CN113062354A - 明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其包括如下步骤：步骤一：分层开挖至设计坑底标高，设置有多道内支撑；步骤二：拼装底板块，逐环拼装，张拉锁紧；步骤三：回填底板块两侧肥槽及仰拱回填，肥槽回填至设计强度后，拆除第四道支撑；步骤四：沿基坑纵向加密第三道支撑，拼装首循环中柱、中纵梁，安装拼装台车；步骤五：拼装首环侧墙块；步骤六：通过拼装台车拼装首环的左顶板块和右顶板块；步骤七：通过拼装台车拼装首环中板块，施作中板块位置侧墙背后的支顶装置；步骤八：拆除影响第二环构件拼装的第二道、第三道支撑，拼装后续的侧墙块、左顶板块、右顶板块和中板块；由此，本发明可解决桩撑体系下全预制装配式拱形车站结构的适用性问题，提高明挖全预制装配式拱形结构地铁车站的适用范围，提升工程整体装配率，提高工程的综合效益，加快推动地铁预制装配技术和绿色建造的发展进程。

Description

明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法

技术领域

本发明涉及地下工程建造的技术领域，尤其涉及一种明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法。

背景技术

我国装配式技术在地下结构中的应用并不多，目前主要应用于盾构法修建的轨道交通区间隧道以及其他市政管廊中，具有相对成熟的设计及施工体系。近年来，随着城市轨道交通工程的发展，预制装配式地下车站结构开始在我国得到应用，目前仅长春地铁部分明挖地下车站采用了全预制装配式车站建造新技术，参见图1，但既有的长春明挖预制装配式车站基坑支护采取的均是锚拉式结构，基坑内无内支撑，预制构件是在敞开的基坑内进行拼装，对于预制装配式地铁车站的应用具有一定的局限性。桩锚支护体系下预制装配式地铁车站拼装方法则主要为：基坑开挖，拼装底板块，拼装立中柱和中纵梁，拼装侧墙块，拼装中板块，拼装顶板块，侧墙肥槽回填，回填顶板覆土后恢复路面。

对于地铁车站明挖基坑并非都适合采用锚拉式结构，如砂层、淤泥质土层等不良地质条件决定了基坑更适宜采取支撑式结构支护体系，因此既有桩锚支护体系下预制装配式地铁车站拼装方法无法满足桩撑体系装配式车站的拼装要求，需研发基于桩撑体系下的预制装配式地铁车站拼装方法。

为此，本发明的设计者有鉴于上述局限性，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，以克服上述局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其能有效改善现有技术的缺陷，弥补了国内全预制装配式地铁车站在桩撑体系下拼装作业的技术空缺，解决传统锚拉式支护体系下预制装配式地铁车站拼装方法的局限性。

为实现上述目的，本发明公开了一种明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：分层开挖至设计坑底标高，清除坑底浮渣，浇筑砼垫层，施作精平条带，一共设置有4道内支撑，从上至下依次为第一道支撑、第二道支撑、第三道支撑和第四道支撑，第一道支撑设置于顶板结构以上，第二道设置于侧墙顶部附近，第三道支撑设置于中板标高附近，第四道支撑设置于中板和底板之间的位置；

步骤二：拼装底板块，逐环拼装，张拉锁紧；

步骤三：回填底板块两侧肥槽及仰拱回填，肥槽回填至设计强度后，拆除第四道支撑；

步骤四：沿基坑纵向加密第三道支撑至间距2m，拼装首循环中柱、中纵梁，安装拼装台车；

步骤五：拼装首环侧墙块，通过拼装台车调整侧墙块精确就位后张拉锁紧；

步骤六：通过拼装台车拼装首环的左顶板块和右顶板块，精确就位后张拉锁紧；

步骤七：通过拼装台车拼装首环中板块，施作中板块位置侧墙背后的支顶装置，确保第三道支撑腰梁沿基坑纵向接续，首环构件拼装完成；

步骤八：拆除影响第二环构件拼装的第二道、第三道支撑，拼装后续的侧墙块、左顶板块、右顶板块和中板块。

其中：第一道支撑水平间距8m，第二、三、四道支撑水平间距4m。

其中：所述内支撑的结构可选用钢支撑、混凝土支撑或钢与混凝土的混合支撑。

其中：在上述的步骤二中，先拼装底板块中的第一环底板块，再拼装底板块中的第二环底板块，然后依次逐环向前拼装其他的底板块。

其中：在上述步骤五、六、七中，拼装首环侧墙块、左顶板块、右顶板块和中板块后通过支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧。

其中：在上述步骤八中，拆除影响第二环构件拼装的第二道支撑和第三道支撑，以为第二环构件给出吊装空间，拼装第二环侧墙块块、左顶板块、右顶板块、中板块，利用支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧。

其中：拆除影响第三构件拼装的第三道支撑和第三道支撑，以为第三环构件给出吊装空间，拼装第三环侧墙块、左顶板块、右顶板块、中板块，利用支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧。

其中：第一道支撑采用先加后拆的方式，在已拼装完成的第三环构件的顶板上方架设换撑，然后拆除影响第四环构件拼装的第一道支撑、第二道支撑和第三道支撑，以为第四环构件给出吊装空间，拼装第四环侧墙块、左顶板块、右顶板块、中板块，利用支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧，后续依次进行拼装。

通过上述内容可知，本发明的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法具有如下效果：

1、可解决桩撑体系下全预制装配式拱形车站结构的适用性问题，提高明挖全预制装配式拱形结构地铁车站的适用范围，提升工程整体装配率，提高工程的综合效益，加快推动地铁预制装配技术和绿色建造的发展进程。

2、在保证基坑安全的前提下，可实现车站结构安全、快速、高效地拼装施工，进一步提高预制装配式拱形结构地铁车站对不同基坑支护形式的适应性。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了现有的锚拉支护体系装配式拱形结构地铁车站基坑支护横剖面图。

图2显示了本发明的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法的主体结构示意图。

图3显示了本发明的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法的支护结构示意图。

图4A至图4H显示了本发明的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法的具体示意图。

图5A至图5L显示了本发明中增量法换撑方法的纵剖面步序图。

附图标记：

A、底板块；B、侧墙块；C、左顶板块；D、右顶板块；11、第一道支撑；12、第二道支撑；13、第三道支撑；14、第四道支撑；15、侧向支顶。

具体实施方式

参见图3、图4A至图4H，显示了本发明的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，该预制装配式地铁车站的主体结构为拱形断面形式，包含底板块A、侧墙块B、左顶板块C和右顶板块D，且内部设置的结构中板、中纵梁、中立柱均采用预制拼装，接头采用干式接头，无后浇混凝土湿作业。

其中，所述明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法包括如下步骤：

步骤一：参见图4A，分层开挖至设计坑底标高，清除坑底浮渣，浇筑砼垫层，施作精平条带，一共设置有多道内支撑，根据一般明挖拱形全预制装配式车站的结构高度以及基坑深度，结合计算采用4道内支撑，从上至下依次为第一道支撑11、第二道支撑12、第三道支撑13和第四道支撑14，第一道支撑设置于顶板结构以上，第二道设置于侧墙顶部附近，第三道支撑设置于中板标高附近，第四道支撑设置于中板和底板之间的位置。

步骤二：参见图4B，拼装底板块A，逐环拼装，张拉锁紧。

步骤三：参见图4C，回填底板块A两侧肥槽及仰拱回填，肥槽回填至设计强度后，拆除第四道支撑。

步骤四：参见图4D，沿基坑纵向加密第三道支撑至间距2m，拼装首循环中柱、中纵梁，安装拼装台车。

步骤五：参见图4E，拼装首环侧墙块B，通过拼装台车调整侧墙块B精确就位后张拉锁紧。

步骤六：参见图4F，通过拼装台车拼装首环的左顶板块C和右顶板块D，精确就位后张拉锁紧。

步骤七：参见图4G，通过拼装台车拼装首环中板块，施作中板块位置侧墙背后的侧向支顶装置，确保腰梁沿基坑纵向接续，首环构件拼装完成。

步骤八：参见图4H，拆除影响第二环构件拼装的第二道、第三道支撑，依次拼装后续的侧墙块B、左顶板块C、右顶板块D和中板块，以完成整个预制装配式地铁车站的主体结构。

其中，综合预制构件环宽和拼装工艺，结合计算结果，第一道支撑水平间距8m，第二、三、四道支撑水平间距4m。

其中，所述内支撑的结构可选用钢支撑、混凝土支撑、钢与混凝土的混合支撑，对于预制构件拼装过程中需进行倒换或拆除的内支撑，宜优先选用钢支撑。

其中，结合明挖拱形装配式车站结构型式特点，内支撑平面布置除了满足土方开挖施工要求之外，还应结合预制装配式地下结构的环宽、体量、拼装工艺要求进行布置，满足预制装配式地下结构吊运安全间隙和拼装作业空间要求；内支撑竖向布置除了满足常规的基坑开挖阶段施工要求外，尚应满足预制装配式地下结构施工阶段的施工工艺要求，支撑竖向位置应考虑预制装配式结构各构件的高度、体量、施工工艺等因素，支撑布置不应妨碍预制装配式结构的吊运、拼装等施工作业环节；当基坑围护结构腰梁等构件沿基坑纵向存在接续要求时，支撑的竖向布置还应满足上述要求。

参见图5A至图5L，显示了本发明中增量法换撑方法的纵剖面步序图。

其主要原则为：

1)利用前序已拼装完成的底板块，通过底板块及其两侧的肥槽回填与围护桩支顶，形成一道刚性支撑，替换底板上方的一道钢支撑；

2)利用前序已拼装完成的中板块，通过中板块及侧墙背后的侧向支顶装置与围护桩支顶，形成一道中板支撑，替换中板位置的一道钢支撑；

3)结合构件吊装空间要求，采取“先加后拆”的原则进行第一道支撑沿车站纵向的倒换。

其中，参见图5A、图5B和图5C，在上述的步骤二中，先拼装底板块A中的第一环底板块A1，再拼装底板块A中的第二环底板块A2，然后依次逐环向前拼装其他的底板块，并完成上述步骤三中的底板块两侧肥槽回填，在图5A中可明显示出第一道支撑水平间距8m，第二、三、四道支撑水平间距4m，在图5D中，显示出在上述步骤三中拆除第四道支撑以及步骤四中沿基坑纵向加密第三道支撑至间距2m，如图5E所示，在上述步骤四中拼装首循环中柱和中纵梁，如图5F所示，在上述步骤五、六、七中，拼装首环侧墙板B1、左顶板块C、右顶板块D和中板块，通过侧向支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧，如图5G所示，在上述步骤八中，拆除影响第二环构件拼装的第二道支撑G2-1和第三道支撑G3-1，以为第二环构件给出吊装空间，如图5H所示，拼装第二环侧墙板B2、左顶板块C2、右顶板块D2和中板块，利用侧向支装置顶将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧，如图5I所示，拆除影响第三构件拼装的第三道支撑G2-2和第三道支撑G3-2，以为第三环构件给出吊装空间，如图5J所示，拼装第三环侧墙板B3、左顶板块C3、右顶板块D3、中板块，利用侧向支顶装将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧，尤其特别的是，如图5K所示，第一道支撑采用先加后拆的方式，在已拼装完成的第三环构件的顶板上方架设换撑HC1，然后拆除影响第四环构件拼装的第一道支撑H1-2、第二道支撑G2-3和第三道支撑G-3，以为第四环构件给出吊装空间，如图5L所示，拼装第四环侧墙板B4、左顶板块C4、右顶板块D4、中板块，利用侧向支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧，后续依次进行拼装。

由此可见，本发明的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法使预制装配式地铁车站不仅能应用于完全敞开的桩锚体系明挖基坑，还可用于存在内支撑的非完全敞开的明挖基坑。由于桩锚体系基坑对于周边地质条件要求较高，当存在淤泥质土或富水砂层等不良地质条件时，桩锚支护形式实施困难，此时基坑一般采用桩撑支护体系，且目前国内大部分城市地铁明挖基坑均以桩撑支护体系为主，因此本发明极大提高了预制装配式拱形车站的适用性，具有革命性和里程碑意义，技术、经济、环境等综合效益十分显著。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (8)

1.一种明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：分层开挖至设计坑底标高，清除坑底浮渣，浇筑砼垫层，施作精平条带，一共设置有4道内支撑，从上至下依次为第一道支撑、第二道支撑、第三道支撑和第四道支撑，第一道支撑设置于顶板结构以上，第二道设置于侧墙顶部附近，第三道支撑设置于中板标高附近，第四道支撑设置于中板和底板之间的位置；

步骤二：拼装底板块，逐环拼装，张拉锁紧；

步骤三：回填底板块两侧肥槽及仰拱回填，肥槽回填至设计强度后，拆除第四道支撑；

步骤四：沿基坑纵向加密第三道支撑至间距2m，拼装首循环中柱、中纵梁，安装拼装台车；

步骤五：拼装首环侧墙块，通过拼装台车调整侧墙块精确就位后张拉锁紧；

步骤六：通过拼装台车拼装首环的左顶板块和右顶板块，精确就位后张拉锁紧；

步骤七：通过拼装台车拼装首环中板块，施作中板块位置侧墙背后的侧向支顶装置，确保第三道支撑腰梁沿基坑纵向接续，首环构件拼装完成；

步骤八：拆除影响第二环构件拼装的第二道、第三道支撑，拼装后续的侧墙块、左顶板块、右顶板块和中板块。

2.如权利要求1所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：第一道支撑水平间距8m，第二、三、四道支撑水平间距4m。

3.如权利要求1所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：所述内支撑的结构选用钢支撑、混凝土支撑或钢与混凝土的混合支撑。

4.如权利要求1所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：在上述的步骤二中，先拼装底板块中的第一环底板块，再拼装底板块中的第二环底板块，然后依次逐环向前拼装其他的底板块。

5.如权利要求1所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：在上述步骤五、六、七中，拼装首环侧墙块、左顶板块、右顶板块和中板块后通过侧向支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧。

6.如权利要求1所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：在上述步骤八中，拆除影响第二环构件拼装的第二道支撑和第三道支撑，以为第二环构件给出吊装空间，拼装第二环侧墙板、左顶板块、右顶板块、中板块，利用侧向支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧。

7.如权利要求6所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：拆除影响第三环构件拼装的第二道支撑和第三道支撑，以为第三环构件给出吊装空间，拼装第三环侧墙板、左顶板块、右顶板块、中板块，利用侧向支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧。

8.如权利要求7所述的明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法，其特征在于：第一道支撑采用先加后拆的方式，在已拼装完成的第三环构件的顶板上方架设换撑，然后拆除影响第四环构件拼装的第一道支撑、第二道支撑和第三道支撑，以为第四环构件给出吊装空间，拼装第四环侧墙板、左顶板块、右顶板块、中板块，利用侧向支顶装置将中板、侧墙板和腰梁进行顶紧，后续依次进行拼装。

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