CN112360520B - 车站施工系统及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车站施工系统及其施工方法，该车站施工系统，包括：盾构机、地连墙结构、两个特定管片和密封机构，密封机构具有空腔，密封机构通过两个特定管片连接于未施工车站两端的地连墙结构的成槽位置；在施工时，盾构机始发后到达未施工车站，并掘进通过，盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，向密封机构的空腔内注浆，注浆完成后，进行地连墙施工。本发明能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间，同时避免了车站工程和隧道工程同时施工时的相互干扰，节省了工期，降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，同时有效减少了盾构机施工的始发及接收风险。

Description

车站施工系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及地铁施工技术领域，尤其是涉及一种车站施工系统及其施工方法。
背景技术
目前的车站，如地铁站施工的方法是：先施工车站主体和地连墙，再用盾构机开掘隧道。这种施工方式会带来以下问题：
如若车站施工滞后，会导致隧道施工无法推进。在国内外，通常地铁站的施工顺序都是先施工车站端头的盾构井，待盾构井结构施工完成后，再开始盾构机的进场施工，在盾构施工的同时车站其他部分的主体结构也要同步实施。这样一方面就需要车站前期的施工进展比较顺利，不能出现滞后的问题，一旦出现滞后就会对隧道工程的施工造成延误，这样一来势必对整个工程的工期造成严重影响；而往往不管是在国内还是国外，车站前期的征地拆迁、交通导改以及管线改移等工作都是影响工程进展的主要因素，同时也是很难得到有效控制的难题。另外一方面就是盾构与车站同步实施，交叉作业施工风险巨大，而往往城市中的工程施工场地都比较狭小，在这样狭小的空间下有多种工序、工种及工法施工，不可避免的存在许许多多的安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种车站施工系统，该系统能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间，同时避免了车站工程和隧道工程同时施工时的相互干扰，节省了工期，降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，同时有效减少了盾构机施工的始发及接收风险。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种车站施工系统的施工方法。
为实现上述目的，本发明第一方面实施例公开了一种车站施工系统，包括：盾构机、地连墙结构、两个特定管片和密封机构，所述密封机构的两端通过两个所述特定管片与所述盾构机和地连墙结构连接，所述密封机构具有空腔，两个所述特定管片对应安装于所述位于未施工车站两端的所述地连墙结构处，所述密封机构连接于所述未施工车站两端的所述地连墙结构的成槽位置；所述施工系统在施工时，所述盾构机始发后到达所述未施工车站，并掘进通过，所述盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，向所述密封机构的所述空腔内注入低强度砂浆或沙土，在注浆完成后，进行所述地连墙结构的施工。
根据本发明实施例的车站施工系统，采用先隧后站-先隧道后地连墙的施工方案，能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间；同时使车站工程和隧道工程的施工过程更加独立，施工组织更加方便快捷，避免了两个施工过程的相互干扰，节省了工期，利于创造更大的价值空间；同时降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，提高了施工安全性；另外，盾构施工无论在什么时候，其始发和接收都是高风险作业，先隧后站的施工方案有效的减少了盾构施工的始发及接收风险；同时，减少了盾构始发端头的加固施工，从而进一步减小了因施工对城市居民的影响。
另外，本发明上述实施例的车站施工系统还可以包括如下附加技术特征；
在一些示例中，所述密封机构，包括：密封端盖和两个密封环，两个所述密封环对应通过两个所述特定管片连接于位于所述未施工车站两端的所述地连墙结构，所述密封端盖连接于两个所述密封环，并与两个所述密封环之间形成所述空腔。
在一些示例中，所述密封机构，还包括：连接钢环，所述连接钢环分布安装在所述密封端盖两端的外壁上；预埋连接件，所述预埋连接件预先埋设在所述盾构机的盾构管片上，所述连接钢环通过所述预埋连接件与所述盾构管片连接；过渡钢环，所述过渡钢环安装在所述密封端盖的外壁上。
在一些示例中，所述过渡钢环通过多组螺栓固定安装在所述密封端盖的外壁上。
在一些示例中，所述连接钢环与所述过渡钢环之间安装橡胶止水带。
在一些示例中，所述预埋连接件，包括：预埋钢环，所述预埋钢环分别与所述连接钢环及所述盾构管片焊接连接。
在一些示例中，所述预埋连接件，包括：螺栓套筒，所述螺栓套筒预先埋设在所述盾构管片上，所述连接钢环通过所述螺栓套筒连接于所述盾构管片。
在一些示例中，所述特定管片具有安装接口和连接组件；所述特定管片通过所述安装接口安装于所述地连墙结构处；所述特定管片通过所述连接组件连接于所述密封环，其中，所述连接组件预埋在所述特定管片内。
在一些示例中，所述特定管片被配置为合成组纤维复合管片。
为实现上述目的，本发明第二方面实施例公开了一种车站施工系统的施工方法，包括：盾构机始发后到未施工车站，并掘进通过，在所述未施工车站两端的地连墙处结构安装特定管片，所述盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，通过所述特定管片，在所述未施工车站两端的地连墙结构的成槽位置对应安装两个密封环，两个密封环安装完成后，在两个所述密封环形成的空腔内注入低强度砂浆或沙土，在注浆完成后，进行所述地连墙结构的施工。
根据本发明实施例的车站施工系统的施工方法，采用先隧后站-先隧道后地连墙的施工方案，能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间；同时使车站工程和隧道工程的施工过程更加独立，施工组织更加方便快捷，避免了两个施工过程的相互干扰，节省了工期，利于创造更大的价值空间；同时降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，提高了施工安全性；另外，盾构施工无论在什么时候，其始发和接收都是高风险作业，先隧后站的施工方案有效的减少了盾构施工的始发及接收风险；同时，减少了盾构始发端头的加固施工，从而进一步减小了因施工对城市居民的影响。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的车站施工系统的结构示意图；
图2是根据本发明一个具体实施例的密封机构的结构剖视图；
图3是根据本发明一个具体实施例的密封机构的结构主视图；
图4是根据本发明另一个具体实施例的密封机构的结构剖视图；
图5是根据本发明一个具体实施例的密封机构的结构主视图。
附图标记：
1-地连墙结构；2-特定管片；3-密封机构；4-螺栓；31-密封端盖；32-密封环；33-连接钢环；34-预埋钢环；35-过渡钢环；36-螺栓套筒。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的车站施工系统及其施工方法。
图1是根据本发明一个实施例的车站施工系统的结构示意图。如图1所示，该车站施工系统，包括：盾构机(图中未示出)、地连墙结构1、两个特定管片2和密封机构3。
其中，密封机构3的两端通过两个特定管片2与盾构机和地连墙结构1连接，密封机构3具有空腔，两个特定管片2对应安装于位于未施工车站两端的地连墙结构1处，密封机构3连接于未施工车站两端的地连墙结构1的成槽位置。
具体的，施工系统在施工时，盾构机始发后到达未施工车站，并掘进通过，盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，向密封机构3的空腔内注入低强度砂浆或沙土，在注浆完成后，进行地连墙结构1的施工。
换言之，即盾构机始发后到达车站，接着掘进通过，在车站(即未施工车站)两端地连墙处安装特定管片2，盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成，然后在车站两端地连墙成槽位置安装密封机构3，密封机构3安装于特定管片2两端，特定管片2在制作时已经考虑了密封机构3的安装；密封机构3安装完成后，在密封机构3的空腔内注入低强度砂浆或沙土。在向密封机构3的空腔内注浆完成后，开始地连墙施工。
从而，本发明的实施例采用先隧后站-先隧道后地连墙的施工方案，能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间；同时使车站工程和隧道工程的施工过程更加独立，施工组织更加方便快捷，避免了两个施工过程的相互干扰，节省了工期，利于创造更大的价值空间；同时降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，提高了施工安全性；另外，盾构施工无论在什么时候，其始发和接收都是高风险作业，先隧后站的施工方案有效的减少了盾构施工的始发及接收风险；同时，减少了盾构始发端头的加固施工，从而进一步减小了因施工对城市居民的影响。
在本发明的一个实施例中，该车站施工系统还包括：双轮铣(图中未示出)。双轮铣用于对连地墙进行铣槽施工。即，对地连墙采用双轮铣进行施工。由于车站两端地连墙成槽区域内的采用特定管片2，如采用特殊混凝土管片，双轮铣可以直接铣槽施工，从而方便施工。
在本发明的一个实施例中，特定管片2被配置为合成组纤维复合管片。即，车站两端地连墙成槽区域采用合成粗纤维复合管片。
具体的，如果特定管片2采用正常的钢筋混凝土管片，那么无论是成槽机或者双轮铣都无法穿过该管片，如果采用冲击钻那么势必会对已成型的隧道造成破坏；如果采用玻璃纤维筋管片或者是钢纤维管片，虽然在理论上双轮铣可以顺利穿过，但是在施工过站中，双轮铣的泥浆泵却会很容易堵塞，无法正常使用。因此，本发明实施例采用一种在强度方面既可以满足隧道施工要求，也可以使用双轮铣铣槽施工的材料来制作管片。即采用合成粗纤维复合管片作为特定管片2，既可以满足隧道施工需求，同时双轮铣也可以穿透该管片材料。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，盾构机包括盾构管片，密封机构3的两端通过特定管片2与盾构管片连接，即实现与盾构机的连接。
在本发明的一个实施例中，如图2和图4所示，密封机构3，包括：密封端盖31和两个密封环32，两个密封环32对应通过两个特定管片2连接于位于未施工车站两端的地连墙结构1，密封端盖31连接于两个密封环32，并与两个密封环32之间形成空腔。
具体的，结合图2和图4所示，一个密封环32通过一个特定管片2连接于位于未施工车站一端的地连墙结构1，另一个密封环32通过另一个特定管片2连接于位于未施工车站另一端的地连墙结构1。密封端盖31例如分设在左右两侧，左侧的密封端盖31分别连接于两个密封环32的一端，右侧的密封端盖31分别连接于两个密封环32的另一端，从而，左右两侧的密封端盖31于两个密封环32形成一个密封腔室，即空腔。在施工时，可向该空腔内注入低强度砂浆或沙土，即注浆。
具体的，如图2和图4所示，密封端盖31例如包括内壁和外壁，外壁布设在内壁外侧。即，密封端盖31被配置为双层结构，内壁和外壁之间有细小间隙，从而提高密封端盖的强度和稳定性。
在本发明的一个实施例中，结合图2和图4所示，密封机构3，还包括：连接钢环33、预埋连接件(图中未示出)和过渡钢环35。
具体的，连接钢环33安装在密封端盖31两端的外壁上。
预埋连接件预先埋设在盾构机的盾构管片上，连接钢环33通过预埋连接件与盾构管片连接。
过渡钢环35安装在密封端盖31的外壁上。
由此，通过在密封端盖31上布设连接钢环33、预埋连接件和过渡钢环35，可有效加固空腔，提高空腔外部的受力强度，同时提高密封机构3的强度和稳定性。
在具体实施例中，过渡钢环35通过多组螺栓4固定安装在密封端盖31的外壁上。
结合图3和图5所示，密封机构3的密封环32被构造为圆形结构。密封环32的直径可根据实际需求调整，如根据隧道内径进行调整。密封机构3主要用于隔断车站地连墙与隧道区间，为车站地连墙施工提供密闭空间。密封机构3在安装时，在隧道内布置安装吊点，并配置隧洞内吊机配合吊装，密封机构3在隧道内逐块安装成形。其中，连接钢环33绕密封端盖31形成圆环；过渡钢环35形成围绕密封端盖31的加强板圆环。
连接钢环33、预埋连接件和过渡钢环35的数量例如为多个。具体的，如图3和图5所示，连接钢环33的数量例如为4块，在安装时，通过隧道运转至车站地连墙处分块以此安装成环，成环后通过与预埋在盾构管片上的厚钢板焊接连接，或通过预埋在盾构管片上的螺栓套筒进行螺栓连接。如图3所示，过渡钢环35的数量为4块，在安装时，通过隧道运转至车站地连墙处，对应进行逐块安装成环。其中，连接钢环33和过渡钢环35均通过螺栓4固定连接于密封端盖31的外壁上。密封端盖31由于体积相对较小，在安装时，采用整体通过隧道运输至安装位置进行安装。
在本发明的一个实施例中，连接钢环33与过渡钢环35之间安装橡胶止水带，从而防止渗水情况发生，提高安全性。
在本发明的一个实施例中，结合图2和图3所示，预埋连接件可包括：预埋钢环34。预埋钢环34分别与连接钢环33及盾构管片焊接连接。即，连接钢环33通过预埋钢环34焊接于盾构管片上，实现固定连接，提高稳定性和可靠性。
在具体实施例中，连接钢环34例如为厚钢板。也即是说，在盾构管片内预埋有厚钢板。具体的，可在盾构管片的内弧面预埋厚钢板，厚钢板随盾构管片同时安装在隧道内。
在本发明的另一个实施例中，结合图4和图5所示，预埋连接件可包括：螺栓套筒36。螺栓套筒36预先埋设在盾构管片上，连接钢环33通过螺栓套筒36连接于盾构管片。具体的，螺栓套筒36内可设置多个螺栓，在安装时，通过螺栓套筒36的多个螺栓将连接钢环33安装在盾构管片上，使得安装稳固，同时，易于拆卸维护，灵活性更高。
从而，本发明实施例可提供盾构管片与连接钢环33的多种连接方式，从而利于覆盖多种施工工况下的连接需求，提高了可靠性和普适性。
在本发明的一个实施例中，特定管片2具有安装接口(图中未示出)和连接组件(图中未示出)。
具体的，特定管片2通过安装接口安装于地连墙结构1处；特定管片2通过连接组件连接于密封环32。即，一方面，特定管片2通过位于其一端连接接口与未施工车站两端的地连墙结构1连接，以安装在位于未施工车站两端的所述地连墙结构1处。另一方面，特定管片2通过位于其另一端的连接组件与密封环32连接，从而实现与密封机构3的连接。由此，密封机构3通过特定管片2实现与地连墙结构1的连接。
在本发明的一个实施例中，连接组件预埋在特定管片2内。即在特定管片2内预埋与密封机构3相接的预埋件，即连接组件，以此来保障密封机构3的安装及密闭效果，同时，也可有效利用特定管片2内的空间，从而节省空间，优化结构。
综上，本发明的实施例采用先隧后站-先隧道后地连墙法的施工方案，即在车站前期施工由于征地拆迁及管线改移严重滞后的情况下，隧道掘进先进行施工，然后再施工车站，从而有效解决由于车站前期征地拆迁、交通导改及管线改移严重滞后情况下，导致隧道无法施工的局面，同时避免了因车站施工进度较慢，造成盾构长时间停机窝工风险的出现；另一方面，也避免了车站与隧道同步施工交叉作业的施工安全及干扰问题，最终节约了工期降低了风险，实现了项目利润的最大化。
根据本发明实施例的车站施工系统，采用先隧后站-先隧道后地连墙的施工方案，能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间；同时使车站工程和隧道工程的施工过程更加独立，施工组织更加方便快捷，避免了两个施工过程的相互干扰，节省了工期，利于创造更大的价值空间；同时降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，提高了施工安全性；另外，盾构施工无论在什么时候，其始发和接收都是高风险作业，先隧后站的施工方案有效的减少了盾构施工的始发及接收风险；同时，减少了盾构始发端头的加固施工，从而进一步减小了因施工对城市居民的影响。
本发明的进一步实施例提出了一种车站施工系统的施工方法。该车站施工系统例如为本发明上述任意一个实施例所描述的车站施工系统。
根据本发明实施例的车站施工系统的施工方法，包括：盾构机始发后到未施工车站，并掘进通过，在所述未施工车站两端的地连墙处结构安装特定管片，所述盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，通过所述特定管片，在所述未施工车站两端的地连墙结构的成槽位置对应安装两个密封环，两个密封环安装完成后，在两个所述密封环形成的空腔内注入低强度砂浆或沙土，在注浆完成后，进行所述地连墙结构的施工。
换言之，即盾构机始发后到达车站，接着掘进通过，在车站(即未施工车站)两端地连墙处安装特定管片，盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成，然后在车站两端地连墙成槽位置安装密封机构，密封机构安装于特定管片两端，特定管片在制作时已经考虑了密封机构的安装；密封机构安装完成后，在密封机构的空腔内注入低强度砂浆或沙土。在向密封机构的空腔内注浆完成后，开始地连墙施工。
在具体实施例中，该方法在车站还尚未施工时，先开始盾构隧道掘进施工，隧道施工完成后，在车站两端地连墙位置，安装具有密封环的密封机构，而后在密封机构的空腔内填充低强度砂浆或沙土，然后再施工车站地连墙结构，即依次开始基坑开挖-支撑架设-结构施工。从而，能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间，同时避免了车站工程和隧道工程同时施工时的相互干扰，节省了工期，降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，同时有效减少了盾构机施工的始发及接收风险
需要说明的是，本发明实施例的车站施工系统的施工方法的具体实现方式与本发明实施例的车站施工系统的具体实现方式类似，具体请参见系统部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的车站施工系统的施工方法，采用先隧后站-先隧道后地连墙的施工方案，能够为车站前期施工争取更加充足的协调时间；同时使车站工程和隧道工程的施工过程更加独立，施工组织更加方便快捷，避免了两个施工过程的相互干扰，节省了工期，利于创造更大的价值空间；同时降低了车站与隧道交叉作业同步实施的时间，从而避免了长时间交叉作业导致的施工风险，提高了施工安全性；另外，盾构施工无论在什么时候，其始发和接收都是高风险作业，先隧后站的施工方案有效的减少了盾构施工的始发及接收风险；同时，减少了盾构始发端头的加固施工，从而进一步减小了因施工对城市居民的影响。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种车站施工系统，其特征在于，包括：盾构机、地连墙结构、两个特定管片和密封机构，所述密封机构的两端通过两个所述特定管片与所述盾构机和地连墙结构连接，所述密封机构具有空腔，两个所述特定管片对应安装于位于未施工车站两端的所述地连墙结构处，所述密封机构连接于所述未施工车站两端的所述地连墙结构的成槽位置；
所述施工系统在施工时，所述盾构机始发后到达所述未施工车站，并掘进通过，所述盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，向所述密封机构的所述空腔内注入低强度砂浆或沙土，在注浆完成后，进行所述地连墙结构的施工。
2.根据权利要求1所述的车站施工系统，其特征在于，所述密封机构，包括：密封端盖和两个密封环，两个所述密封环对应通过两个所述特定管片连接于位于所述未施工车站两端的所述地连墙结构，所述密封端盖连接于两个所述密封环，并与两个所述密封环之间形成所述空腔。
3.根据权利要求2所述的车站施工系统，其特征在于，所述密封机构，还包括：
连接钢环，所述连接钢环安装在所述密封端盖两端的外壁上；
预埋连接件，所述预埋连接件预先埋设在所述盾构机的盾构管片上，所述连接钢环通过所述预埋连接件与所述盾构管片连接；
过渡钢环，所述过渡钢环安装在所述密封端盖的外壁上。
4.根据权利要求3所述的车站施工系统，其特征在于，所述过渡钢环通过多组螺栓固定安装在所述密封端盖的外壁上。
5.根据权利要求3所述的车站施工系统，其特征在于，所述连接钢环与所述过渡钢环之间安装橡胶止水带。
6.根据权利要求3所述的车站施工系统，其特征在于，所述预埋连接件，包括：预埋钢环，所述预埋钢环分别与所述连接钢环及所述盾构管片焊接连接。
7.根据权利要求3所述的车站施工系统，其特征在于，所述预埋连接件，包括：螺栓套筒，所述螺栓套筒预先埋设在所述盾构管片上，所述连接钢环通过所述螺栓套筒连接于所述盾构管片。
8.根据权利要求2所述的车站施工系统，其特征在于，所述特定管片具有安装接口和连接组件；
所述特定管片通过所述安装接口安装于所述地连墙结构处；
所述特定管片通过所述连接组件连接于所述密封环，其中，所述连接组件预埋在所述特定管片内。
9.根据权利要求1-8任一项所述的车站施工系统，其特征在于，所述特定管片被配置为合成组纤维复合管片。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的车站施工系统的施工方法，其特征在于，包括：
盾构机始发后到未施工车站，并掘进通过，在所述未施工车站两端的地连墙处结构安装特定管片，所述盾构机掘进完成后，盾构拆机吊出，隧道内清理完成后，通过所述特定管片，在所述未施工车站两端的地连墙结构的成槽位置对应安装两个密封环，两个密封环安装完成后，在两个所述密封环形成的空腔内注入低强度砂浆或沙土，在注浆完成后，进行所述地连墙结构的施工。
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