CN113356861B - 盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法 - Google Patents

盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法,其包括以下步骤：沿预设辅助通道施钻附属围护桩；辅助通道开挖及支护；开挖设备通过辅助通道进入地铁通道负一层开挖，并进行负一层结构进行施工；辅助通道降坡，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道负二层开挖，并对负二层结构进行施工；负二层结构完成施工后，恢复辅助通道并对附属结构施工；附属围护桩为地铁风亭或地铁出入口的桩基；辅助通道设在地铁通道的两侧，地铁通道一侧的辅助通道用作开挖设备进场，地铁通道另一侧的辅助通道用作开挖设备出场。本申请方案中辅助施工通道采用风亭围护体系支护，永临结合，大幅度减少成本投入。

Description

盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施 工方法
技术领域
本发明涉及土方开挖领域，尤其是涉及一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法。
背景技术
由于盖挖逆作法路面敞口作业时间较短，对工程周边的商业及交通环境影响较小，因此盖挖逆作法已成为交通繁忙城市中心地区修建浅埋地铁车站的一种常用方法。
相关技术中，盖挖逆作法在盖板下施工，闭锁空间使大型机械设备难于进场，致使施工作业极为不便，并且盖板下方继续开挖的土方以及建设用材料还需要使用竖井进行运输，在运输过程中需要使用的配套设备较多，导致运转成本升高。
针对上述中的相关技术，发明人认为，外界环境复杂、环保要求高以及工期压力大的地铁通道不适用于使用相关技术中的盖挖逆作法。
发明内容
为了有助于提高土方的开挖和出渣效率，本申请提供一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法。
本申请提供的一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，采用如下的技术方案：
一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，包括以下步骤：步骤1：施工准备；步骤2：场地布置；步骤3：沿预设辅助通道施钻附属围护桩；步骤4：辅助通道开挖及支护；步骤5：开挖设备通过辅助通道进入地铁通道负一层开挖，并进行负一层结构进行施工；步骤6：辅助通道降坡，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道负二层开挖，并对负二层结构进行施工；步骤7：负二层结构完成施工后，恢复辅助通道并对附属结构施工；所述步骤3中的附属围护桩为地铁风亭或地铁出入口的桩基；所述步骤4包括：辅助通道设在地铁通道的两侧，地铁通道一侧的辅助通道用作开挖设备进场，地铁通道另一侧的辅助通道用作开挖设备出场。
通过采用上述技术方案，大中型常规开挖设备可通过辅助通道进入地铁通道内，利用大中型常规开挖设备进行施工，可以有效提高开挖效率和出渣效率，同时减少了竖井和起重吊装设备的使用，进而减少了使用特种设备带来的风险，提高了施工的安全性。同时，辅助通道支护所用的支护桩为地铁风亭或地铁出入口的围护桩，永临结合，可以大幅度降低施工成本，提高经济效益。
可选的，所述步骤4还包括：步骤4.1：辅助通道的宽度不小于7m，坡度大于13°，横向坡度为1.5%～2.5%，辅助通道终点路面标高与车站中板矮支架垫层底标高相等；步骤4.2：开挖辅助通道时沿地铁通道的长度方向从辅助通道一端向另一端倒退开挖，并且进行分段施工，同时从上到下分层开挖；步骤4.3：开挖过程中在辅助通道的两侧挂网喷砼。
通过采用上述技术方案，辅助通道采用随挖随支，分层分段的开挖方式，有利于提高辅助通道在开挖过程中的稳定性，并且提高开挖效率，同时有利于保护附属围护桩。
可选的，所述步骤4.2中的分段施工，每一段为20～25m。
通过采用上述技术方案，这样的分段施工，可以最大程度地提高开挖设备的利用率，从而提高开挖效率。
可选的，所述步骤4.2中的分层开挖，第一层土方开挖至附属围护桩冠梁底0.3m处，随后每层开挖深度不大于3.0m。
通过采用上述技术方案，首先进行初步开挖，随后确定每层的最大开挖深度，避免每层开挖深度过大影响开挖设备的施工，同时保证开挖基坑的稳定性。
可选的，在分层开挖时，进行拉槽开挖，每层拉槽开挖深度不大于3.0m。。
通过采用上述技术方案，通过拉槽，使开挖设备具有足够的施工临空面，提高开挖效率。
可选的，所述步骤5和所述步骤6还包括：步骤5.1：辅助通道与地铁通道开挖时预留的下沉通道连通，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道内，并到达地铁通道的大小里程端头，对负一层土方和负二层土方进行分层分段开挖；步骤5.2：地铁通道分为三大工作面，其中1号工作面为1～4段，2号工作面为5～9段，3号工作面为10～14段，开挖方向为第1段→第5段、第5段→第7段、第14段→第9段、第9段→第7段；步骤5.3：所述地铁通道一侧的辅助通道与第5段连接，所述地铁通道另一侧的辅助通道与第9段连接。步骤5.4：渣土外运方向为与第5段连通的辅助通道进，从与第9段连通的辅助通道出。
通过采用上述技术方案，多台开挖设备可同时在地铁通道内分段进行施工，通过划分不同的工作面，使不同的开挖设备在不同的工作面有次序进行施工，同时最大程度地缩短开挖设备的进场和出场距离，进而可以有效提高开挖效率和出渣效率，缩短施工周期。
可选的，分层开挖过程中，每层开挖深度不大于2m。
通过采用上述技术方案，避免每层开挖深度过深，不利于开挖设备操作，同时保证开挖基坑的边坡稳定性。
可选的，在对负一层土方和负二层土方进行开挖时，开挖深度为中板以下1.5m，1号工作面开挖至第3段、3号工作面开挖至第12段时，同步开始施作中板结构及侧墙。
通过采用上述技术方案，开挖深度为中板以下1.5m，方便中板结构使用支架法进行施工，该方案采用随挖随支的方式，可以有效提高地铁通道的稳定性，便于地铁通道的持续开挖。
可选的，所述地铁通道中间段7～10m采用局部下沉，负一层土方开挖过程中，下沉高度距离顶板不小于5m，负二层土方开挖过程中，下沉高度距离中板不小于5m。
通过采用上述技术方案，对于一些宽度较宽的地铁通道，可以预先开挖出一个下沉基坑，下沉基坑与辅助通道连通，使开挖设备可以进入下沉基坑内进行开挖，确保开挖设备具有足够的施工临空面。
可选的，所述下沉段边坡的坡度为1:0.33，并对下沉段边坡进行支护。
通过采用上述技术方案，对下沉基坑边坡进行支护，可以提高下沉基坑的稳定性，以便于开挖设备进场施工。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.大中型常规开挖设备可通过辅助通道进入地铁通道内，利用大中型常规开挖设备进行施工，可以有效提高开挖效率和出渣效率，同时减少了竖井和起重吊装设备的使用，进而减少了使用特种设备带来的风险，提高了施工的安全性。同时，辅助通道支护所用的支护桩为地铁风亭或地铁出入口的围护桩，永临结合，可以大幅度降低施工成本，提高经济效益；
2.通过划分不同的工作面，使不同的开挖设备在不同的工作面有次序进行施工，同时最大程度地缩短开挖设备的进场和出场距离，进而可以有效提高开挖效率和出渣效率，缩短施工周期；
3.辅助通道和地铁通道采用随挖随支，分层分段的开挖方式，可以有效提高辅助通道和地铁通道的开挖效率和稳定性。
附图说明
图1是本申请实施例土方开挖及运输平面示意图。
图2是本申请实施例辅助通道内支撑剖视图。
图3是本申请实施例地铁通道第一层开挖剖视图。
图4是本申请实施例地铁通道第二层开挖剖视图。
附图标记说明：
11、1号辅助通道；12、2号辅助通道；13、地铁通道；2、附属围护桩；31、型钢；32、钢支撑；33、排水沟；41、顶板；42、中板；43、底板；51、1号工作面；52、2号工作面；53、3号工作面。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法。参照图1，包括以下步骤；
步骤1：施工准备。
步骤2：场地布置。
步骤3：沿预设辅助通道施钻附属围护桩2。
步骤3中还包括：附属围护桩2为地铁风亭或者地铁出入口的支护桩，根据监控量测，在该支护桩的旁侧设辅助通道，辅助通道设为两条，1号辅助通道11设在地铁通道13的一侧，2号辅助通道12设在地铁通道13的另一侧，辅助通道与需开挖的地铁通道13连通。
具体的，附属围护桩2采用钢筋混凝土灌注桩，规格为Φ1000@2000mm，也可以根据设计采用其它规格的灌注桩。
步骤4：辅助通道开挖及支护。
步骤4中还包括：
步骤4.1：1号辅助通道11长110m，2号辅助通道12长170m，辅助通道宽度不小于7m，坡度不大于13°，横向坡度为2%，低处设置30×30cm排水沟33，辅助通道终点路面标高与车站中板矮支架垫层底标高相等；
步骤4.2：开挖支护遵循“随挖随支，分层分段”原则，采用挖掘机和破碎锤配合进行开挖,纵向从基坑北（大里程）端开始，由北向南倒退开挖，每一段20～25m,同时从上至下分层开挖，第一层土方开挖至冠梁底0.3m处，再在基坑里沿纵向分段、横向分层开挖，且每层开挖深度不大于3m；
更具体的，在分层开挖时，进行拉槽开挖，每层拉槽开挖深度不大于3.0m，同时在每层靠近护坡桩部位施做台阶，台阶高度1.5m，并沿台阶进行锚喷护坡施工；到第二层下方150cm时，再拉槽开挖土方，施工第二层锚喷护坡及桩间喷混，以此类推，开挖至基底30cm处，停止机械开挖，采用人工清底；
步骤4.3：开挖过程中沿附属围护桩2的两侧挂网喷砼；
步骤4.4：参照图2，辅助通道开挖到一定深度后，采用型钢31对通道顶部封盖，并使用钢支撑32对附属围护桩2的两侧进行支撑。
步骤5：开挖设备通过辅助通道进入地铁通道13负一层开挖，并进行负一层结构进行施工。
步骤5还包括：
步骤5.1：参照图1和图3，辅助通道与通过顶板41土石方开挖预留的下沉通道连通，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道13内，并到达地铁通道13的大小里程端头，对负一层土方进行分层分段开挖，采用挖掘机和破碎锤配合，开挖深度为中板42以下1.5m，方便中板42结构用支架法进行施工；
具体的，每层开挖深度不大于2m，距离桩基30cm范围采用小型机械设备进行凿除开挖，防止破坏桩基结构，每层开挖完成后及时对桩间进行挂网喷锚支护，即为Φ8钢筋网片间距200×200mm和C20喷射混凝土。
步骤5.2：地铁通道13分为三大工作面，其中1号工作面51为1～4段，2号工作面52为5～9段，3号工作面53为10～14段，开挖方向为第1段→第5段、第5段→第7段、第14段→第9段、第9段→第7段；
具体的，负一层中板42结构采用矮支架法施工，1号工作面51开挖至第3段、3号工作面53开挖至第12段时，同步开始施作中板42结构及侧墙，利用中板42结构作为主体基坑支撑体系；
更具体的，参照图3和图4，地铁通道13中间8.6m采用局部下沉开挖，负一层土方开挖过程中，下沉高度距离顶板41不小于5m，负二层土方开挖过程中，下沉高度距离中板42不小于5m，保证转入负一层和负二层的开挖设备具有足够的施工临空面。同时，下沉段边坡的坡度为1:0.33，边坡采用C20素混凝土进行封闭支护，土方开挖及中板42结构完成后，施工负一层侧墙。
步骤5.3：参照图1，1号辅助通道11与第5段连通，2号辅助通道12与第9段连通。
步骤5.4：渣土外运方向为1号辅助通道11进2号辅助通道12出。
步骤6：辅助通道降坡，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道13负二层开挖，并对负二层结构进行施工。
具体的，参照图1和图4，中板42结构和负一层侧墙施作完毕后，将辅助通道路面标高降至负二层底板43底标高，开挖设备通过辅助通道转入地铁通道13内进行负二层施工，开挖方式、支护与结构施作形式与负一层均相同，在此不作赘述。
步骤7：负二层结构完成施工后，恢复辅助通道并对附属结构施工。
具体的，主体结构施作完毕后，将辅助通道按地铁出入口结构以及风亭结构标高进行恢复，并开始施工地铁出入口结构和风亭结构。
本申请实施例一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法的实施原理为：利用地铁附属围护桩2永临结合形成辅助通道，大中型常规开挖设备可通过辅助通道进出地铁通道13，从1号辅助通道11进场，2号辅助通道12出场，可充分利用大中型常规开挖设备进行施工，日平均出渣量可达1100m3,可以有效提高开挖效率和出渣效率。
同时，采用常规设备进行施工，具有工序简单，机械故障率小等优点，减少了竖井和起重吊装设备的使用，进而减少了使用特种设备带来的风险，提高了施工的安全性。同时，辅助通道支护所用的支护桩为地铁风亭或地铁出入口的围护桩，永临结合，可以大幅度降低施工成本，提高经济效益。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：施工准备；
步骤2：场地布置；
步骤3：沿预设辅助通道施钻附属围护桩(2)；
步骤4：辅助通道开挖及支护；
步骤5：开挖设备通过辅助通道进入地铁通道(13)负一层开挖，并进行负一层结构进行施工；
步骤6：辅助通道降坡，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道(13)负二层开挖，并对负二层结构进行施工；
步骤7：负二层结构完成施工后，恢复辅助通道并对附属结构施工；
所述步骤3中的附属围护桩(2)为地铁风亭或地铁出入口的桩基；
所述步骤4包括：辅助通道设在地铁通道(13)的两侧，地铁通道(13)一侧的辅助通道用作开挖设备进场，地铁通道(13)另一侧的辅助通道用作开挖设备出场；所述步骤5和所述步骤6还包括：
步骤5.1：辅助通道与地铁通道(13)开挖时预留的下沉通道连通，开挖设备通过辅助通道进入地铁通道(13)内，并到达地铁通道(13)的大小里程端头，对负一层土方和负二层土方进行分层分段开挖；
步骤5.2：地铁通道(13)分为三大工作面，其中1号工作面(51)为1～4段，2号工作面(52)为5～9段，3号工作面(53)为10～14段，开挖方向为第1段→第5段、第5段→第7段、第14段→第9段、第9段→第7段；
步骤5.3：所述地铁通道(13)一侧的辅助通道与第5段连接，所述地铁通道(13)另一侧的辅助通道与第9段连接；
步骤5.4：渣土外运方向为与第5段连通的辅助通道进，从与第9段连通的辅助通道出；
所述地铁通道(13)中间段7～10m采用局部下沉，负一层土方开挖过程中，下沉高度距离顶板(41)不小于5m，负二层土方开挖过程中，下沉高度距离中板(42)不小于5m。
2.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于，所述步骤4还包括：
步骤4.1：辅助通道的宽度不小于7m，坡度大于13°，横向坡度为1.5%～2.5%，辅助通道终点路面标高与车站中板(42)矮支架垫层底标高相等；
步骤4.2：开挖辅助通道时沿地铁通道(13)的长度方向从辅助通道一端向另一端倒退开挖，并且进行分段施工，同时从上到下分层开挖；
步骤4.3：开挖过程中在辅助通道的两侧挂网喷砼。
3.根据权利要求2所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于：所述步骤4.2中的分段施工，每一段为20～25m。
4.根据权利要求2所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于：所述步骤4.2中的分层开挖，第一层土方开挖至附属围护桩(2)冠梁底0.3m处，随后每层开挖深度不大于3.0m。
5.根据权利要求4所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于：在分层开挖时，进行拉槽开挖，每层拉槽开挖深度不大于3.0m。
6.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于：分层开挖过程中，每层开挖深度不大于2m。
7.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于：在对负一层土方和负二层土方进行开挖时，开挖深度为中板(42)以下1.5m，1号工作面(51)开挖至第3段、3号工作面(53)开挖至第12段时，同步开始施作中板(42)结构及侧墙。
8.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站利用附属围护结构永临结合开挖与出渣施工方法，其特征在于：下沉段边坡的坡度为1:0.33，并对下沉段边坡进行支护。
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