CN105672353A - 一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，包括以下步骤：在龙门吊的承载主梁上分别装配起吊机、注浆机和液压抓斗，在龙门吊的支脚上装配成槽机，在施工现场的相应位置铺设组合龙门吊的轨道和成槽机轨道，在地铁车站施工范围的起始位置架设组合龙门吊；利用组合龙门吊的成槽机进行地下连续墙的沟槽开挖；利用组合龙门吊的起吊机和注浆机，施做地下连续墙；利用组合龙门吊的液压抓斗开挖基坑；对车站首环的预制构件进行精确定位，确定构件拼装轴线位置；按步骤5确定的位置，利用组合龙门吊的起吊机及人工配合进行车站主体结构的拼装；利用组合龙门吊的注浆机现浇车站的内部结构，然后覆土回填，完成车站施工。

Description

一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法

技术领域

本发明涉及地下建筑工程领域，尤其涉及采用一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法。

背景技术

传统的地铁车站建设常采用明挖法、盖挖法或盾构法进行，这些地铁车站建造方法均存在一定的局限性，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，出现了一体化、模块化基坑开挖和地铁车站拼装的施工方法，该方法具有环境污染小、施工速度快、效率高等特点，具有广阔的发展前景。

中国专利CN104762990A提供了一种模块化地铁车站建造方法，施工前先将车站结构的每环都分割成可拼装的底板预制构件、顶板预制构件以及侧墙预制构件；施工时先进行基底垫层施工；然后设置反力架；之后靠近反力架拼装首环，成环后用钢板将首环焊接在反力架上，之后依次拼装其它环，且在每一环拼装的同时对预制构件上榫槽注浆施工。该方法增加了施工工序，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，其采用了在施工场地外工厂化预制相应构件，然后在施工场地利用压桩机将预制围护桩、立柱桩压入设计要求的位置，进行基坑开挖，浇筑压顶圈梁、水平支撑，铺设预制叠合板，浇筑结构顶板，然后回填上部土方，之后继续向下开挖土方，浇筑负一层底板、浇筑基础底板与建筑物边墙，完成地铁车站施工。该方法采取分步施工，大大增加了施工工序，延长了施工周期。

传统的现浇地下连续墙与装配式车站的施工方法，具有以下缺点：

1、需要利用独立的成槽机、起吊机、注浆机等设备先施做地下连续墙，然后利用挖掘机进行基坑开挖，最后利用起吊机进行车站的拼装。所需的施工设备数量多，机械成本高。

2、各个独立的设备进出场均需占据较多的时间和空间资源，集成化程度低，施工成本高，效率低下。

3、作业机械和作业步骤分散，需要耗费较多的人力，人工成本较高。

此外，传统的龙门吊又称门式起重机，是桥式起重机的一种变形，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。他的金属结构像门型框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走。普通龙门吊主要是指吊钩、液压抓斗、电磁、葫芦门式起重机。龙门吊具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛应用。

然而，由于其名称给人们造成的印象，龙门吊专指用来起吊或起重的设备，很难想到将龙门吊用于其他的用途，导致龙门吊的这一庞大的设备不能得到全方面的充分利用。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法。其优点是进行基坑支护、开挖及车站装配一体化施工，可提高施工效率，减少环境污染，降低工程造价，并进一步推动地下工程产业化的进程；此外可以实现龙门吊的多功能应用。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，包括以下步骤：

步骤1：在龙门吊的承载主梁上分别装配起吊机、注浆机和液压抓斗，在所述龙门吊的支脚上装配成槽机，形成组合龙门吊，在施工现场的相应位置铺设组合龙门吊的轨道和成槽机轨道，在地铁车站施工范围的起始位置架设所述组合龙门吊；

步骤2：利用所述组合龙门吊的成槽机进行地下连续墙的沟槽开挖；

步骤3：利用所述组合龙门吊的起吊机和注浆机，施做地下连续墙；

步骤4：利用所述组合龙门吊的液压抓斗开挖基坑；

步骤5：对车站首环的预制构件进行精确定位，确定构件拼装轴线位置；

步骤6：按所述步骤5确定的位置，利用所述组合龙门吊的起吊机及人工配合进行车站主体结构的拼装；

步骤7：利用所述组合龙门吊的注浆机现浇车站的内部结构，然后覆土回填，完成车站施工。

传统的龙门吊作为专门的起重设备，由于其名称的限定作用，很难使人想到龙门吊可以具有其他功能。本施工方法克服了人们的传统认识和偏见，将注浆机和成槽机装配至龙门吊的相应结构上，使得龙门吊不仅是一种起吊机，而是作为一种多功能施工器械的承载体，为龙门吊赋予了新的使命和意义，是一项巨大进步。此外，组合龙门吊的移动，带动了所有施工装置的同时移动，可提高施工速度，缩短施工工期。

采用组合龙门吊进行现浇地下连续墙与装配式地铁车站的一体化施工，避免采用原本相互独立的机械设备进行各步骤的相应施工，一方面减少了各个独立设备进出场等所需的时间，减少施工时间；另一方面减少了原来各个机械设备对空间的占用率，所需的施工设备少，机械成本低。此外，采用本方法的作业机械和作业步骤均非常集中，集成化程度高，无需耗费过多的人力，减少人工成本。

步骤1中，在所述承载主梁上设置分别与所述起吊机、注浆机和液压抓斗配合工作的相互独立的滑轨。

进一步的，将所述成槽机固定在所述组合龙门吊支脚的侧面，所述成槽机和所述支脚通过螺栓固定连接。所述成槽机上设有与所述成槽机轨道配合使用的滑轮。

传统的成槽机都是在端头通过液压机与机车连接。本装置根据组合龙门吊的结构特点，设计成通过成槽机的侧部与龙门吊的支脚固定连接，使得装置在空间布局和受力性能上都更加合理。在成槽机上设置滑轮来沿成槽机轨道滑行，减少成槽机移动时的摩擦力，增加成槽机的使用寿命。

步骤2中，所述沟槽开挖的具体方法为：所述起吊机首先在起始位置开挖沟槽至设计深度，所述成槽机随所述组合龙门吊沿基坑纵向移动，一直开挖至终止位置，完成地下连续墙的沟槽开挖。

步骤3中，所述施做地下连续墙的具体方法为：从所述沟槽的一端开始，分别利用所述组合龙门吊的起吊机和注浆机吊入钢筋笼和浇筑混凝土施做地下连续墙，并随所述组合龙门吊沿纵向移动，一直施做至另一端，完成所述地下连续墙的施工。

步骤4中，利用所述液压抓斗开挖基坑的具体方法为：从欲施做基坑的一端开始，利用所述组合龙门吊的液压抓斗，随着所述组合龙门吊沿纵向的移动，分层开挖至基坑底，并逐层施做预应力锚索。

进一步的，在所述分层开挖至基坑底的过程中，由上往下逐层施做预应力锚索，可以进一步保证基坑支护的稳定性。

步骤5中，首个预制构件的所述精确定位是确定构件拼装轴线位置的基准，首个所述预制构件的精确定位在车站边墙的一侧进行，然后按照由下向上的顺序依次进行构件拼装，直至完成车站主体结构。

步骤6中，根据各所述预制构件在车站中的位置和作用，按照先拼装车站底板，然后拼装侧墙，再拼装顶拱的顺序，进行所述车站主体结构的拼装。

本方法各步骤中具体的施工方法，都是根据组合龙门吊特有的结构形式，通过合理设计后确定采用的。与传统的施工过程相比，施工集成化的程度更高，反映了施工一体化的特点。

本发明的有益效果是：

采用本发明的一体化施工，基本不再借助其他的额外的如起吊机、挖掘机等独立的开挖和起吊设备。

本发明中组合龙门吊架设完成后，即可直接进行基坑支护、开挖和车站拼装集成作业，将支护、开挖、拼装集于一体，该方法可减少了人力和独立设备的需求，缩减了施工成本，缩短了施工周期，实现了既能减少成本，又能提高施工效率的目的。

施工顺序首先利用成槽机做现浇地下连续墙，利用液压抓斗分层开挖至基底，并逐层施做预应力锚索，然后按照由下往上的施工顺序进行车站拼装，最后现浇车站内部结构，覆土回填，完成车站施工。该一体化施工方法具有可提高施工速度，缩短施工工期，环境污染小等优点。

附图说明

图1是装配式车站施工布局图；

图2是地铁车站施工准备阶段示意图；

图3是地铁车站基坑开挖阶段示意图；

图4是地铁车站主体结构装配阶段示意图；

图5是地铁车站施工完成阶段示意图；

图6是装配式车站结构剖面图；

其中，1.起吊机，2.液压抓斗，3.成槽机，4.预应力锚索，5.预制构件，6.地下连续墙，7.注浆机，8.承载主梁，Ⅰ.底板中间构件，Ⅱ.底板两侧构件，Ⅲ.侧墙构件，Ⅳ.顶板构件，Ⅴ.顶拱构件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例：

地铁车站主体建设采用预制构件拼装方式进行，预制构件5主要由混凝土组成。车站主体为双层双跨式车站，楼板采用现浇结构，构件内埋直螺纹接驳器与楼板钢筋采用机械连接；施工机械为组合龙门吊，主要由成槽机3、液压抓斗2和起吊机1组成，可进行成槽、基坑支护和开挖及起吊一体化作业，其中成槽机3可沿地面轨道纵向移动，起吊机1和液压抓斗2可进行横向移动作业。液压抓斗2、起吊机1和注浆机7分别通过滑块与组合龙门吊的承载主梁8上相应的滑轨连接，成槽机3与组合龙门吊支脚的侧面固定连接。

装配式车站结构的各个部位均由可拼装式预制构件5组成，各预制构件5根据在主体结构的位置和作用不同进行分类；

底板中间构件Ⅰ：构件为底板中间部分，主要由钢筋混凝土组成，用于组成车站底板；

底板两侧构件Ⅱ：构件为底板两侧部分，共两块，主要由钢筋混凝土组成，用于组成车站底板；

侧墙构件Ⅲ：构件为侧墙部分，共两块，由钢筋混凝土组成，用于组成车站侧墙；

顶板构件Ⅳ：构件为顶拱部分，主要由钢筋混凝土组成，用于组成车站顶板；

顶拱构件Ⅴ：构件为顶拱部分，主要由钢筋混凝土组成，用于组成车站顶拱；

各类预制构件均为榫槽链接，并在榫槽内填充黄油等润滑剂，以利于预制构件连接；

组合龙门吊施工机械主要由成槽机3、液压抓斗2、起吊机1和注浆机7组成，可进行成槽、基坑开挖及起吊一体化作业。

一种采用现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，包括以下步骤：

(1)架设组合龙门吊施工机械，利用成槽机3成槽，做现浇地下连续墙6，然后利用液压抓斗2分层开挖至基坑底，逐层施做预应力锚索4；

(2)对首环车站预制构件5进行精确定位，确定构件拼装轴线位置；

(3)按照步骤(2)中位置进行车站拼装，由起吊机1完成；

(4)现浇车站内部结构，然后覆土回填，完成车站施工。

步骤(1)中，在组合龙门吊的承载主梁上设置分别与起吊机、注浆机和液压抓斗配合工作的相互独立的滑轨。将成槽机固定在组合龙门吊支脚的侧面，成槽机和支脚通过螺栓固定连接。成槽机上设有与成槽机轨道配合使用的滑轮。

成槽开挖的具体方法为：起吊机首先在起始位置开挖沟槽至设计深度，成槽机随组合龙门吊沿基坑纵向移动，一直开挖至终止位置，完成地下连续墙的沟槽开挖。

现浇地下连续墙的具体方法为：从沟槽的一端开始，分别利用组合龙门吊的起吊机和注浆机吊入钢筋笼和浇筑混凝土施做地下连续墙，并随组合龙门吊沿纵向移动，一直施做至另一端，完成地下连续墙的施工。

利用液压抓斗开挖基坑的具体方法为：从欲施做基坑的一端开始，利用所述组合龙门吊的液压抓斗，随着所述组合龙门吊沿纵向的移动，分层开挖至基坑底，并逐层施做预应力锚索。

在分层开挖至基坑底的过程中，由上往下逐层施做预应力锚索，可以进一步保证基坑支护的稳定性。

步骤(2)中，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，首个预制构件的精确定位在车站边墙的一侧进行，然后按照由下向上的顺序依次进行构件拼装，直至完成车站主体结构。

步骤(3)中，根据各预制构件在车站中的位置和作用，按照先拼装车站底板，然后拼装侧墙，再拼装顶拱的顺序，进行车站主体结构的拼装。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在龙门吊的承载主梁上分别装配起吊机、注浆机和液压抓斗，在所述龙门吊的支脚上装配成槽机，形成组合龙门吊，在施工现场的相应位置铺设所述组合龙门吊的轨道和成槽机轨道，在地铁车站施工范围的起始位置架设所述组合龙门吊；

步骤2：利用所述成槽机进行地下连续墙的沟槽开挖；

步骤3：利用所述起吊机和所述注浆机，施做地下连续墙；

步骤4：利用所述液压抓斗开挖基坑；

步骤5：对车站首环的预制构件进行精确定位，确定构件拼装轴线位置；

步骤6：按所述步骤5确定的位置，利用所述组合龙门吊的起吊机及人工配合进行车站主体结构的拼装；

步骤7：利用所述组合龙门吊的注浆机现浇车站的内部结构，然后覆土回填，完成车站施工。

2.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：步骤1中，在所述承载主梁上设置分别与所述起吊机、注浆机和液压抓斗配合工作的相互独立的滑轨。

3.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：步骤1中，将所述成槽机固定在所述组合龙门吊支脚的侧面，所述成槽机和所述支脚通过螺栓固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：所述成槽机上设有与所述成槽机轨道配合使用的滑轮。

5.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：步骤2中，所述沟槽开挖的具体方法为：所述起吊机首先在起始位置开挖沟槽至设计深度，所述成槽机随所述组合龙门吊沿基坑纵向移动，一直开挖至终止位置，完成地下连续墙的沟槽开挖。

6.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：步骤3中，所述施做地下连续墙的具体方法为：从所述沟槽的一端开始，分别利用所述组合龙门吊的起吊机和注浆机吊入钢筋笼和浇筑混凝土施做地下连续墙，并随所述组合龙门吊沿纵向移动，一直施做至另一端，完成所述地下连续墙的施工。

7.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：利用所述液压抓斗开挖基坑的具体方法为：从欲施做基坑的一端开始，利用所述组合龙门吊的液压抓斗，随着所述组合龙门吊沿纵向的移动，分层开挖至基坑底，并逐层施做预应力锚索。

8.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：在所述分层开挖至基坑底的过程中，由上往下逐层施做预应力锚索。

9.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：步骤5中，首个预制构件的所述精确定位是确定构件拼装轴线位置的基准，首个所述预制构件的精确定位在车站边墙的一侧进行，然后按照由下向上的顺序依次进行构件拼装，直至完成车站主体结构。

10.根据权利要求1所述的一种现浇地下连续墙与装配式地铁车站施工一体化方法，其特征在于：步骤6中，根据各所述预制构件在车站中的位置和作用，按照先拼装车站底板，然后拼装侧墙，再拼装顶拱的顺序，进行所述车站主体结构的拼装。