CN108361036A - 一种地铁车站附属结构外挂的施工方法 - Google Patents

一种地铁车站附属结构外挂的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地铁车站附属结构外挂的施工方法,该方法将风亭组移出主体隧道,集中从端头区间隧道开孔引出地面,将附属结构外挂集中布置,减少主体结构开孔数,将风亭组与出入口结合施工场地统一布置。在大断面横通道和主体车站转换中使用了复杂而又有效的品字形进洞方法。本发明运用品字形断面进洞的创新施工工艺,降低了大断面横通道进入车站主体的风险。

Description

一种地铁车站附属结构外挂的施工方法
技术领域
本发明属于山地城市暗挖车站附属结构设计技术领域,涉及一种地铁车站附属结构外挂的施工方法。
背景技术
山地城市一般道路狭窄、交通拥堵、两侧楼房密集,经常没有合适的施工场地,如重庆和贵阳等城市。所以在山地城市中心地段进行地铁车站建设一般采用暗挖法施工,但是暗挖法施工中地铁车站的附属结构设施在地表的施工布局依然是个关键性问题,主要体现在以下2个方面:
1)地铁车站附属结构建设在受周边环境和地形限制的区域,势必会面临大量的拆迁和场地修整,并严重影响场地周边交通,合理的附属结构布置能最大程度减少对周边环境的负面影响。
2)地铁车站暗挖法施工通常是从附属结构设施进入车站隧道开辟工作面进行施工,比如附属结构中的风亭作为施工竖井,风道作为施工横通道。所以附属结构的规划布置还关系到后续地铁车站暗挖施工工序、施工安全性、施工工期等问题。
现有地铁车站附属结构布置技术的缺点:
1)附属结构进行主体车站隧道开孔多、工程风险大。如图1所示,通过常规地铁车站附属结构布置方案对主体隧道的施工,一般需要在车站开设多个马头门(图1中为4个)。在地铁车站主体结构上开设多个马头门,影响车站主体整体结构受力,加大工程量和增加工程难度与施工风险。
2)附属结构因为分散布置导致地表拆迁量大,工程投资庞大,过多占据车站建设投资金额,影响车站建设其他工程项目的开展。
发明内容
本发明的目的在于,提出了一种地铁车站附属结构外挂的施工方法,根据现有地铁车站附属结构修建面临的问题,在满足山地城市规划、城市交通规划、环境保护和城市景观要求的前提下,考虑车站与地面建筑、地下管线、地下构筑物等之间的关系,尽量减少房屋拆迁、管线迁移和施工期间对地面建筑物、地面交通及市民生活的影响,在有限的狭小空间内合理布置车站附属与各类临时设施,以节约城市用地,提出优化方案,与建筑、通风等专业协调,满足结构功能要求提出对应措施。
其技术方案如下:
一种地铁车站附属结构外挂的施工方法,包括以下步骤:
步骤1、竖井及横通道施工:
1)竖井采用倒挂井壁法施工,逐层进行竖井开挖,及时施作竖井初期支护。竖井开挖至分层开挖面时,停止竖井开挖,及时施作肋柱及横撑。开挖至横通道上台阶时,停止竖井开挖;
2)横通道马头门及横通道拱部施工:利用第五次竖井开挖面作为工作平台施作马头门处拱部双层小导管对拱部进行超前加固处理;
3)横通道上台阶、新风排风道、车站大里程端站厅层施工:继续向下施作竖井初期支护及混凝土支撑至第五次竖井开挖面。CD法开挖横通道上台阶。施作横通道端头墙初期支护。台阶法开挖新风排风道及初期支护。车站大里程端站厅层施工。
4)竖井封底、横通道下台阶开挖、区间及车站站台层施工:继续开挖竖井至底板并采用C20混凝土封底;横通道下台阶开挖,初期支护及时封闭成环;横通道下台阶端头墙初期支护;台阶法开挖横通道小里程端区间隧道及初期支护;车站大里程端站台层施工;横通道大里程端区间施工。
步骤2、品字形断面施工:
1)新风排风隧道上台阶开挖至车站与区间分界里程后,继续向前开挖施工通道。
2)施工通道施作完成后:在施工通道左侧连立两榀临时托换门架,门架横梁与施工横通道拱部钢架焊接;拆除施工横通道左侧边墙初支,向左侧开挖第一施工转换通道部,开挖范围为主洞拱顶开挖轮廓线外扩28cm,随工作面掘进紧跟架立施工转换临时支护,施工转换临时钢拱架支护弧长间隔1.0m,由钢横梁及钢立柱组成。
3)参照步骤2)向右侧开挖右侧第二施工转换通道部。
4)开挖拱部左侧及右侧拱脚的第三施工转换通道部及第四施工转换通道部岩体,拆除施工通道两侧临时托换门架,根据监控量测,必要时架设竖向支撑进行临时加固,施作施工通道及施工转换通道内拱部主洞初期支护。
5)开挖第五施工转换通道部及第六施工转换通道部岩体,并及时施作左侧及右侧上导坑初期支护及临时支护。
6)向下开挖施工通道底板,具体施工顺序如下:开挖施工通道底板处的第七施工转换通道部及第八施工转换通道部岩体,采用从中向两边放坡进行开挖,使施工通道中部底板与新风排风隧道标高一致,坡脚处标高与中导坑的底板标高相等;接长主洞初支钢架,并及时施作相应部位的初期支护;开挖至主洞开挖轮廓线内1m时,采用竖向分一幅开挖的方式对主洞初支钢架进行接长,一次接长钢架不得大于2榀。
7)从区间隧道及新风排风隧道进洞施工,具体施工顺序如下:开挖区间隧道并及时施作区间隧道及新风排风隧道二衬;待区间隧道及新风排风隧道沉降、收敛稳定后,从区间隧道进洞开挖左侧导坑的中部及右侧导坑中部并及时施作导坑临时支护。
8)施作施工通道段二衬并形成双侧壁导坑工法。
进一步,所述施作施工通道段二衬并形成双侧壁导坑工法的具体施工顺序如下:
①从区间隧道进洞开挖施工通道底部左侧下导坑和右侧下导坑范围内的岩体,接长主洞初支钢架,施作主洞边墙初期支护。
②从区间隧道进洞开挖施工通道底部剩余岩体,施作主洞仰拱初期支护,主洞初支封闭成环。
③施作施工通道范围内的主洞仰拱及仰拱填充。
④施作施工通道范围内的主洞边墙及拱顶二衬。
⑤开挖左、右导坑的下部及中导坑上部岩体,形成双侧壁导坑工法。
本发明的有益效果为:
1)相比较于常规布设方案导致主体结构开孔多、工程风险大的缺点,本发明集中开洞,附属结构可统一集中布置,施工打破常规方案的局限性,使车站建设更好地适应观水路站复杂环境 。
2)附属结构外挂集中布置后少拆1栋居民楼,减少拆迁面积4600m2,节省工程投资7000万元。
3)运用品字形断面进洞的创新施工工艺,降低了大断面横通道进入车站主体的风险。
附图说明
图1 常规地铁车站附属结构布置示意图;
图2 地铁车站附属结构外挂布置示意图;
图3 竖井及横通道施工工艺示意图;
图4 横通道施工工艺示意图;
图5 品字形转换施工工序图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
本发明将风亭组移出主体隧道,集中从端头区间隧道开孔引出地面,将附属结构外挂集中布置,减少主体结构开孔数,将风亭组与出入口结合施工场地统一布置。在大断面横通道和主体车站转换中使用了复杂而又有效的品字形进洞方法。
如图2所示:
1)减少车站主体隧道开孔,降低工程风险和减少工程量,车站附属结构集中布置,从区间隧道开孔引出地面,形成外挂形式。
2)减少拆迁量,节约工程投资,将风亭组与出入口结合施工场地尽量统一布置,减少拆迁。
3)保证竖井与横通道加宽、加高后的安全,使附属结构的调整不影响车站的使用功能。
图1和图2的常规方案与外挂方案相比,对主体结构开孔数量减少3个,地表附属结构集中布置减少大量拆迁面积和拆迁费用,也解决了施工场地布设的问题。
一种地铁车站附属结构外挂的施工方法,包括以下步骤:
竖井及横通道施工:
1)竖井采用倒挂井壁法施工,逐层进行竖井开挖,及时施作竖井初期支护。竖井开挖至分层开挖面时,停止竖井开挖,及时施作肋柱及横撑。开挖至横通道上台阶时,停止竖井开挖。如图3所示中施工至第五次竖井开挖面。
2)横通道马头门及横通道拱部施工:利用第五次竖井开挖面作为工作平台施作马头门处拱部双层小导管对拱部进行超前加固处理。CD法开挖横通道拱部,如图4所示。
3)横通道上台阶、新风排风道、车站大里程端站厅层施工:继续向下施作竖井初期支护及混凝土支撑至第五次竖井开挖面。CD法开挖横通道上台阶。施作横通道端头墙初期支护。台阶法开挖新风排风道及初期支护。车站大里程端站厅层施工。
4)竖井封底、横通道下台阶开挖、区间及车站站台层施工:继续开挖竖井至底板并采用C20混凝土封底;横通道下台阶开挖,初期支护及时封闭成环;横通道下台阶端头墙初期支护;台阶法开挖横通道小里程端区间隧道及初期支护;车站大里程端站台层施工;横通道大里程端区间施工。
品字形断面施工:
1)新风排风隧道上台阶开挖至车站与区间分界里程后,继续向前开挖施工通道。
2)施工通道施作完成后:在施工通道左侧连立两榀临时托换门架,门架横梁与施工横通道拱部钢架焊接;拆除施工横通道左侧边墙初支,向左侧开挖施工转换通道①部,如图5所示。开挖范围为主洞拱顶开挖轮廓线外扩28cm,随工作面掘进紧跟架立施工转换临时支护,施工转换临时钢拱架支护弧长间隔1.0m,由钢横梁及钢立柱组成。
3)参照2步向右侧开挖右侧施工转换通道②部。
4)开挖拱部左侧及右侧拱脚的③部及④部岩体,拆除施工通道两侧临时托换门架(根据监控量测,必要时架设竖向支撑进行临时加固),施作施工通道及施工转换通道内拱部主洞初期支护。
5)开挖⑤部和⑥部岩体,并及时施作左侧及右侧上导坑初期支护及临时支护。
6)向下开挖施工通道底板,具体施工顺序如下:开挖施工通道底板处的⑦、⑧部岩体,采用从中向两边放坡进行开挖,使施工通道中部底板与新风排风隧道标高一致,坡脚处标高与中导坑的底板标高相等;接长主洞初支钢架,并及时施作相应部位的初期支护;开挖至主洞开挖轮廓线内1m时,采用竖向分一幅开挖的方式对主洞初支钢架进行接长,一次接长钢架不得大于2榀。
7)从区间隧道及新风排风隧道进洞施工,具体施工顺序如下:开挖区间隧道并及时施作区间隧道及新风排风隧道二衬;待区间隧道及新风排风隧道沉降、收敛稳定后,从区间隧道进洞开挖左侧导坑的中部及右侧导坑中部并及时施作导坑临时支护。
8)施作施工通道段二衬并形成双侧壁导坑工法,具体施工顺序如下:
①从区间隧道进洞开挖施工通道底部左侧下导坑和右侧下导坑范围内的岩体,接长主洞初支钢架,施作主洞边墙初期支护。
②从区间隧道进洞开挖施工通道底部剩余岩体,施作主洞仰拱初期支护,主洞初支封闭成环。
③施作施工通道范围内的主洞仰拱及仰拱填充。
④施作施工通道范围内的主洞边墙及拱顶二衬。
⑤开挖左、右导坑的下部及中导坑上部岩体,形成双侧壁导坑工法。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,本发明的保护范围不限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种地铁车站附属结构外挂的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、竖井及横通道施工:
1)竖井采用倒挂井壁法施工,逐层进行竖井开挖,及时施作竖井初期支护;竖井开挖至分层开挖面时,停止竖井开挖,及时施作肋柱及横撑;开挖至横通道上台阶时,停止竖井开挖;
2)横通道马头门及横通道拱部施工:利用第五次竖井开挖面作为工作平台施作马头门处拱部双层小导管对拱部进行超前加固处理;
3)横通道上台阶、新风排风道、车站大里程端站厅层施工:继续向下施作竖井初期支护及混凝土支撑至第五次竖井开挖面;CD法开挖横通道上台阶;施作横通道端头墙初期支护;台阶法开挖新风排风道及初期支护;车站大里程端站厅层施工;
4)竖井封底、横通道下台阶开挖、区间及车站站台层施工:继续开挖竖井至底板并采用C20混凝土封底;横通道下台阶开挖,初期支护及时封闭成环;横通道下台阶端头墙初期支护;台阶法开挖横通道小里程端区间隧道及初期支护;车站大里程端站台层施工;横通道大里程端区间施工;
步骤2、品字形断面施工:
1)新风排风隧道上台阶开挖至车站与区间分界里程后,继续向前开挖施工通道;
2)施工通道施作完成后:在施工通道左侧连立两榀临时托换门架,门架横梁与施工横通道拱部钢架焊接;拆除施工横通道左侧边墙初支,向左侧开挖第一施工转换通道部,开挖范围为主洞拱顶开挖轮廓线外扩28cm,随工作面掘进紧跟架立施工转换临时支护,施工转换临时钢拱架支护弧长间隔1.0m,由钢横梁及钢立柱组成;
3)参照步骤2)向右侧开挖右侧第二施工转换通道部;
4)开挖拱部左侧及右侧拱脚的第三施工转换通道部及第四施工转换通道部岩体,拆除施工通道两侧临时托换门架,根据监控量测,必要时架设竖向支撑进行临时加固,施作施工通道及施工转换通道内拱部主洞初期支护;
5)开挖第五施工转换通道部及第六施工转换通道部岩体,并及时施作左侧及右侧上导坑初期支护及临时支护;
6)向下开挖施工通道底板,具体施工顺序如下:开挖施工通道底板处的第七施工转换通道部及第八施工转换通道部部岩体,采用从中向两边放坡进行开挖,使施工通道中部底板与新风排风隧道标高一致,坡脚处标高与中导坑的底板标高相等;接长主洞初支钢架,并及时施作相应部位的初期支护;开挖至主洞开挖轮廓线内1m时,采用竖向分一幅开挖的方式对主洞初支钢架进行接长,一次接长钢架不得大于2榀;
7)从区间隧道及新风排风隧道进洞施工,具体施工顺序如下:开挖区间隧道并及时施作区间隧道及新风排风隧道二衬;待区间隧道及新风排风隧道沉降、收敛稳定后,从区间隧道进洞开挖左侧导坑的中部及右侧导坑中部并及时施作导坑临时支护;
8)施作施工通道段二衬并形成双侧壁导坑工法。
2.根据权利要求1所述的地铁车站附属结构外挂的施工方法,其特征在于,所述施作施工通道段二衬并形成双侧壁导坑工法的具体施工顺序如下:
①从区间隧道进洞开挖施工通道底部左侧下导坑和右侧下导坑范围内的岩体,接长主洞初支钢架,施作主洞边墙初期支护;
②从区间隧道进洞开挖施工通道底部剩余岩体,施作主洞仰拱初期支护,主洞初支封闭成环;
③施作施工通道范围内的主洞仰拱及仰拱填充;
④施作施工通道范围内的主洞边墙及拱顶二衬;
⑤开挖左、右导坑的下部及中导坑上部岩体,形成双侧壁导坑工法。
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