CN107476340A - 一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构及其施工方法，属于地下建筑技术领域。包括隧道管廊片、承重柱、顶面连接块、底面连接块、混凝土抹平层和防水层，通过加强配筋，可满足扩建换乘车站过程中盾构隧道管片所承受的较大内力，从而保证管片的安全，通过采用顶面连接块和底面连接块，使连接节点具有足够的刚度并减小节点的变形，第三底板安装于第二底板的弯折支撑上，消除第二底板与第一底板间的沉降差，使得两者之间连接结构与受力均非常均衡，解决了较刚性的换乘车站主体结构与较柔性的管片结构的连接问题。本发明的特殊盾构管片外形与普通地铁区间隧道盾构管片一致，可利用与普通地铁区间隧道盾构管片相同的模具进行生产。
Description
技术领域
本发明涉及地下建筑技术领域，特别是涉及一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构及其施工方法。
背景技术
为加快我国各大城市地铁建设速度，提高工程质量，确保施工安全，地铁区间隧道应尽量多地采用盾构法施工，但受到车站施工的影响，盾构机的效率未能充分发挥。为此推出在盾构区间隧道基础上扩建车站的施工方案，可以很好的解决车站施工和区间盾构施工的矛盾。
虽然地铁隧道与换乘车站是一个整体，但施工时各部分是有先后顺序的，当地铁隧道先期施工，换乘车站依附隧道位置设立时，就需要将非永久性的综合管廊片适时凿除，此时地铁隧道与换乘车站之间由于凿除而留下的空缺，必须做有效的结构连接和防水连接，以确保传力、防水等建筑整体性的要求。因而作为连接较刚性的主体结构与较柔性的管片结构的节点部位，就成为地铁区间盾构随道扩建形成车站的关健结构部件，因此需要对扩建形成车站范围内的盾构管片和与车站结构的连接节点进行特殊设计。
另外，当下较普遍的地铁换乘车站位置均高于隧道结构，这种设计易出现结构受力不均的现象，若二者不在同一高度，还需在二者连接部位设置一些传力结构来平衡二者间的内力，因此地铁隧道扩建车站的施工方法存在很大改善空间。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构及其施工方法，该方法整体性好、传力明确、构造简单，便于管片与车站结构的连接，保证了管片内力能有效地传递至车站结构，能够解决区间盾构隧道与换乘车站连接过程中的盾构隧道管片的承载力和变形问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构，包括隧道管廊片（1），铁轨底座（1-1），承重柱（2），底面预制第一底板（3），底面预制第二底板（4），底面预制第三底板（5），混凝土抹平层（6），防水材料层（7），顶面预制第二底板（8），顶面预制第三底板（9），顶面预制第一底板（10）和后浇带（11），特殊盾构隧道管廊片（1）由6块预制标准型管片a-f组成，其连接顺序为从a到f顺时针排列，其中后被拆除的标准型管片a和b形成站台开口；特殊管片与换乘车站结构的连接分为顶面连接块和底面连接块，底面连接块由底面预制第一底板（3）、底面预制第二底板（4）、底面预制第三底板（5）和后浇带（11）组成，底面预制第一底板（3）设置在承重柱（2）的一侧，底面预制第二底板（4）和底面预制第三底板（5）设置在承重柱（2）的另一侧，底面预支第二地板分为水平部（4-1），竖直部（4-2）和弯折支撑部（4-3），竖直部（4-2）与底面预制第三底板（5）对应连接缺口处形成凹槽（4-4），后用后浇带（11）连接；顶面连块连接由顶面预制第二底板（8），顶面预制第三底板（9），顶面预制第一底板（10）和后浇带（11）组成，顶面预制第一底板（10）设置在承重柱（2）的一侧，顶面预制第二底板（8）和顶面预制第三底板（9）设置在承重柱（2）的另一侧，顶面预支第二地板分为水平部（8-1），竖直部（8-2）和弯折支撑部（8-3），竖直部（8-2）与顶面预制第三底板（9）对应连接缺口处形成凹槽（8-4），后用后浇带（11）注浆连接，且在浆液内添加遇水膨胀止水胶，隧道管廊底部位置设置混凝土抹平层（6），高度与底面预制第三底板（5）上表面持平。
进一步地，顶面连接块与地面连接块结构一致，沿水平中轴线对称布置。
进一步地，顶面连接块与地面连接块内部均配置受力钢筋（3-1）和构造钢筋（10-1）。
进一步地，顶面预制第三底板（9）和底面预制第三底板（5）表面均设置防水材料层（7）。
进一步地，一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
底部连接块的施工方法：在换乘车站位置处地下施工有承重柱（2），在承重柱（2）的一侧设置有底面预制第一底板（3），底面预制第一底板（3）一侧抵至承重柱（2）脚部；待标准管廊片a和b凿除后，在承重柱（2）的另一侧设置底面预制第二底板（4）和底面预制第三底板（5），底面预制第二底板（4）的水平部（4-1）沿远离至靠近承重柱（2）的方向施工，且在一定位置做向下的弯折形成竖直部（4-2）和弯折支撑部（4-3），水平部（4-1）与底面预制第三底板（5）之间形成的凹槽（4-4）用混凝土后浇带（11）连接，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；在底面预制第二底板（4）的弯折支撑部（4-3）上施工底面预制第三底板（5），作为钢筋混凝土传力块，底面预制第三底板（5）与底面预制第二底板（4）的弯折支撑部（4-3）互相搭接，二者用混凝土后浇带（11）连接，形成一个整体，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；由于地铁隧道先完成，在施工换乘车站连接部分时，在底面预制第二底板（4）的弯折支撑部（4-3）靠近承重柱（2）的一端底部开始铺设防水材料层（7），缠绕底面预制第二底板（4）一周至靠近承重柱（2）的顶部，再沿底面预制第三底板（5）向上铺设防水材料层（7），至底面预制第三底板（5）与底面预制第二底板（4）之间的凹槽（4-4）处收头，底面预制第二底板（4）的水平部（4-1）插入地铁隧道底部，最后浇筑混凝土抹平层，高度与底面预制第三底板（5）上表面持平，保证结构连接处的防水要求，确保不会产生渗水现象。
顶部连接块的施工方法：在换乘车站位置处地下施工有承重柱（2），在承重柱（2）的一侧设置有顶面预制第一底板（10），顶面预制第一底板（10）一侧抵至承重柱（2）顶部；待标准管廊片a和b凿除后，在承重柱（2）的另一侧设置顶面预制第三底板（9）和顶面预制第二底板（8），顶面预制第三底板（9）完成后，在顶面预制第三底板（9）的上侧沿靠近至远离承重柱（2）的方向施工顶面预制第二底板（8）的弯折支撑部（8-3），且在靠近预制第三底板（9）边缘的位置做向下的弯折形成竖直部（8-2）及水平部（8-1），水平部（8-1）与预制第三底板（9）之间形成的凹槽（8-4）和弯折支撑部（8-3）与承重柱（2）之间形成的凹槽（8-4）均用混凝土后浇带（11）连接，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；由于地铁隧道先完成，在施工换乘车站连接部分时，在顶面预制第二底板（8）的弯折支撑部（8-3）靠近承重柱（2）的一端底部开始铺设防水材料层（7），缠绕顶面预制第二底板（8）一周至靠近承重柱（2）的一段顶部，再沿顶面预制第三底板（9）向下铺设防水材料层（7），至顶面预制第三底板（9）与顶面预制第二底板（8）之间的凹槽（8-4）处收头，顶面预制第二底板（8）的水平部（8-1）插入地铁隧道顶部，保证结构连接处的防水要求，确保不会产生渗水现象。
本发明的有益效果：
本发明的盾构特殊管片的外形与普通地铁区间隧道盾构管片一致，可以利用与普通地铁区间隧道盾构管片相同的模具进行生产。
通过加强配筋，可以满足扩建形成车站过程中盾构隧道管片所承受的较大内力，从而保证管片的安全，地铁隧道与换乘车站均设立在同一标高上，可以极大的改善结构受力不均的现象。
通过顶面连接块和底面连接块，可以在将盾构管廊和换乘车站主体结构可靠的连接起来，使连接节点具有足够的刚度，能减小连接节点的变形，有利于节点处的防水处理。
通过防水材料的铺设，与综合管廊内的混凝土抹平层无缝连接，保证了结构连接部位处的防水要求，确保不会产生渗水现象。
附图说明
图1为地铁隧道与扩建车站结构立面图。
图2为图1的A-A剖面示意图。
图3为底面连接块的剖面配筋示意图。
图4为顶面连接块的剖面配筋示意图。
图5为底面连接块的剖面结构示意图。
图6为顶面连接块的剖面结构示意图。
图中，1为隧道管廊片，1-1为铁轨底座，2为承重柱，3为底面预制第一底板，3-1为钢筋，4为底面预制第二底板，4-1为水平部，4-2为竖直部，4-3为弯折支撑部，4-4为凹槽，5为底面预制第三底板，6为混凝土抹平层，7为防水材料层，8为顶面预制第二底板，8-1为水平部，8-2为竖直部，8-3为弯折支撑部，8-4为凹槽，9为顶面预制第三底板，10为顶面预制第一底板，10-1为钢筋，11为后浇带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
如图1和2所示，本发明一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构，包括隧道管廊片1，铁轨底座1-1，承重柱2，底面预制第一底板3，底面预制第二底板4，底面预制第三底板5，混凝土抹平层6，防水材料层7，顶面预制第二底板8，顶面预制第三底板9，顶面预制第一底板10和后浇带11，特殊盾构隧道管廊片1由6块预制标准型管片a-f组成，其连接顺序为从a到f顺时针排列，其中后被拆除的标准型管片a和b形成站台开口。
实施例2
如图3和5所示，特殊管片与换乘车站结构的连接分为顶面连接块和底面连接块底面连块连接由底面预制第一底板3，底面预制第二底板4，底面预制第三底板5和后浇带11组成，底面预制第一底板3设置在承重柱2的一侧，底面预制第二底板4和底面预制第三底板5设置在承重柱2的另一侧，底面预支第二地板分为水平部4-1，竖直部4-2和弯折支撑部4-3，竖直部4-2与底面预制第三底板5对应连接缺口处形成凹槽4-4，后用后浇带11连接。
实施例3
如图4和6所示，顶面连块连接由顶面预制第一底板10，顶面预制第二底板8，顶面预制第三底板9和后浇带11组成，顶面预制第一底板10设置在承重柱2的一侧，顶面预制第二底板8和顶面预制第三底板9设置在承重柱2的另一侧，顶面预支第二地板分为水平部8-1，竖直部8-2和弯折支撑部8-3，竖直部8-2与顶面预制第三底板9对应连接缺口处形成凹槽4-4，后用后浇带11注浆连接，且在浆液内添加遇水膨胀止水胶，隧道管廊底部位置设置混凝土抹平层6，高度与底面预制第三底板5上表面持平；顶面连接块与地面连接块结构一致，沿水平中轴线对称布置；顶面连接块与地面连接块内部均配置受力钢筋3-1和构造钢筋10-1；顶面预制第三底板9和底面预制第三底板5表面均设置防水材料层7。
一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
底部连接块的施工方法：在换乘车站位置处地下施工有承重柱2，在承重柱2的一侧设置有底面预制第一底板3，底面预制第一底板3一侧抵至承重柱2脚部；待标准管廊片a和b凿除后，在承重柱2的另一侧设置底面预制第二底板4和底面预制第三底板5，底面预制第二底板4的水平部4-1沿远离至靠近承重柱2的方向施工，且在一定位置做向下的弯折形成竖直部4-2和弯折支撑部4-3，水平部4-1与底面预制第三底板5之间形成的凹槽4-4用混凝土后浇带11连接，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；在底面预制第二底板4的弯折支撑部4-3上施工底面预制第三底板5，作为钢筋混凝土传力块，底面预制第三底板5与底面预制第二底板4的弯折支撑部4-3互相搭接，二者用混凝土后浇带11连接，形成一个整体，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；由于地铁隧道先完成，在施工换乘车站连接部分时，在底面预制第二底板4的弯折支撑部4-3靠近承重柱2的一端底部开始铺设防水材料层7，缠绕底面预制第二底板4一周至靠近承重柱2的顶部，再沿底面预制第三底板5向上铺设防水材料层7，至底面预制第三底板5与底面预制第二底板4之间的凹槽4-4处收头，底面预制第二底板4的水平部4-1插入地铁隧道底部，最后浇筑混凝土抹平层，高度与底面预制第三底板5上表面持平，保证结构连接处的防水要求，确保不会产生渗水现象。
顶部连接块的施工方法：在换乘车站位置处地下施工有承重柱2，在承重柱2的一侧设置有顶面预制第一底板10，顶面预制第一底板10一侧抵至承重柱2顶部；待标准管廊片a和b凿除后，在承重柱2的另一侧设置顶面预制第三底板9和顶面预制第二底板8，顶面预制第三底板9完成后，在顶面预制第三底板9的上侧沿靠近至远离承重柱2的方向施工顶面预制第二底板8的弯折支撑部8-3，且在靠近预制第三底板9边缘的位置做向下的弯折形成竖直部8-2及水平部8-1，水平部8-1与预制第三底板9之间形成的凹槽8-4和弯折支撑部8-3与承重柱2之间形成的凹槽8-4均用混凝土后浇带11连接，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；由于地铁隧道先完成，在施工换乘车站连接部分时，在顶面预制第二底板8的弯折支撑部8-3靠近承重柱2的一端底部开始铺设防水材料层7，缠绕顶面预制第二底板8一周至靠近承重柱2的一段顶部，再沿顶面预制第三底板9向下铺设防水材料层7，至顶面预制第三底板9与顶面预制第二底板8之间的凹槽8-4处收头，顶面预制第二底板8的水平部8-1插入地铁隧道顶部，保证结构连接处的防水要求，确保不会产生渗水现象。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构，包括隧道管廊片（1），铁轨底座（1-1），承重柱（2），底面预制第一底板（3），底面预制第二底板（4），底面预制第三底板（5），混凝土抹平层（6），顶面预制第二底板（8），顶面预制第三底板（9），顶面预制第一底板（10）和后浇带（11），其特征在于：特殊盾构隧道管廊片（1）由6块预制标准型管片a-f组成，其连接顺序为从a到f顺时针排列，其中后被拆除的标准型管片a和b形成站台开口；特殊管片与换乘车站结构的连接分为顶面连接块和底面连接块，底面连接块由底面预制第一底板（3）、底面预制第二底板（4）、底面预制第三底板（5）和后浇带（11）组成，底面预制第一底板（3）设置在承重柱（2）的一侧，底面预制第二底板（4）和底面预制第三底板（5）设置在承重柱（2）的另一侧，底面预支第二地板分为水平部（4-1），竖直部（4-2）和弯折支撑部（4-3），竖直部（4-2）与底面预制第三底板（5）对应连接缺口处形成凹槽（4-4），后用后浇带（11）连接；顶面连块连接由顶面预制第二底板（8），顶面预制第三底板（9），顶面预制第一底板（10）和后浇带（11）组成，顶面预制第一底板（10）设置在承重柱（2）的一侧，顶面预制第二底板（8）和顶面预制第三底板（9）设置在承重柱（2）的另一侧，顶面预支第二地板分为水平部（8-1），竖直部（8-2）和弯折支撑部（8-3），竖直部（8-2）与顶面预制第三底板（9）对应连接缺口处形成凹槽（8-4），后用后浇带（11）注浆连接，且在浆液内添加遇水膨胀止水胶，隧道管廊底部位置设置混凝土抹平层（6），高度与底面预制第三底板（5）上表面持平。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构，其特征在于：顶面连接块与地面连接块结构一致，沿水平中轴线对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构，其特征在于：顶面连接块与地面连接块内部均配置受力钢筋（3-1）和构造钢筋（10-1）。
4.根据权利要求1所述的一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构，其特征在于：顶面预制第三底板（9）和底面预制第三底板（5）表面均设置防水材料层（7）。
5.一种地铁隧道与扩建车站的新型连接结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
底部连接块的施工方法：在换乘车站位置处地下施工有承重柱（2），在承重柱（2）的一侧设置有底面预制第一底板（3），底面预制第一底板（3）一侧抵至承重柱（2）脚部；待标准管廊片a和b凿除后，在承重柱（2）的另一侧设置底面预制第二底板（4）和底面预制第三底板（5），底面预制第二底板（4）的水平部（4-1）沿远离至靠近承重柱（2）的方向施工，且在一定位置做向下的弯折形成竖直部（4-2）和弯折支撑部（4-3），水平部（4-1）与底面预制第三底板（5）之间形成的凹槽（4-4）用混凝土后浇带（11）连接，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；在底面预制第二底板（4）的弯折支撑部（4-3）上施工底面预制第三底板（5），作为钢筋混凝土传力块，底面预制第三底板（5）与底面预制第二底板（4）的弯折支撑部（4-3）互相搭接，二者用混凝土后浇带（11）连接，形成一个整体，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；由于地铁隧道先完成，在施工换乘车站连接部分时，在底面预制第二底板（4）的弯折支撑部（4-3）靠近承重柱（2）的一端底部开始铺设防水材料层（7），缠绕底面预制第二底板（4）一周至靠近承重柱（2）的顶部，再沿底面预制第三底板（5）向上铺设防水材料层（7），至底面预制第三底板（5）与底面预制第二底板（4）之间的凹槽（4-4）处收头，底面预制第二底板（4）的水平部（4-1）插入地铁隧道底部，最后浇筑混凝土抹平层，高度与底面预制第三底板（5）上表面持平，保证结构连接处的防水要求，确保不会产生渗水现象；
顶部连接块的施工方法：在换乘车站位置处地下施工有承重柱（2），在承重柱（2）的一侧设置有顶面预制第一底板（10），顶面预制第一底板（10）一侧抵至承重柱（2）顶部；待标准管廊片a和b凿除后，在承重柱（2）的另一侧设置顶面预制第三底板（9）和顶面预制第二底板（8），顶面预制第三底板（9）完成后，在顶面预制第三底板（9）的上侧沿靠近至远离承重柱（2）的方向施工顶面预制第二底板（8）的弯折支撑部（8-3），且在靠近预制第三底板（9）边缘的位置做向下的弯折形成竖直部（8-2）及水平部（8-1），水平部（8-1）与预制第三底板（9）之间形成的凹槽（8-4）和弯折支撑部（8-3）与承重柱（2）之间形成的凹槽（8-4）均用混凝土后浇带（11）连接，浆液内添加遇水膨胀止水胶，对施工缝做防水处理；由于地铁隧道先完成，在施工换乘车站连接部分时，在顶面预制第二底板（8）的弯折支撑部（8-3）靠近承重柱（2）的一端底部开始铺设防水材料层（7），缠绕顶面预制第二底板（8）一周至靠近承重柱（2）的一段顶部，再沿顶面预制第三底板（9）向下铺设防水材料层（7），至顶面预制第三底板（9）与顶面预制第二底板（8）之间的凹槽（8-4）处收头，顶面预制第二底板（8）的水平部（8-1）插入地铁隧道顶部，保证结构连接处的防水要求，确保不会产生渗水现象。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108571330A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-25 | 江西师范大学 | 一种处理地铁底板后浇带渗漏水的方法 |
| CN110469343A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-11-19 | 中铁隧道局集团有限公司 | 用于车站主体结构和管片的柔性连接装置及其施工方法 |
| CN111927491A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-13 | 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 | 一种用于轨道交通车站的盾构法衬砌结构 |
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2017
- 2017-09-10 CN CN201710809255.6A patent/CN107476340A/zh not_active Withdrawn
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