梯,所述下层车站处设有站台;所述上层车站与地面相连通,上层车站中设有与地面相连通的多个地面楼梯;所述上层车站内部的底部和下层车站内部的底部均设有浇筑混凝土结构;所述上层车站与地面相连通处设有开口,所述上层车站上部设有地面风亭。
2.如权利要求1所述的采用预制构件建造的地下车站,其特征是,所述下层车站的纵向方向上分为左端区域、中部区域和右端区域,所述下层车站的左端区域、中部区域和右端区域依次由榫槽和榫头拼接起来;所述上层车站的纵向方向上分为与下层车站相对应的左端区域、中部区域和右端区域,所述上层车站的左端区域、中部区域和右端区域依次由榫槽和榫头拼接起来;所述上层车站的左端区域、中部区域和右端区域的结构沿上层车站和下层车站的交际面分别与下层车站的左端区域、中部区域和右端区域的结构上下对称;所述下层车站的右端区域与左端区域为完全对称结构形式。
3.如权利要求2所述的采用预制构件建造的地下车站,其特征是,所述下层车站的左端区域包括若干个首尾相接的第一预制构件单元,所述第一预制构件单元两端为预制构件Ⅳ,预制构件Ⅳ之间布设若干个预制构件Ⅰ,预制构件Ⅰ和预制构件Ⅳ的尺寸相同。
4.如权利要求3所述的采用预制构件建造的地下车站,其特征是,所述预制构件Ⅳ为中空长方体结构,预制构件Ⅳ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板、底板和左侧墙为预应力钢筋混凝土结构;预制构件Ⅳ回形结构的右侧墙在纵向方向上由预应力钢筋混凝土结构和可拆卸的加劲肋钢结构组合而成,所述预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构相连接;所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅳ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅳ回形结构的底板相连接;所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板上部设有贯通螺栓孔,用于与上层车站连接;所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板上部和右侧以及底板的右侧均设有若干个榫槽或榫头;所述预制构件Ⅳ回形结构的顶板、底板和两侧墙的结构中,除加劲肋钢结构外,为一体成型;
所述预制构件Ⅰ为中空长方体结构,预制构件Ⅰ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅰ回形结构的顶板、底板和左侧墙与预制构件Ⅳ相对应的结构相同;所述预制构件Ⅰ回形结构的右侧墙为可拆卸的加劲肋钢结构,所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅰ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅰ回形结构的底板相连接。
5.如权利要求2所述的采用预制构件建造的地下车站,其特征是,所述下层车站的中部区域包括若干个首尾相接的第二预制构件单元,所述第二预制构件单元两端为预制构件Ⅴ,预制构件Ⅴ之间设有若干个预制构件Ⅲ,预制构件Ⅲ位于下层车站与上层车站相连通处的上下层车站楼梯处,所述预制构件Ⅲ之间以及预制构件Ⅲ和预制构件Ⅴ之间均布设若干个预制构件Ⅱ,预制构件Ⅱ、预制构件Ⅲ和预制构件Ⅴ的尺寸相同。
6.如权利要求5所述的采用预制构件建造的地下车站,其特征是,所述预制构件Ⅱ为中空长方体结构,预制构件Ⅱ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅱ回形结构的顶板和底板为预应力钢筋混凝土结构;预制构件Ⅱ回形结构的左侧墙和右侧墙为可拆卸的加劲肋钢结构,所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅱ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅱ回形结构的底板相连接;所述预制构件Ⅱ回形结构的顶板上部设有贯通螺栓孔,用于与上层车站连接;所述预制构件Ⅱ回形结构的左侧和右侧以及顶板上部均设有若干个榫槽或榫头;所述预制构件Ⅲ为中空长方体结构,预制构件Ⅲ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅲ回形结构的底板、左侧墙和右侧墙与预制构件Ⅱ相对应的结构相同;所述预制构件Ⅲ回形结构的顶板在横向方向上由相连接的预应力钢筋混凝土结构和可拆卸的加劲肋钢结构组合而成。
7.如权利要求5所述的采用预制构件建造的地下车站,其特征是,所述预制构件Ⅴ为中空长方体结构,预制构件Ⅴ的纵断面为回形结构;所述预制构件Ⅴ回形结构的顶板和底板与预制构件Ⅱ相对应的结构相同;所述预制构件Ⅴ的左侧墙和右侧墙在纵向方向上由预应力钢筋混凝土结构和可拆卸的加劲肋钢结构组合而成,所述预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构相连接;所述加劲肋钢结构上端与预制构件Ⅴ回形结构的顶板相连接,加劲肋钢结构下端与预制构件Ⅴ回形结构的底板相连接。
8.一种采用预制构件建造的地下车站的施工方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤1:首先在地下车站两端的道路两侧施工竖井,打通道路两侧的始发隧道和接收隧道,形成矩形顶管施工空间,根据车站整体布局,确定首环预制构件施工的基准位置,在始发隧道和接收隧道内铺设条形轨道,用于前期运送预制构件;采用吊车吊装矩形顶管并完成矩形顶管的机械组装;
步骤2:用吊车下放预制构件,进行下层车站左端区域施工,连续顶进5环预制构件后进行轴线校准并对周围土体进行注浆加固;
步骤3:施工完下层车站左端区域后,移动矩形顶管,进行下层车站中部区域的施工,连续顶进5环预制构件后进行轴线校准并对周围土体进行注浆加固;
步骤4:施工完下层车站中部区域后,继续移动矩形顶管,进行下层车站另一侧右端区域的施工,预制构件布置与上述步骤2和步骤3一致;
步骤5:施工完下层车站后,按照相同工序施工上层车站;预制构件横向上通过榫槽和榫头进行连接,施工过程中在榫槽内填充黄油等润滑剂,以利于榫槽处连接;
步骤6:车站主体结构施工完成后,将上层车站和下层车站用连接件进行连接并在上层车站和下层车站底板浇筑混凝土;
步骤7:对车站整体结构进行装饰,并施工地面风亭及地铁进站通道,完成整个车站的施工。
9.如权利要求8所述的采用预制构件建造的地下车站的施工方法,其特征是,所述步骤2中,在下层车站的桩位位置,推进两个预制构件Ⅳ,两个预制构件Ⅳ的右侧墙均由预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构组合而成,且两个预制构件Ⅳ右侧墙的预应力钢筋混凝土结构相贴合,形成相邻预制构件Ⅳ背靠背的拼装模式;在下层车站的其他位置,推进预制构件Ⅰ,预制构件Ⅰ右侧墙由加劲肋钢结构组成,预制构件由矩形顶管推进直至贯通。
10.如权利要求8所述的采用预制构件建造的地下车站的施工方法,其特征是,所述步骤3中,在上层车站和下层车站相连通位置处,推进预制构件Ⅲ,预制构件Ⅲ的顶板、左侧墙和右侧墙均由加劲肋钢结构组成;在下层车站的桩位位置,推进两个预制构件Ⅴ,两个预制构件Ⅴ的左侧墙和右侧墙均由预应力钢筋混凝土结构和加劲肋钢结构组合而成,且两个预制构件Ⅴ左侧墙的预应力钢筋混凝土结构相贴合,形成相邻预制构件Ⅴ背靠背的拼装模式,与下层车站左端区域相同桩位位置处的预制构件Ⅳ形成四合一型式混凝土结构柱;在下层车站的其他位置,推进预制构件Ⅱ,预制构件Ⅱ的左侧墙和右侧墙均由加劲肋钢结构组成;预制构件Ⅲ、预制构件Ⅴ和预制构件Ⅱ均由矩形顶管推进直至贯通;
所述步骤6中,在车站主体结构施工完成后,拆除所有预制构件中的加劲肋钢结构,并将拼接而成的四合一型式混凝土结构柱用钢筋绑扎形成一个整体。
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