CN111810166A - 一种地铁车站基坑端头围护桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁车站基坑端头围护桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、预制管片；S2、盾构机掘进，并通过整个地铁车站施工范围；S3、隔水墙施工；S4、端头封堵墙施工；S5、端头围护桩施工及土方开挖；以及S6、管片及封堵墙拆除。本发明适用于采用“先隧后站”法进行地铁车站施工建设的工程，主要通过盾构机先行掘进通过地铁车站施工范围，然后提前施工端头围护桩，使开工和完成时间可控，且不受征地拆迁影响。

Description

一种地铁车站基坑端头围护桩的施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体涉及一种地铁车站基坑端头围护桩的施工方法。

背景技术

地铁车站一般采用明挖法修建。该工法需占用大面积的施工场地，常会因征地拆迁、交通疏解、管线迁改、绿化迁移等问题导致迟迟不能开工，从而影响全线的通车运营时间。

“先隧后站”法即是在地铁车站主体结构工期和隧道工期严重冲突时，为满足隧道施工里程碑而采取的隧道直接穿越车站的施工方法。该方法中，车站端头围护结构一般在盾构掘进之前先行施工，可采用地下连续墙或围护桩，同时采用较低的混凝土强度，使盾构较容易穿过围护结构。然而，受征地拆迁或交通疏导等因素的影响，如果端头围护桩不具备先行施工条件，而盾构隧道又需要先行施工时，即需解决先行施工的盾构隧道与后续施工的端头围护结构间的连接问题。

对此，目前常用“悬挂式”围护桩结构解决上述问题，即使得围护桩桩顶距盾构顶一定的距离，如0.5m，但由于盾构管片为弧形结构，围护桩的桩底标高不易控制，因此容易破坏管片，而且与管片的连接不够紧密，两者连接处发生渗漏水现象，且结构稳定性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种地铁车站基坑端头围护桩的施工方法，其适用于采用“先隧后站”法进行地铁车站施工建设的工程，主要通过盾构机先行掘进通过地铁车站施工范围，然后提前施工端头围护桩，使开工和完成时间可控，且不受征地拆迁影响。

具体的，本发明为解决上述技术问题提供的技术方案如下：

提供了一种地铁车站基坑端头围护桩施工方法，其包括如下步骤：S1、预制管片；S2、盾构机掘进，并通过整个地铁车站施工范围；S3、隔水墙施工；S4、端头封堵墙施工；S5、端头围护桩施工及土方开挖；以及S6、管片及封堵墙拆除。

优选的，步骤S2包括：

S21、管片定位：计算确定各管片的位置，使在纵断面上，洞门处“零环”管片的竖向中心线与该端头围护桩中心线重合，若两者中心线的计算结果超过允许偏差量，则通过管片来调差；

S22、盾构掘进与管片拼装：

盾构机进入地铁车站基坑施工范围的首端时，拼装“零环”管片，且使得在纵断面上，“零环”管片的竖向中心线与围护结构桩中心线重合；

在基坑施工范围内通缝拼装所有管片，且对管片进行同步注浆。

优选的，步骤S22还包括：若地铁车站基坑施工范围的尾端具备围护桩施工条件，则先行施工尾端围护桩。

优选的，步骤S3包括：盾构机掘进，通过整个基坑施工范围，并拼装所有管片后，在距离洞门口3～5环位置注浆，以形成第一隔水墙；

以及在盾构机掘进方向上，距离第一隔水墙8～10环位置进行二次注浆，以形成第二隔水墙。

优选的，步骤S3还包括：在第一隔水墙、第二隔水墙之间注单液浆。

优选的，步骤S4包括：

在首端围护桩施工前，在隧道延伸方向上浇筑形成第一封堵挡墙以及第二封堵挡墙；且第一封堵挡墙以及第二封堵挡墙均分N次浇筑而成，每次浇筑高度不超过2m；

在隧道延伸方向上，采用第一反力架连接第一封堵挡墙前2-3环管片，以及采用第二反力架连接第二封堵挡墙后2-3环管片；

在第一封堵挡墙和/或第二封堵挡墙上开设有若干注浆孔，且通过所述注浆孔向第一封

堵挡墙、第二封堵挡墙之间的空间进行填充注浆，以形成填充层；

以及沿隧道延伸方向，对地铁车站基坑施工范围的首端和尾端管片进行锁定加固。

优选的，步骤S5包括：

竖直钻进通过地铁车站基坑施工范围的首端的管片以及填充层，以形成若干通孔；

将首端围护桩穿过通孔，以完成首端围护桩施工；

以及开挖基坑施工范围内的基坑土方，并安装基坑横向钢支撑。

优选的，步骤S6包括：

基坑土方开挖直至露出管片后，拆除管片、第一反力架和第二反力架；

以及破除第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩。

优选的，破除第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩的步骤包括：

S61、在盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内，在横断面方向上，将第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩分成从上至下分布的上区、中区和下区；

S62、破除上区内的第一封堵挡墙；

S63、破除中区内的第一封堵挡墙以及上区内的首端围护桩；

S64、破除上区内的第二封堵挡墙、中区内的首端围护桩以及下区内的第一封堵挡墙；

以及S65、破除盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内剩余的第二封堵挡墙以及首端围护桩。

优选的，破除第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩的步骤包括：

S61、在盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内，在横断面方向上，将第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩分成从上至下分布的上区、中区和下区，且均从左至右，上区顺次划分为第①区、第②区、第③区、第④区，中区顺次划分为第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区，下区顺次划分为第⑨区、第⑩区、第

区、第

区；

S62、依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第一封堵挡墙；

S63、先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的第一封堵挡墙，再破除上区内的首端围护桩；或，先破除上区内的首端围护桩，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的第一封堵挡墙；

S64、先依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩10，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙；或，先依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩，再先依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙；或，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙，再依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙；或，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩，再依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙；

以及S65、破除盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内剩余的第二封堵挡墙以及首端围护桩。

与现有技术相比，本发明可通过盾构机先行掘进通过地铁车站施工范围，前端围护桩的施工可以不受征地拆迁影响，使得开工和完成时间可控；同时可实现区间提前贯通，减少盾构机转场和吊装次数，且不需要抢工，有利于保证施工质量，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的施工方法中，盾构机还未掘进时的纵断面示意图；

图2为本发明的施工方法中，形成封堵挡墙、填充层以及设置反力架后的纵断面示意图；

图3为封堵挡墙、填充层以及反力架的纵断面剖视图；

图4为封堵挡墙上注浆孔的示意图；

图5为安装前端围护桩后的纵断面剖视图；

图6为安装前端围护桩后的横断面图；

图7为开挖基坑土方后的纵断面示意图；

图8为破除封堵挡墙、前端围护桩以及拆除反力架、管片后的纵断面示意图；

图9为封堵挡墙上划分的破除区域的横断面示意图；

图10为纵断面方向上破除封堵挡墙、前端围护桩的步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-10所示，本实施例提供了一种基于“先隧后站”法的地铁车站基坑端头围护桩施工方法，其包括如下步骤：

S1、预制管片：预制N环(N为大于或等于20的整数，优选为40)加装16个变径吊装头101的管片1，其中，至少一个管片1采用[16b型钢加工而成，且每一管片1均为拱形，且弧度与普通管片一致，用于为后期型钢支架固定时提供反力；

S2、盾构机掘进，并通过整个地铁车站施工范围，其具体包括如下步骤：

S21、管片定位：

精确计算确定各管片1的位置，使在纵断面上，洞门处“零环”管片的竖向中心线Y与该端头围护桩中心线Y’重合，若两者中心线的计算结果超过允许偏差量，则通过1.5m管片来调差，确保“零环”管片位置在允许范围内；

S22、盾构掘进与管片拼装：

盾构机在到达地铁车站基坑施工范围S1前100m时，对线路导线进行全面复测，调整盾构机掘进姿态，保证盾构机直线掘进，且通过各级复核保证贯通及出站精度；地铁车站基坑施工范围S1具有首端S11以及尾端S12，盾构机沿图1中箭头所示方向，从首端S11掘进至尾端S12；

盾构机进入未拆迁的基坑施工范围S1的首端S11时，放慢掘进速度，拼装“零环”管片，且使得在纵断面上，“零环”管片的竖向中心线Y与围护结构桩中心线Y’重合；

在基坑施工范围S1内通缝拼装所有管片1，且对管片1进行同步注浆，注浆时对注浆配合比进行适当调整，在保证不堵管及已施工桩基结构安全的前提下调整注浆材料配合比及注浆数量；同时，若尾端S12具备围护桩施工条件，则可以按照常规方案先行施工尾端围护桩2，且将该尾端围护桩2中供盾构机穿越的范围S13内的钢筋改为玻璃纤维筋，以使得盾构机能顺利掘进通过；

S3、隔水墙施工：

盾构机掘进，通过整个基坑施工范围S1，并拼装所有管片1后，在距离洞门口P 3～5环位置注浆，以形成第一隔水墙，且该次注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆，注浆压力为0.2～0.3Mpa；

在盾构机掘进方向上，距离第一隔水墙8～10环位置进行二次注浆，以形成第二隔水墙，且该次注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆，注浆压力为0.2～0.3Mpa；

在第一隔水墙、第二隔水墙之间注单液浆，形成可靠的隔水结构，以防止后方地层水汇到洞门口位置，确保后期车站施工时无水渗入车站开挖面，达到土体加固的效果；

S4、端头封堵墙施工：

具备地铁车站首端S11围护桩施工条件后，在首端围护桩10施工前，卸下围护桩处两侧管片的螺栓，然后在隧道延伸方向上浇筑形成第一封堵挡墙3以及第二封堵挡墙4，两者均为钢筋混凝土结构，厚度均为800-1000mm；且第一封堵挡墙3以及第二封堵挡墙4均分N次(优选为3次)浇筑而成，每次浇筑高度不超过2m；

在隧道延伸方向上，采用第一反力架5与吊装头101焊接的方式连接第一封堵挡墙3前2-3环管片，以及采用第二反力架6与吊装头101焊接的方式连接第二封堵挡墙4后2-3环管片，以通过反力架对封堵挡墙前后管片进行加固，确保结构稳定，本实施例中，所述第一反力架5和/或第二反力架6为型钢支架；

进一步的，第一封堵挡墙3和/或第二封堵挡墙4上开设有若干(如12个)Ф48注浆孔7，由此可通过所述注浆孔7向第一封堵挡墙3、第二封堵挡墙4之间的空间进行填充注浆，以形成厚度为800-1200mm的填充层8；同时，若后续围护结构施工完成后有渗漏水发生，还可通过注浆孔7补充注浆，以完成渗透水治理；

进一步的，沿隧道延伸方向，采用槽钢12对地铁车站基坑施工范围S1的首端S11和尾端S12 30m范围内的管片1进行锁定加固；

S5、端头围护桩施工及土方开挖：

竖直钻进通过首端S11的管片1以及填充层8，以形成若干通孔9，且钻进时应控制钻进速度，匀速钻进通过填充层8，防止管片1周边塌孔；同时，在第一封堵挡墙3和/或第二封堵挡墙4和/或第一反力架5和/或第二反力架6上设监测装置，以监测钻进时封堵墙的变化；

将首端围护桩10竖向穿过通孔9，以完成首端围护桩10施工；

以及开挖基坑施工范围S1内的基坑土方，并安装基坑横向钢支撑；

S6、管片及封堵墙拆除：

如图8所示，基坑土方开挖直至露出管片1后，按预定的顺序拆除管片1、第一反力架5和第二反力架6；

以及在无渗漏水的安全环境下破除第一封堵挡墙3、第二封堵挡墙4以及首端围护桩10；

具体的，破除第一封堵挡墙3、第二封堵挡墙4以及首端围护桩10的步骤包括：

S61、在盾构机掘进时形成的掘进工作面范围S4内，在横断面方向上，将第一封堵挡墙3、第二封堵挡墙4以及首端围护桩10分成从上至下分布的上区P1、中区P2和下区P3，且均从左至右，上区P1顺次划分为第①区、第②区、第③区、第④区，中区P2顺次划分为第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区，下区顺次划分为第⑨区、第⑩区、第

区、第

区；

S62、破除上区P1内的第一封堵挡墙3；优选的，依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第一封堵挡墙3；

S63、破除中区P2内的第一封堵挡墙3以及上区P1内的首端围护桩10；优选的，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的第一封堵挡墙3，再破除上区P1内的首端围护桩10；或，先破除上区P1内的首端围护桩10，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的第一封堵挡墙3；

S64、破除上区P1内的第二封堵挡墙4、中区P2内的首端围护桩10以及下区P3内的第一封堵挡墙3；优选的，先依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙4，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩10，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙3；或，先依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙3，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩10，再先依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙4；或，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩10，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙3，再依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙4；或，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩10，再依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙4，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙3；

S65、破除盾构机掘进时形成的掘进工作面范围S4内剩余的第二封堵挡墙4以及首端围护桩10。

综上所述，本发明是一种基于“先隧后站”法的地铁车站基坑端头围护桩施工方法，其具有以下优点：

1、通过盾构机先行掘进通过地铁车站施工范围，前端围护桩的施工可以不受征地拆迁影响，使得开工和完成时间可控；

2、盾构机可以连续施工，不需停机等待接收条件，可减少盾构机转场和吊装次数，缩短施工工期，降低施工安全风险；

3、可实现区间提前贯通，减少对后续对车站主体施工的干扰，同时为车站主体、联络通道、洞门、铺轨等赢得时间，不需要抢工，有利于保证施工质量；

4、能有效降低地铁车站作业场地要求，在经济、技术方面可创造良好的综合工期效益，有利于总体工期策划，在工期关键点应用前景较好。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种地铁车站基坑端头围护桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、预制管片；S2、盾构机掘进，并通过整个地铁车站施工范围；S3、隔水墙施工；S4、端头封堵墙施工；S5、端头围护桩施工及土方开挖；以及S6、管片及封堵墙拆除。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21、管片定位：计算确定各管片的位置，使在纵断面上，洞门处“零环”管片的竖向中心线与该端头围护桩中心线重合，若两者中心线的计算结果超过允许偏差量，则通过管片来调差；

S22、盾构掘进与管片拼装：

盾构机进入地铁车站基坑施工范围的首端时，拼装“零环”管片，且使得在纵断面上，“零环”管片的竖向中心线与围护结构桩中心线重合；

在基坑施工范围内通缝拼装所有管片，且对管片进行同步注浆。

3.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于，步骤S22还包括：若地铁车站基坑施工范围的尾端具备围护桩施工条件，则先行施工尾端围护桩。

4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S3包括：盾构机掘进，通过整个基坑施工范围，并拼装所有管片后，在距离洞门口3～5环位置注浆，以形成第一隔水墙；

以及在盾构机掘进方向上，距离第一隔水墙8～10环位置进行二次注浆，以形成第二隔水墙。

5.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于，步骤S3还包括：在第一隔水墙、第二隔水墙之间注单液浆。

6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S4包括：

在首端围护桩施工前，在隧道延伸方向上浇筑形成第一封堵挡墙以及第二封堵挡墙；且第一封堵挡墙以及第二封堵挡墙均分N次浇筑而成，每次浇筑高度不超过2m；

在隧道延伸方向上，采用第一反力架连接第一封堵挡墙前2-3环管片，以及采用第二反力架连接第二封堵挡墙后2-3环管片；

在第一封堵挡墙和/或第二封堵挡墙上开设有若干注浆孔，且通过所述注浆孔向第一封堵挡墙、第二封堵挡墙之间的空间进行填充注浆，以形成填充层；

以及沿隧道延伸方向，对地铁车站基坑施工范围的首端和尾端管片进行锁定加固。

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，步骤S5包括：

竖直钻进通过地铁车站基坑施工范围的首端的管片以及填充层，以形成若干通孔；

将首端围护桩穿过通孔，以完成首端围护桩施工；

以及开挖基坑施工范围内的基坑土方，并安装基坑横向钢支撑。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤S6包括：

基坑土方开挖直至露出管片后，拆除管片、第一反力架和第二反力架；

以及破除第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，破除第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩的步骤包括：

S61、在盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内，在横断面方向上，将第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩分成从上至下分布的上区、中区和下区；

S62、破除上区内的第一封堵挡墙；

S63、破除中区内的第一封堵挡墙以及上区内的首端围护桩；

S64、破除上区内的第二封堵挡墙、中区内的首端围护桩以及下区内的第一封堵挡墙；

以及S65、破除盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内剩余的第二封堵挡墙以及首端围护桩。

10.如权利要求9所述的施工方法，其特征在于，破除第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩的步骤包括：

S61、在盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内，在横断面方向上，将第一封堵挡墙、第二封堵挡墙以及首端围护桩分成从上至下分布的上区、中区和下区，且均从左至右，上区顺次划分为第①区、第②区、第③区、第④区，中区顺次划分为第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区，下区顺次划分为第⑨区、第⑩区、第

区、第

区；

S62、依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第一封堵挡墙；

S63、先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的第一封堵挡墙，再破除上区内的首端围护桩；或，先破除上区内的首端围护桩，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的第一封堵挡墙；

S64、先依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩10，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙；或，先依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙，再依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩，再先依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙；或，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙，再依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙；或，先依次破除第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区内的首端围护桩，再依次破除第①区、第②区、第③区、第④区内的第二封堵挡墙，再依次破除第⑨区、第⑩区、第

区、第

区内的第一封堵挡墙；

以及S65、破除盾构机掘进时形成的掘进工作面范围内剩余的第二封堵挡墙以及首端围护桩。

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