CN113266375A - 借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法 - Google Patents

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王伟
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贾少春
翁木生
雷永生
高志宏
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Abstract

本发明涉及一种借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，所述工法为：在车站设计位置向下开挖施作车站墙体，处于盾构隧道施工范围的部分墙体为可切削临时墙体；利用盾构机沿隧道设计轮廓线挖掘，进行盾构隧道施工的同时对可切削临时墙体进行掘削，并施作隧道衬砌结构；开挖车站墙体之间的土体至隧道衬砌位置处时拆除隧道衬砌结构，进行车站结构施作。本发明结合盾构法与盖挖法解决现有技术中存在的问题，减少了隧道施工竖井设置，降低了车站建筑规模，缩短了车站盖挖施工周期，提高了隧道及车站施工效率。

Description

借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法
技术领域
本发明涉及地铁车站施工技术领域，具体涉及一种借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法。
背景技术
城市地铁车站修建中，合理选择工法十分重要，不同工法对土体的扰动、地表与车站主体的沉降及受力稳定的影响有所差异。我国地铁车站常用施工方法包括：明挖法、盖挖法、浅埋暗挖、矿山法、盾构法等。
盖挖法施工周期较长，盾构法施工时若经过车站，需调出转场或空推通过，车站需设置盾构扩大端或加宽车站限界，使得车站规模增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，结合盾构法与盖挖法解决现有技术中存在的问题，减少隧道施工竖井设置，降低车站建筑规模，缩短车站盖挖施工周期，提高隧道及车站施工效率。
本发明所采用的技术方案为：
借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
所述工法为：在车站设计位置向下开挖施作车站墙体，处于盾构隧道施工范围的部分墙体为可切削临时墙体；利用盾构机沿隧道设计轮廓线挖掘，进行盾构隧道施工的同时对可切削临时墙体进行掘削，并施作隧道衬砌结构；开挖车站墙体之间的土体至隧道衬砌位置处时拆除隧道衬砌结构，进行车站结构施作。
所述工法具体包括以下步骤：
步骤1：在车站设计位置以设计的深度开挖施作车站墙体，处于盾构施工范围的部分墙体为可切削临时墙体，车站底板以下范围的墙体为嵌固墙体；
步骤2：沿设计线路掘进隧道，掘进机切削或人工开挖车站临时墙体及加固土体；
步骤3：盾构机掘进一个循环进尺后，及时施作隧道衬砌结构，并施作隧道内临时支撑，临时支撑用于承担车站侧墙荷载及车站侧墙之间土体开挖引起的不均匀荷载；
步骤4：开挖车站墙体之间土体满足铺盖施工空间要求时，施作铺盖结构，土体开挖至支撑设计位置以下时，进行基坑内临时支撑施作；
步骤5：当开挖至隧道衬砌位置处时，分段拆除隧道衬砌结构；
步骤6：分步拆除临时支撑结构，及时施作隧道衬砌与车站侧墙连接节点及中板结构，分块施作车站底板及柱结构。
步骤1中，可切削临时墙体处于隧道施工范围内，为采用低强度混凝土加可切削加筋材料施作的车站临时墙体。
步骤1中，在可切削墙体的上下边界处进行具备防水功能的土体改良。
步骤5中，拆除隧道衬砌结构后，将衬砌内临时支撑与基坑内临时支撑的横向支撑连接，形成整体支撑。
步骤6中，隧道衬砌拆除部分设置有立柱，立柱顶部支撑中板，底部由隧道内的基座支撑。
步骤6中，中板两端的节点为中板、车站侧墙、立柱顶部和隧道衬砌外端的节点。
步骤6中，底板两端的节点为底板、车站侧墙和隧道衬砌外端的节点。
本发明具有以下优点：
1、车站前后的区间可以用1台盾构掘进机连续掘进，因此不需设置盾构接收及实发结构。
2、盾构隧道和地下车站的连接方法简单可靠。
3、为了拓宽盾构隧道和建设地铁站，无需进行大范围改造，利用既有隧道进行扩建即可。
4、盾构隧道的加固工程大幅减少。
5、大幅缩短工期及减少成本。
附图说明
图1表示车站侧墙和土体改良施工后的状态；
图2表示盾构隧道施工及其临时支撑施工后的状态；
图3表示土墙间土体开挖及地下构造物中板施工后的状态；
图4 表示基于本发明施工法地铁站构筑完成后的状态。
图中标识为： 1、左侧墙支护与永久结构一体化结构； 1a、车站右侧墙可切削部分；2、右侧墙支护与永久结构一体化结构；2a、车站右侧墙可切削部分；3、左线隧道外轮廓线；4、右线隧道外轮廓线；5、左侧土体加固；6、右侧土体加固；7、左线盾构隧道结构；8、右线盾构隧道结构；9、隧道内临时支撑；10、基坑临时支撑；11、路面铺盖；12、中板及连接节点；13、底板及连接节点；14、顶板及连接节点；15、左侧立柱；16、右侧立柱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，所述工法为：在车站设计位置向下开挖施作车站墙体，处于盾构隧道施工范围的部分墙体为可切削临时墙体；利用盾构机沿隧道设计轮廓线挖掘，进行盾构隧道施工的同时对可切削临时墙体进行掘削，并施作隧道衬砌结构；开挖车站墙体之间的土体至隧道衬砌位置处时拆除隧道衬砌结构，进行车站结构施作。具体包括多个地下构筑部分的施工，一是盾构前进行地层加固和车站墙体结构施作；二是开挖破除隧道范围内车站墙体及加固土体；三是隧道衬砌及衬砌内临时支撑结构施作；四是车站墙体之间土体开挖及内支撑、铺盖施作；五是盾构隧道衬砌拆除及内支撑施作；六是车站隧道接合节点及车站结构施作。
具体步骤为：
步骤1：在车站设计位置以设计的深度开挖施作车站墙体，处于盾构施工范围的部分墙体为可切削临时墙体，车站底板以下范围的墙体为嵌固墙体；
步骤1中，可切削临时墙体处于隧道施工范围内，为采用低强度混凝土加可切削加筋材料施作的车站临时墙体，车站底板以下范围的墙体嵌固深度需满足基坑设计要求。在挡土墙施工工程中，为了防水，在可切削墙体的上下边界处进行具备防水功能的土体改良。
步骤2：沿设计线路掘进隧道，掘进机切削或人工开挖车站临时墙体及加固土体；
步骤3：盾构机掘进一个循环进尺后，及时施作隧道衬砌结构，并施作衬砌内临时支撑；临时支撑用于承担车站侧墙荷载及车站侧墙之间土体开挖引起的不均匀荷载；
步骤4：开挖车站墙体之间土体满足铺盖施工空间要求时，施作铺盖结构，土体开挖至支撑设计位置以下时，进行基坑内临时支撑施作；
步骤5：当开挖至隧道衬砌位置处时，分段拆除隧道衬砌结构；
步骤5中，拆除隧道衬砌结构后，将衬砌内临时支撑与基坑内临时支撑的横向支撑连接，形成整体支撑。
步骤6：分步拆除临时支撑结构，及时施作隧道衬砌与车站侧墙连接节点及中板结构，分块施作车站底板及柱结构。
步骤6中，隧道衬砌拆除部分设置有立柱，立柱顶部支撑中板，底部由隧道内的基座支撑。中板两端的节点为中板、车站侧墙、立柱顶部和隧道衬砌外端的节点。底板两端的节点为底板、车站侧墙和隧道衬砌外端的节点。在盾构隧道衬砌结构内周使用具有桁部的内置型结构时，在其桁部安装垂直构件前，需要在盾构隧道供用空间设置施工阻隔壁和柱结构，确保施工的安全性和必要的工作空间。
以下结合附图对本发明的工法工序进行进一步详细说明：
如图1所示，在车站建设预定地以规定的深度（至隧道的下部）施工开凿车站侧墙，在侧墙的一部分，即两条隧道计划线与挡土墙交叉重叠的可切削部分，可用盾构机进行掘削。在挡土墙可切削部分与其他部分的上下边界处，设置防水用的土体改良。
如图2所示，盾构机沿着隧道设计轮廓线挖掘，进行两条盾构隧道施工的同时对挡土墙的可切削部分进行挖掘，两盾构隧道由隧道内临时支撑9加固。
如图3所示， 施作路面铺盖11，从地表自上而下开始两侧墙间土体的开挖，基坑内采用基坑临时支撑10加固，施作中板及连接节点12并连接侧墙及隧道。
如图4所示，施作底板及连接节点13、顶板及连接节点14及左侧立柱15、右侧立柱16，撤去已建成衬砌隧道与土墙间交涉的衬砌块和临时支撑，构筑包括站台在内的车站设施，建成地铁站部。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
所述工法为：在车站设计位置向下开挖施作车站墙体，处于盾构隧道施工范围的部分墙体为可切削临时墙体；利用盾构机沿隧道设计轮廓线挖掘，进行盾构隧道施工的同时对可切削临时墙体进行掘削，并施作隧道衬砌结构；开挖车站墙体之间的土体至隧道衬砌位置处时拆除隧道衬砌结构，进行车站结构施作。
2.根据权利要求1所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
所述工法具体包括以下步骤：
步骤1：在车站设计位置以设计的深度开挖施作车站墙体，处于盾构施工范围的部分墙体为可切削临时墙体，车站底板以下范围的墙体为嵌固墙体；
步骤2：沿设计线路掘进隧道，掘进机切削或人工开挖车站临时墙体及加固土体；
步骤3：盾构机掘进一个循环进尺后，及时施作隧道衬砌结构，并施作隧道内临时支撑，临时支撑用于承担车站侧墙荷载及车站侧墙之间土体开挖引起的不均匀荷载；
步骤4：开挖车站墙体之间土体满足铺盖施工空间要求时，施作铺盖结构，土体开挖至支撑设计位置以下时，进行基坑内临时支撑施作；
步骤5：当开挖至隧道衬砌位置处时，分段拆除隧道衬砌结构；
步骤6：分步拆除临时支撑结构，及时施作隧道衬砌与车站侧墙连接节点及中板结构，分块施作车站底板及柱结构。
3.根据权利要求2所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
步骤1中，可切削临时墙体处于隧道施工范围内，为采用低强度混凝土加可切削加筋材料施作的车站临时墙体。
4.根据权利要求3所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
步骤1中，在可切削墙体的上下边界处进行具备防水功能的土体改良。
5.根据权利要求4所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
步骤5中，拆除隧道衬砌结构后，将衬砌内临时支撑与基坑内临时支撑的横向支撑连接，形成整体支撑。
6.根据权利要求5所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
步骤6中，隧道衬砌拆除部分设置有立柱，立柱顶部支撑中板，底部由隧道内的基座支撑。
7.根据权利要求6所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
步骤6中，中板两端的节点为中板、车站侧墙、立柱顶部和隧道衬砌外端的节点。
8.根据权利要求7所述的借助盾构隧道修建地铁站的盖挖工法，其特征在于：
步骤6中，底板两端的节点为底板、车站侧墙和隧道衬砌外端的节点。
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