CN111156002A - 一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种置于暗挖车站上方底部侧墙四通的施工竖井及施工方法，包括以下步骤，步骤一、施工锁口圈梁及井口围墙；步骤二、开挖施工竖井基坑，架设竖井格栅钢架并喷射混凝土浇筑制成井护壁；步骤三、将锁口圈梁与框架柱钢筋笼连接；步骤四、将锁口圈梁钢筋笼与框架柱钢筋笼混凝土浇筑为一体；步骤五、施工框架柱；步骤六、利用钢板连接节点将框架梁钢筋笼与竖井格栅钢架焊接为一体；步骤七、施作竖井内底板；步骤八、开挖施工水平横通道；步骤九、在施工横通道内采用小导洞开挖及洞内梁柱结构体系施工；步骤十、基于步骤八，破除施工竖井内剩余相对的双方向侧墙，进行初支扣拱施工。本发明结构稳定，并可有效控制地面沉降。

Description

一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井及施工方法

技术领域

本发明属于城市轨道交通工程的施工竖井技术领域，具体是一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井及施工方法。

背景技术

目前，对于轨道交通线网密集的大型及特大型城市，新建地铁车站多位于交通繁忙、管线众多且布置有重要建构筑物的城市中心，周边环境复杂且用地紧张。即使车站采用暗挖法施工，但很多情况下也难以在车站侧向找到可用施工场地。现有路中竖井设计方法主要有以下两类：①在竖井内设置内衬墙；②在竖井角部设置角柱与暗梁。对于第一种设计方法，竖井内设置内衬墙(内衬墙与侧墙互相独立，内衬墙与竖井底部不连接)，为保证施工净空导致竖井尺寸加大，造成本就狭小的施工用地更为局促。此外，由于内衬墙未在竖井底部生根，在破除竖井侧墙开挖横通道及初支扣拱时，内衬墙同样存在失稳风险。对于第二种设计方法，角柱随竖井开挖施做，暗梁在破除竖井侧墙开挖横通道时施做。由于暗梁仅设置于竖井开挖横通道的两个方向，在破除竖井侧墙进行初支扣拱时，竖井仍有两个方向处于不稳定状态。此外，由于暗梁为后浇结构，限于施工水平不同，暗梁与角柱及格栅钢架整体连接效果难以保证，从而造成结构的整体稳定性难以保证，亟待解决。

发明内容

本发明提供了一种置于暗挖车站上方底部侧墙四通的施工竖井及施工方法，其目的在于解决现有的竖井四向破除侧墙开挖横通道与初支扣拱时竖井结构稳定性难以保证、施工地面沉降难以控制的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井的施工方法，包括以下施工步骤，

步骤一、在竖井预挖设地面位置施工锁口圈梁，制作锁口圈梁钢筋笼并在所述锁口圈梁钢筋笼下部预留框架柱连接筋，混凝土浇筑锁口圈梁钢筋笼制成锁口圈梁锁成矩形井口，在所述锁口圈梁钢筋笼上端面内环设置一圈围墙钢筋笼并通过混凝土浇筑成井口围墙；

步骤二、在所述井口围墙内，利用倒挂井壁法自地面向下开挖施工截面为矩形的所述竖井基坑，开挖一定深度后，该深度至少为3～5m，架设护住井壁的竖井格栅钢架并喷射混凝土浇筑制成井护壁，同时在所述井护壁内的四个角及矩形长边上两个相对应位置分别施作一个竖向的框架柱钢筋笼并在其底部通过临时支护支撑；

步骤三、再将所述锁口圈梁底部预留的连接筋与所述框架柱钢筋笼钢筋机械连接固定；

步骤四、用混凝土浇筑框架柱钢筋笼制成框架柱，并拆除临时支护，将锁口圈梁钢筋笼与框架柱钢筋笼混凝土浇筑连接为一体，所述框架柱下端预留框架柱连接筋；

步骤五、之后继续向深处开挖施工竖井基坑并重复进行所述步骤二的步骤，并将框架柱钢筋笼上端与预留的框架柱连接筋连接固定，重复步骤四的以下步骤，用混凝土浇筑框架柱钢筋笼制成框架柱，并拆除临时支护，所述框架柱下端预留框架柱连接筋；如此往复循环；

步骤六、在步骤五中施工竖井深度至每一层横通道层顶标高位置时，均施作框架梁钢筋笼，利用钢板连接节点将框架梁钢筋笼与施工竖井的竖井格栅钢架横向焊接为一体，所述框架柱下端预留的连接筋与框架梁钢筋笼钢筋机械连接竖向固定，混凝土浇筑框架梁钢筋笼制成框架梁；所述框架梁为水平设置的日字形结构，其节点对应所述框架柱；

步骤七、开挖至井底封底后，施作竖井内底板，将竖井底部的框架柱下端预留的连接筋插入底板钢筋笼内，混凝土浇筑底板钢筋笼将竖井底部的框架柱与底板浇筑成整体结构；

步骤八、在竖井内相邻上下框架梁之间，破除施工竖井内相对的双方向侧墙，开挖施工水平横通道；

步骤九、在施工横通道内采用小导洞开挖及洞内梁柱结构体系施工；

步骤十、基于步骤八，破除施工竖井内剩余相对的双方向侧墙，进行初支扣拱施工，至此，施工竖井侧墙四向全部开通。

一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井，包括竖井基坑，所述竖井基坑井口为矩形，所述竖井基坑井口设置日字形的锁口圈梁，在所述锁口圈梁底部向下延伸，并沿所述竖井基坑井壁设置井护壁，所述井护壁内的四个角及矩形长边上两个相对应位置分别设置一个框架柱；所述竖井基坑深度在每一层横通道层顶标高位置，在所述框架柱下端水平设置日字形框架梁与上、下端的所述框架柱及相邻的井护壁连接；所述竖井基坑底部设置底板与上端框架柱及相邻的所述井护壁连接为一体。

所述井护壁由沿所述竖井基坑内设置的竖井格栅钢架通过喷射混凝土而成；所述框架柱由竖置的框架柱钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述框架梁由框架梁钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述底板由底板钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述锁口圈梁由锁口圈梁钢筋笼通过混凝土浇筑而成。

所述锁口圈梁上、下部预留连接筋，所述框架柱上、下端预留连接筋，所述锁口圈梁与所述框架柱之间、多段设置的所述框架柱与框架柱之间、所述框架柱与所述框架梁之间、所述底板钢筋笼与框架柱之间均通过连接筋竖向机械连接固定，所述框架梁钢筋笼与所述竖井格栅钢架通过钢板连接节点横向焊接连接固定；所述竖井通过混凝土浇筑为一体结构。

在所述锁口圈梁钢筋笼上端面内环设置一圈围墙钢筋笼并通过混凝土浇筑成井口围墙；所述锁口圈梁上部预留的连接筋与所述围墙钢筋笼连接固定。

本发明的优点如下：

(1)较之以往技术，本发明结构受力体系明确，可以保证竖井在各工况下的结构稳定，并有效控制施工各阶段地面沉降：

①竖井开挖时，竖井与框架梁柱同步施做，通过钢板连接成为整体结构，有效地减小了竖井开挖时所造成的地面沉降；

②在四向破除竖井侧墙开挖横通道及初支扣拱时，框架梁柱可作为独立结构保持竖井整体稳定，有效地防止了因四向破除侧墙所造成的竖井结构失稳，同时有效地减小了因四向破除侧墙所产生的地面沉降。

(2)本发明实操性更强、实施效率更高、废弃工程量更小、经济性更强。

附图说明：

图1为本发明施工竖井平面示意图。

图2为本发明附图1的A-A剖面示意图。

图3为本发明附图1的B-B剖面示意图。

图4为本发明竖井与框架梁连接平面示意图。

图5为本发明竖井与框架梁连接节点大样示意图。

图6为本发明附图5的1-1剖面示意图。

图7为本发明竖井井口梁柱节点锚固大样示意图。

图8为本发明竖井井底梁柱节点锚固大样示意图。

图9为本发明框架柱钢筋笼结构大样示意图。

图10为本发明锁口圈梁钢筋笼结构大样示意图附图标记：

1-井护壁，2-框架柱，21-主筋二，22-外围箍筋二，23-内围箍筋二，24-拉筋二，3-框架梁，31-主筋框一，32-箍筋一，4-底板，41-主筋四，42-外围箍筋四，43-内围箍筋四，44-拉筋四，5-横通道，6-小导洞，7-初支扣拱，8-钢板连接节点，81-锚筋，82-钢板，9-锁口圈梁，91-围墙，92-锁口圈梁钢筋笼，10-连接筋，11-主筋二，12-U型筋，13-L型钢板，111-Z型筋，301-横梁

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1-4所示，一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井的施工方法，包括以下施工步骤，

步骤一、在竖井预挖设地面位置施工锁口圈梁9，制作锁口圈梁钢筋笼92并在所述锁口圈梁钢筋笼92下部预留框架柱连接筋10，混凝土浇筑锁口圈梁钢筋笼92制成锁口圈梁9锁成矩形井口，在所述锁口圈梁钢筋笼92上端面内环设置一圈围墙钢筋笼并通过混凝土浇筑成井口围墙91，参见附图2、3、7、10；

步骤二、在所述井口围墙内，利用倒挂井壁法自地面向下开挖施工截面为矩形的所述竖井基坑，开挖一定深度后，该深度至少为3～5m，架设护住井壁的竖井格栅钢架并喷射混凝土浇筑制成井护壁1，同时在所述井护壁1内的四个角及矩形长边上两个相对应位置分别施作一个竖向的框架柱钢筋笼并在其底部通过临时支护支撑，参见附图1、2、3；

步骤三、再将所述锁口圈梁9底部预留的连接筋10与所述框架柱钢筋笼钢筋机械连接固定，参见附图2、7、10；

步骤四、用混凝土浇筑框架柱钢筋笼制成框架柱2，并拆除临时支护，将锁口圈梁钢筋笼92与框架柱钢筋笼混凝土浇筑连接为一体，所述框架柱2下端预留框架柱连接筋10，参见附图2、7、9、10；

步骤五、之后继续向深处开挖施工竖井基坑并重复进行所述步骤二的步骤，并将框架柱钢筋笼上端与预留的框架柱连接筋10连接固定，重复步骤四的以下步骤，用混凝土浇筑框架柱钢筋笼制成框架柱2，并拆除临时支护，所述框架柱2下端预留框架柱连接筋10；如此往复循环；

步骤六、在步骤五中施工竖井深度至每一层横通道5层顶标高位置时，均施作框架梁钢筋笼，利用钢板连接节点8将框架梁钢筋笼与施工竖井的竖井格栅钢架横向焊接为一体，所述框架柱2下端预留的连接筋10与框架梁钢筋笼钢筋机械连接竖向固定，混凝土浇筑框架梁钢筋笼制成框架梁3；所述框架梁3为水平设置的日字形结构，其节点对应所述框架柱2，参见附图4、5、6；

步骤七、开挖至井底封底后，施作竖井内底板4，将竖井底部的框架柱2下端预留的连接筋10插入底板钢筋笼内，混凝土浇筑底板钢筋笼将竖井底部的框架柱与底板4浇筑成整体结构，参见附图2、8；

步骤八、在竖井内相邻上下框架梁3之间，破除施工竖井内相对的双方向侧墙，开挖施工水平横通道5；

步骤九、在施工横通道5内采用小导洞6开挖及洞内梁柱结构体系施工，参见附图1、3；

步骤十、基于步骤八，破除施工竖井内剩余相对的双方向侧墙，进行初支扣拱7施工，至此，施工竖井侧墙四向全部开通，参见附图1、2。

如图1-4所示，一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井，包括竖井基坑，所述竖井基坑井口为矩形，所述竖井基坑井口设置日字形的锁口圈梁9，在所述锁口圈梁9底部向下延伸，并沿所述竖井基坑井壁设置井护壁1，所述井护壁1内的四个角及矩形长边上两个相对应位置分别设置一个框架柱2；所述竖井基坑深度在每一层横通道5层顶标高位置，在所述框架柱2下端水平设置日字形框架梁3与上、下端的所述框架柱2及相邻的井护壁1连接；所述竖井基坑底部设置底板4与上端框架柱2及相邻的所述井护壁1连接为一体。

所述井护壁1由沿所述竖井基坑内设置的竖井格栅钢架通过喷射混凝土而成；所述框架柱2由竖置的框架柱钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述框架梁3由框架梁钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述底板4由底板钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述锁口圈梁9由锁口圈梁钢筋笼92通过混凝土浇筑而成。

所述锁口圈梁9上、下部预留连接筋10，所述框架柱2上、下端预留连接筋10，所述锁口圈梁9与所述框架柱2之间、多段设置的所述框架柱2与框架柱2之间、所述框架柱2与所述框架梁3之间、所述底板钢筋笼与框架柱2之间均通过连接筋10竖向机械连接固定，所述框架梁钢筋笼3与所述竖井格栅钢架通过钢板连接节点8横向焊接连接固定；所述竖井通过混凝土浇筑为一体结构，参见附图2、7、8、10。

在所述锁口圈梁钢筋笼92上端面内环设置一圈围墙钢筋笼并通过混凝土浇筑成井口围墙91；所述锁口圈梁9上部预留的连接筋10与所述围墙钢筋笼连接固定，参见附图2、3、7、10。

所述竖井格栅钢架包括主筋一11、Z型筋111、U型筋12，所述竖井格栅钢架1在其截面上由多根纵向的所述主筋一11通过横向的所述Z型筋111、竖向的所述U型筋12相互焊接成矩形截面的钢筋框架，参见附图4、5、6。

所述框架柱钢筋笼包括主筋二21、外围箍筋二22、内围箍筋二23、拉筋二24，所述框架柱钢筋笼在其截面上由外围箍筋二22围成矩形，沿所述外围箍筋二22设置多个主筋二21，并通过外围箍筋二22、内围箍筋二23、拉筋二24绑扎焊接固定而成，参见附图9。

所述框架梁钢筋笼为日字形矩形框结构，所述框架梁钢筋笼包括主筋三31、箍筋三32，所述框架梁钢筋笼由多个竖向所述主筋三31围成矩形环状结构，并通过所述箍筋三32横向绑扎固定而成，参见附图1、4、5、6。

所述锁口圈梁钢筋笼包括主筋四41、外围箍筋四42、内围箍筋四43、拉筋四44，所述锁口圈梁钢筋笼在其竖向截面上由多个横向的主筋四41围成日字形，并通过多个外围箍筋四42、内围箍筋四43、拉筋四44绑扎焊接固定而成，参见附图10。

所述钢板连接节点8包括竖直的钢板82及穿过所述钢板82两边的水平设置的X型锚筋81，所述钢板82竖向设置在所述框架梁钢筋笼与所述格栅钢架之间并分别与所述主筋一11、主筋三31焊接固定，所述锚筋81将所述框架梁3与所述井护壁1锚固连接，参见附图4、5、6。

钢筋机械连接是通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的现有技术连接方法。钢筋机械连接，也被称为继绑扎、电焊之后的“第三代钢筋接头”。其主要类型有直螺纹连接、锥螺纹连接和挤压套筒连接。

Claims (5)

1.一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤，

步骤一、在竖井预挖设地面位置施工锁口圈梁(9)，制作锁口圈梁钢筋笼(92)并在所述锁口圈梁钢筋笼(92)下部预留框架柱连接筋(10)，混凝土浇筑锁口圈梁钢筋笼(92)制成锁口圈梁(9)锁成矩形井口，在所述锁口圈梁钢筋笼(92)上端面内环设置一圈围墙钢筋笼并通过混凝土浇筑成井口围墙(91)；

步骤二、在所述井口围墙内，利用倒挂井壁法自地面向下开挖施工截面为矩形的所述竖井基坑，开挖一定深度后，该深度至少为3～5m，架设护住井壁的竖井格栅钢架并喷射混凝土浇筑制成井护壁(1)，同时在所述井护壁(1)内的四个角及矩形长边上两个相对应位置分别施作一个竖向的框架柱钢筋笼并在其底部通过临时支护支撑；

步骤三、再将所述锁口圈梁(9)底部预留的连接筋(10)与所述框架柱钢筋笼钢筋机械连接固定；

步骤四、用混凝土浇筑框架柱钢筋笼制成框架柱(2)，并拆除临时支护，将锁口圈梁钢筋笼(92)与框架柱钢筋笼混凝土浇筑连接为一体，所述框架柱(2)下端预留框架柱连接筋(10)；

步骤五、之后继续向深处开挖施工竖井基坑并重复进行所述步骤二的步骤，并将框架柱钢筋笼上端与预留的框架柱连接筋(10)连接固定，重复步骤四的以下步骤，用混凝土浇筑框架柱钢筋笼制成框架柱(2)，并拆除临时支护，所述框架柱(2)下端预留框架柱连接筋(10)；如此往复循环；

步骤六、在步骤五中施工竖井深度至每一层横通道(5)层顶标高位置时，均施作框架梁钢筋笼，利用钢板连接节点(8)将框架梁钢筋笼与施工竖井的竖井格栅钢架横向焊接为一体，所述框架柱(2)下端预留的连接筋(10)与框架梁钢筋笼钢筋机械连接竖向固定，混凝土浇筑框架梁钢筋笼制成框架梁(3)；所述框架梁(3)为水平设置的日字形结构，其节点对应所述框架柱(2)；

步骤七、开挖至井底封底后，施作竖井内底板(4)，将竖井底部的框架柱(2)下端预留的连接筋(10)插入底板钢筋笼内，混凝土浇筑底板钢筋笼将竖井底部的框架柱与底板(4)浇筑成整体结构；

步骤八、在竖井内相邻上下框架梁(3)之间，破除施工竖井内相对的双方向侧墙，开挖施工水平横通道(5)；

步骤九、在施工横通道(5)内采用小导洞(6)开挖及洞内梁柱结构体系施工；

步骤十、基于步骤八，破除施工竖井内剩余相对的双方向侧墙，进行初支扣拱(7)施工，至此，施工竖井侧墙四向全部开通。

2.一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井，包括竖井基坑，其特征在于，所述竖井基坑井口为矩形，所述竖井基坑井口设置日字形的锁口圈梁(9)，在所述锁口圈梁(9)底部向下延伸，并沿所述竖井基坑井壁设置井护壁(1)，所述井护壁(1)内的四个角及矩形长边上两个相对应位置分别设置一个框架柱(2)；所述竖井基坑深度在每一层横通道(5)层顶标高位置，在所述框架柱(2)下端水平设置日字形框架梁(3)与上、下端的所述框架柱(2)及相邻的井护壁(1)连接；所述竖井基坑底部设置底板(4)与上端框架柱(2)及相邻的所述井护壁(1)连接为一体。

3.如权利要求2所述的一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井，其特征在于，所述井护壁(1)由沿所述竖井基坑内设置的竖井格栅钢架通过喷射混凝土而成；所述框架柱(2)由竖置的框架柱钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述框架梁(3)由框架梁钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述底板(4)由底板钢筋笼通过混凝土浇筑而成；所述锁口圈梁(9)由锁口圈梁钢筋笼(92)通过混凝土浇筑而成。

4.如权利要求2所述的一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井，其特征在于，所述锁口圈梁(9)上、下部预留连接筋(10)，所述框架柱(2)上、下端预留连接筋(10)，所述锁口圈梁(9)与所述框架柱(2)之间、多段设置的所述框架柱(2)与框架柱(2)之间、所述框架柱(2)与所述框架梁(3)之间、所述底板钢筋笼与框架柱(2)之间均通过连接筋(10)竖向机械连接固定，所述框架梁钢筋笼(3)与所述竖井格栅钢架通过钢板连接节点(8)横向焊接连接固定；所述竖井通过混凝土浇筑为一体结构。

5.如权利要求3所述的一种置于暗挖车站上方底部四通的施工竖井，其特征在于，在所述锁口圈梁钢筋笼(92)上端面内环设置一圈围墙钢筋笼并通过混凝土浇筑成井口围墙(91)；所述锁口圈梁(9)上部预留的连接筋(10)与所述围墙钢筋笼连接固定。

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