CN113389554A - 一种哑铃型深埋地铁车站及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种哑铃型深埋地铁车站及其施工方法，所述地铁车站呈哑铃状，包括位于两端的圆形明挖竖井以及连通两个所述圆形明挖竖井的暗挖通道，所述圆形明挖竖井包括位于顶部的站厅层、位于中部的若干设备层以及位于底部的端部站台层，所述暗挖通道内设置有纵向延伸的站台层以及位于所述站台层两侧的上行轨道和下行轨道。本发明的优点是：（1）采用两端圆形竖井加底部站台层暗挖的结合形式，圆形竖井各向受力相对均衡，可节省大量内部支撑，降低工程风险、工程造价和缩短施工周期；（2）车站建筑功能需求和布置与该结构形式具备良好的契合度，大尺寸的圆形竖井既可满足盾构接收和始发的要求，同时可利用为车站功能空间。

Description

一种哑铃型深埋地铁车站及其施工方法

技术领域

本发明属于地铁车站技术领域，具体涉及一种哑铃型深埋地铁车站及其施工方法。

背景技术

基于我国近年来各地轨道交通的迅猛发展，各大一线城市轨道交通网络已形成，其余城市的建设也紧跟步伐。加之城市中其它地下交通设施及管线错综复杂，轨道交通线路标高被进一步下压，深埋型车站数量开始渐增。

既有深埋型车站存在以下问题：

1）在传统矩形车站平面布置下增加开挖深度，由于矩形结构各向受力不均衡，车站围护结构的尺寸、内部支撑数量均呈上升趋势，车站的工程造价亦随之大大增加，也导致施工时间长，难度大，保护要求高且风险大，影响到全线工程的节点贯通；

2）传统的矩形车站端头井虽尺寸较小，但仅为满足盾构接收和始发的要求，施工完成后多余空间无法利用。随着车站埋深增加，轨道交通车站的功能却相对恒定，所须建筑空间的增加相对较少，故在矩形深埋车站中，存在相当数量的无效建筑空间。由于受我国各法律条款限制，作为市政工程项目内的剩余空间无法进行有效的商业或其它类别开发，多为闲置甚至废弃。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种哑铃型深埋地铁车站，该地铁车站通过在两端明挖圆形竖井，在两圆形明挖竖井之间设置暗挖通道连通，以形成哑铃型深埋地铁车站。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种哑铃型深埋地铁车站，其特征在于所述地铁车站呈哑铃状，包括位于两端的圆形明挖竖井以及连通两个所述圆形明挖竖井的暗挖通道，所述圆形明挖竖井包括位于顶部的站厅层、位于中部的若干设备层以及位于底部的端部站台层，所述暗挖通道内设置有纵向延伸的站台层以及位于所述站台层两侧的上行轨道和下行轨道。

所述圆形明挖竖井的内壁面上设置有环形内支撑，所述环形内支撑对应于各层板的高度设置，所述环形内支撑的上表面预留有竖向插筋以同内衬墙连接，所述环形内支撑的内侧面上预留有水平插筋以同所述层板连接。

一种涉及任一所述哑铃型深埋地铁车站的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：（1）在地铁车站的两端设计位置分别向下进行圆形基坑的开挖，构成圆形明挖竖井；（2）将两端的所述圆形明挖竖井分别作为工作井和接收井，在所述工作井的底部设置顶管机并控制所述顶管机向所述接收井顶进，以形成暗挖通道；（3）在所述圆形明挖竖井和所述暗挖通道内施作地铁车站内部结构。

步骤（1）中开挖圆形明挖竖井的方法为：

（1.1）根据所述圆形明挖竖井的设计位置，在其外周施作一圈地下连续墙；

（1.2）在所述地下连续墙内进行向下的基坑开挖，在开挖过程中同步在所述地下连续墙的内壁上施作圆环形内支撑；

（1.3）将所述基坑开挖至设计深度，之后在所述基坑底部施作底板；

（1.4）待所述底板养护至具有规定承载力后，自下而上浇筑所述基坑的内衬墙，并在所述内衬墙上定位预留顶管机的始发或接收位置，施作大盾构开孔处的加强结构。

步骤（2）中施作所述暗挖通道的方法为：

（2.1）将两端的所述圆形明挖竖井分别作为工作井和接收井，在所述工作井内铺装导轨并安装顶管机；

（2.2）在所述接收井内铺装导轨；

（2.3）在所述工作井内的所述导轨上放置首节混凝土管道，所述工作井的侧墙上提前挖掘有一个断面形状与所述首节混凝土管道相同的坑道，通过所述顶管机顶进所述首节混凝土管道进入所述坑道；

（2.4）驱动所述首节混凝土管道内安装的铰刀转动切削土体，同时所述顶管机驱动所述首节混凝土管道持续顶进，待所述顶管机达到最大顶进行程后使所述顶管机回缩至所述工作井内，并在所述工作井的所述导轨上放置下一节混凝土管道，重复上述步骤，将所有混凝土管道顶进直至所述首节混凝土管道的前端面贯穿所述接收井的侧墙。

本发明的优点是：

（1）采用两端圆形竖井加底部站台层暗挖的结合形式，圆形竖井各向受力相对均衡，可使维护结构尺寸更合理、节省大量内部支撑，从而大大降低工程风险、工程造价和缩短施工周期；

（2）车站建筑功能需求和布置与该结构形式具备良好的契合度，大尺寸的圆形竖井既可满足盾构接收和始发的要求，同时可利用为车站功能空间；最下层站台满足乘降功能，圆形竖井内设置必要的垂直交通，最上层设置站厅满足进出站功能，剩余空间为必要的设备管理用房，布置紧凑，最大程度利用结构自然形成的空间，竖井中部可设从地面贯穿至站台上层的中庭，兼具自然光引入和排烟功能，车站内部装修亦可多样性。

附图说明

图1为本发明中哑铃型深埋地铁车站的平面视图；

图2为本发明中哑铃型深埋地铁车站的侧视图；

图3为本发明中圆形明挖竖井的平面视图；

图4为本发明中圆形明挖竖井的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4，图中各标记分别为：圆形明挖竖井1、暗挖通道2、端部站台层3、上行轨道4、站台层5、下行轨道6、设备层7、站厅层8、上下楼扶梯9、垂直电梯10、顶板11、底板12、地下连续墙13、环形内支撑14、层板15。

实施例：如图1、2、3、4所示，本实施例具体涉及一种哑铃型深埋地铁车站及其施工方法，该地铁车站呈哑铃状，包括位于地铁车站两端的圆形明挖竖井1以及连通两个圆形明挖竖井1的暗挖通道2。

如图1、2、3、4所示，圆形明挖竖井1自地面竖直向下开挖形成，其内自上而下依次设置有站厅层8、若干设备层7以及端部站台层3，圆形明挖竖井1的顶部封闭设置有顶板11，底部设置有底板12，各层之间由层板15分隔，此外，在各层之间设置有上下楼扶梯9和垂直电梯10以实现乘客的上下输送。圆形明挖竖井1的圆周自外向内依次设置有地下连续墙13和内衬墙，需要说明的是，在圆形明挖竖井1的地下连续墙13的内壁面上间隔设置若干个环形内支撑14，环形内支撑14的设置位置对应于各层板15的安装高度，且环形内支撑14的上表面具有竖向插筋用于同后续的内衬墙连接，环形内支撑14的内侧面上具有水平插筋用于同层板15水平连接。

如图1、2所示，暗挖通道2设置在土体中且位于圆形明挖竖井1的底部深度范围内，暗挖通道2的两端分别同各圆形明挖竖井1相连通，在暗挖通道2内沿纵向布置有站台层5，站台层5同两端的端部站台层3处于同一轴线上并相互连接构成整体；在站台层5的两侧分别布置有上行轨道4和下行轨道6。

如图1、2、3、4所示，本实施例中哑铃型深埋地铁车站的施工方法包括以下步骤：

（1）在地铁车站的两端设计位置分别向下进行圆形基坑的开挖，构成圆形明挖竖井1；

1.1）根据圆形明挖竖井1的设计位置，在其外周施作一圈地下连续墙13；

1.2）在地下连续墙13内进行向下的基坑开挖，在开挖过程中同步在地下连续墙13的内壁上施作圆环形内支撑14；

1.3）将基坑开挖至设计深度，之后在基坑底部施作底板12；

1.4）待底板12养护至具有规定承载力后，逐步浇筑基坑的内衬墙；

1.5）同步1.4）步骤，在内衬墙上定位预留顶管机的始发或接收位置，施作大盾构开孔处的加强结构。

（2）将两端的圆形明挖竖井1分别作为工作井和接收井，在工作井的底部设置顶管机并控制顶管机向另一端的接收井顶进，以形成暗挖通道2；

2.1）将两端的圆形明挖竖井1分别作为工作井和接收井，在工作井内铺设碎石、枋木，并安装导轨，在导轨上安装顶管机；

2.2）在接收井内铺设碎石、枋木，并安装导轨；

2.3）在工作井内的导轨上放置首节混凝土管道，工作井的地下连续墙13上提前挖掘有一个断面形状与首节混凝土管道相同的坑道，通过顶管机顶进首节混凝土管道进入该坑道；

2.4）驱动首节混凝土管道内安装的铰刀转动切削土体，同时顶管机驱动首节混凝土管道持续顶进，待顶管机达到最大顶进行程后使顶管机回缩至工作井内，并在工作井的导轨上放置下一节混凝土管道，重复上述步骤，铰刀和高压水枪持续工作，将所有混凝土管道顶进直至首节混凝土管道的前端面贯穿接收井的侧墙；

2.5）车站上下行区间接收、始发：利用暗挖通道2+圆形明挖竖井1作为盾构始发机架段可实现上下行方向的盾构始发，同时圆形明挖竖井具有盾构接收功能。

（3）在圆形明挖竖井1和暗挖通道2内施作地铁车站内部结构；

3.1）利用底部圆形明挖竖井1+暗挖通道2内的空间施做车站站台层5（也包括端部站台层3），鉴于暗挖工法空间较小，采用侧式车站；

3.2 ）利用圆形明挖竖井1中间部分，施做若干设备层7、上下楼扶梯9、垂直电梯10；

3.3）利用圆形明挖竖井1的上部施做站厅层8；

3.4）施做车站出入口、出地面风井结构，并封闭顶板11。

本实施例的有益效果在于：

（1）采用两端圆形竖井加底部站台层暗挖的结合形式，圆形竖井各向受力相对均衡，可使维护结构尺寸更合理、节省大量内部支撑，从而大大降低工程风险、工程造价和缩短施工周期；

（2）车站建筑功能需求和布置与该结构形式具备良好的契合度，大尺寸的圆形竖井既可满足盾构接收和始发的要求，同时可利用为车站功能空间；最下层站台满足乘降功能，圆形竖井内设置必要的垂直交通，最上层设置站厅满足进出站功能，剩余空间为必要的设备管理用房，布置紧凑，最大程度利用结构自然形成的空间，竖井中部可设从地面贯穿至站台上层的中庭，兼具自然光引入和排烟功能，车站内部装修亦可多样性。

Claims (5)

1.一种哑铃型深埋地铁车站，其特征在于所述地铁车站呈哑铃状，包括位于两端的圆形明挖竖井以及连通两个所述圆形明挖竖井的暗挖通道，所述圆形明挖竖井包括位于顶部的站厅层、位于中部的若干设备层以及位于底部的端部站台层，所述暗挖通道内设置有纵向延伸的站台层以及位于所述站台层两侧的上行轨道和下行轨道。

2.根据权利要求1所述的一种哑铃型深埋地铁车站，其特征在于所述圆形明挖竖井的内壁面上设置有环形内支撑，所述环形内支撑对应于各层板的高度设置，所述环形内支撑的上表面预留有竖向插筋以同内衬墙连接，所述环形内支撑的内侧面上预留有水平插筋以同所述层板连接。

3.一种涉及权利要求1-2任一所述哑铃型深埋地铁车站的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：（1）在地铁车站的两端设计位置分别向下进行圆形基坑的开挖，构成圆形明挖竖井；（2）将两端的所述圆形明挖竖井分别作为工作井和接收井，在所述工作井的底部设置顶管机并控制所述顶管机向所述接收井顶进，以形成暗挖通道；（3）在所述圆形明挖竖井和所述暗挖通道内施作地铁车站内部结构。

4.根据权利要求3所述的一种哑铃型深埋地铁车站的施工方法，其特征在于步骤（1）中开挖圆形明挖竖井的方法为：

（1.1）根据所述圆形明挖竖井的设计位置，在其外周施作一圈地下连续墙；

（1.2）在所述地下连续墙内进行向下的基坑开挖，在开挖过程中同步在所述地下连续墙的内壁上施作圆环形内支撑；

（1.3）将所述基坑开挖至设计深度，之后在所述基坑底部施作底板；

（1.4）待所述底板养护至具有规定承载力后，自下而上浇筑所述基坑的内衬墙，并在所述内衬墙上定位预留顶管机的始发或接收位置，施作大盾构开孔处的加强结构。

5.根据权利要求4所述的一种哑铃型深埋地铁车站的施工方法，其特征在于步骤（2）中施作所述暗挖通道的方法为：

（2.1）将两端的所述圆形明挖竖井分别作为工作井和接收井，在所述工作井内铺装导轨并安装顶管机；

（2.2）在所述接收井内铺装导轨；

（2.3）在所述工作井内的所述导轨上放置首节混凝土管道，所述工作井的侧墙上提前挖掘有一个断面形状与所述首节混凝土管道相同的坑道，通过所述顶管机顶进所述首节混凝土管道进入所述坑道；

（2.4）驱动所述首节混凝土管道内安装的铰刀转动切削土体，同时所述顶管机驱动所述首节混凝土管道持续顶进，待所述顶管机达到最大顶进行程后使所述顶管机回缩至所述工作井内，并在所述工作井的所述导轨上放置下一节混凝土管道，重复上述步骤，将所有混凝土管道顶进直至所述首节混凝土管道的前端面贯穿所述接收井的侧墙。

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