CN113417294B - 一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法，车站的基坑开挖以及换乘枢纽的开挖，车站基坑采用明挖顺做施工，换乘枢纽采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合施工；换乘枢纽的基坑开挖需要在靠近车站基坑的位置预留土体，预留土体在车站基坑的主体结构施做完毕后进行开挖施工；本发明合理的针对换乘枢纽基坑和车站基坑基坑面积的差异，利用两个基坑施工速度的差异，采用预留土体的方式，结合分段分层开挖，及时支护，将两基坑施工的相互影响尽可能的降低。在保证基坑的安全施工的同时，使基坑群实现同步施工，缩短工期。

Description

一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法

技术领域

本发明涉及岩土和地下工程技术领域，尤其涉及一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法。

背景技术

随着社会、经济的快速发展，城市人口的爆炸式增长使得对城市的交通提出了更高的要求。发展城市的轨道交通是一种缓解城市交通的关键手段，越来越多的城市进行了地铁规划。为了满足城市的交通需求，地铁网络的设计也愈趋复杂化，越来越多的换乘枢纽出现。同时也为城市的地铁施工带来了难题。大型换乘枢纽涉及了基坑群的开挖建设。基坑开挖的强近接影响使得施工的风险不断提高。同时又受工期限制，不得不进行多基坑的同步施工，如何保障相邻的基坑同步施工的安全性，目前还没有一个很好的方法。

因此需要研发出一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法，包括：车站基坑开挖以及换乘枢纽基坑的开挖，车站基坑采用明挖顺做施工，换乘枢纽采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合施工。

具体地，换乘枢纽的基坑开挖需要在靠近车站基坑的位置预留土体，预留土体在车站基坑的主体结构施做完毕后进行开挖施工。

具体地，预留土体的预留尺寸大于分段开挖的尺寸，且要进行放坡保护，坡度不得大于1:1；开挖时由换乘枢纽基坑已开挖的一侧进行分层开挖每层不大于2m，并及时施做锚索。

具体地，明挖顺做施工包括步骤：

A1、先施工围护桩以及冠梁，并进行基坑降水；

A2、开挖车站基坑土石方。

具体地，步骤A2中，开挖土石方采用分段分层开挖，车站基坑每段开挖长度不大于20米，每层开挖厚度不大于2米，相邻分段间以一定的坡度连接，从基坑的一端向另一端逐段升高。

具体地，每层开挖完后做钢支撑，待开挖至坑底标高处，自下而上施做主体结构并层，拆除钢支撑。

具体地，明挖顺做与盖挖顺做相结合施工包括步骤：

B1、先施工围护桩以及冠梁，并进行基坑降水；

B2、先进行明挖段的开挖，再从盖挖段侧面进行盖挖段的开挖；明挖顺做区段与盖挖顺做区段交替布置；盖挖段采用结构混凝土板加临时立柱形成支撑体系，在施工完成结构混凝土板加临时立柱后，进行换乘枢纽基坑的分段开挖。

具体地，步骤B2中，开挖土石方采用分段分层开挖，车站基坑每段开挖长度不大于20米，每层开挖厚度不大于2米，每层开挖厚度根据锚索布置位置进行调整确定。

具体地，步骤B2中，临时立柱为角钢焊接形成的格构柱，格构柱采用4条角钢组成截面为方形的长条型型钢柱，四周由长方形缀板交错布置焊接连成一个整体；插入桩基础深度为5-7m米，桩基础以上立柱周围充填砾砂并压实；临时立柱施工采用钻孔灌注桩；基坑开挖至盖挖段项板下1m，并将地下水位降至开挖面以下1.0m，再施做盖挖段车站顶板。

本发明的有益效果在于：

该方法合理的针对换乘枢纽基坑和车站基坑基坑面积的差异，利用两个基坑施工速度的差异，采用预留土体的方式，结合分段分层开挖，及时支护，将两基坑施工的相互影响尽可能的降低。在保证基坑的安全施工的同时，使基坑群实现同步施工，缩短工期。

附图说明

图1为本发明中平面基坑近接示意图；

图2为本发明中预留土体示意图；

图3为本发明中车站基坑分段开挖示意图；

图4为本发明中车站基坑分层开挖示意图；其中，A为施工第一步，B为施工第二步，C为施工第三步，D为施工第四步，E为施工第五步，F为施工第六步，G为施工第七步；

图5为本发明中换乘枢纽基坑分段开挖示意图；

图6为本发明中临时立柱示意图；

图7为本发明中换乘枢纽基坑分层开挖示意图；其中，A为施工第一步，B为施工第二步，C为施工第三步，D为施工第四步。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

某工程的基坑分布如图1所示，车站基坑1近接换乘枢纽基坑2，换乘枢纽基坑面积明显大于车站基坑的面积。在进行开挖前，施做围护桩和冠梁。围护桩设计直径为1200mm,桩身砼强度C45水下，P12抗渗。根据所掌握的地层情况及工期要求等特点综合分析，围护桩施工主要采用旋挖钻机造孔为主，配合优质化学泥浆护壁，浇筑混凝土的方法进行施工。冠梁施工先进行测量放样，再进行沟槽开挖和破除桩头垫层，之后进行钢筋制作及绑扎和模板安装最后进行混凝土浇筑和养护。其中冠梁垫层采用C20混凝土浇筑，冠梁为钢筋混凝土结构，采用现浇砼施工，混凝土为C35混凝土。钢筋混凝土浇筑一次性连续浇筑。

在围护桩和冠梁施工完成之后，进行降水工作，降水井沿车站两侧纵向呈梅花型布置，单侧井距为15-20m，降水深度为不小于基坑底1m。每隔20米设集水井600mm(长) X600mm (宽) x 100mm (高)。

在准备工作完成后，进行车站基坑和换乘枢纽基坑的同步开挖施工。由于车站基坑与换乘枢纽基坑的尺寸不同，尺寸较小的车站基坑采用明挖顺做施工，施工速度也较快，尺寸较大的换乘枢纽基坑采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合的施工方法，盖挖部分的盖板也起支撑作用，换乘枢纽基坑施工速度较慢。由于换乘枢纽基坑近接车站基坑，同步开挖势必造成较大的影响，为了减弱影响，利用两个基坑的施工速度的差异，换乘枢纽的基坑开挖需要在靠近车站基坑的位置预留土体3，如图2所示，预留土体的尺寸不小于30m。预留土体必须在车站基坑的主体结构施做完毕后进行开挖施工，由于车站基坑施工速度较快，因此预留土体并不会影响工期。

对于车站基坑的开挖，如图3所示，采用分段分层开挖，车站基坑每段开挖长度不大于20米，车站基坑被分为6个区域，采用分层分段开挖，可以减少土体开挖造成的扰动，减少变形。从基坑的一端向另一端逐段升高，即从第四段4到第九段9逐段施工。为了方便施工车辆的进出，相邻分段间以一定的坡度连接。

如图4所示。车站基坑一共分为六层。第一层土方全面、整体开挖，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖。第四段4开挖8m，其他段开挖3m采取放坡形式衔接，运输土石方。开挖完成后施工钢支撑；第二层土方分台开挖，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖。第四段4向下开挖2m，并根据坡度开挖第五段5，运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第三层土方分台开挖，采用三台220型挖机( 带炮头)进行土石方开挖。第四段4向下开挖4m，并根据坡度开挖第五段5和第六段6，运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第四层土方分台开挖，采用三台220型挖机( 带炮头)进行土石方开挖。运输土石方至第一层平台，第四段4向下开挖5m，并根据坡度开挖第五段5、第六段6和第七段7，开挖完成后施工钢支撑；第五层土方分台开挖，采用三台220型挖机( 带炮头)进行土石方开挖。第四段4向下开挖至坑底，并根据坡度开挖第五段5、第六段6、第七段7和第八段8，运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第六层土方分台开挖，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖。依据15°的斜坡开挖第五段5、第六段6、第七段7、第八段8和第九段9，部分运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第六层土方分台开挖，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖。采用挖机转运底层石方至第九段9,并利用抓斗垂直运输至地面，开挖完成后施工钢支撑。

在基底垫层、防水层等施做完成后，自下而上施做主体结构并逐层拆除钢支撑。

在车站基坑开挖的同时，进行换乘枢纽基坑的开挖，由图1可以看出换乘枢纽基坑为三角形基坑，采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合的施工方法。如图5所示，明挖顺做区段与盖挖顺做区段交替布置，其中第十段10、第十二段12、第十四段14为明挖顺做段，第十一段11、第十三段13、第十五段15为盖挖顺做段。在开挖前，先进行盖挖段的盖板和临时立柱16的施工。如图6所示，换乘枢纽基坑盖挖段临时立柱为角钢焊接形成的格构柱，格构柱采用4条角钢组成截面为方形的长条型型钢柱，四周由长方形缀板交错布置焊接连成一个整体。插入桩基础深度为5-7m，桩基础以上立柱周围充填砾砂并压实。临时立柱施工采用钻孔灌注桩。基坑开挖至盖挖段顶板下1m，并将地下水位降至开挖面以下1.0m，再施做盖挖段车站顶板，所施做的盖板为永久性结构，在换乘枢纽的主体结构顺做时不用进行拆除。

在盖挖段的盖板和临时立柱施工完成之后，即可进行换乘枢纽基坑的开挖。开挖示意图如图7所示。首先开挖第十段10、第十二段12、第十四段14的第一层土方，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖，及时施做锚索。再开挖第十一段11、第十三段13、第十五段15的第一层土方，采用3台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖，及时施做锚索。

在第十段10进行放坡处理，方便施工车辆进出，同时在预留土体处放坡，稳定土体，放坡坡度不大于1:1；开挖第十段10、第十二段12、第十四段14的第二层土方，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖，及时施做锚索。再开挖第十一段11、第十三段13、第十五段15的第二层土方，采用3台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖，及时施做锚索。在第十段10进行放坡处理，方便施工车辆进出，同时在预留土体处放坡，稳定土体，放坡坡度不大于1:1；开挖第十段10、第十二段12、第十四段14的第三层土方至基坑底部，采用三台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖，及时施做锚索。再开挖第十一段11、第十三段13、第十五段15的第三层土方至基坑底部，采用3台220型挖机(带炮头)进行土石方开挖，及时施做锚索。在第十段10进行放坡处理，方便施工车辆进出，同时在预留土体处放坡，稳定土体，放坡坡度不大于1:1；此时同步进行的车站基坑主体结构已经施工完成，自东向西逐层开挖预留土体3，及时施做锚索。待预留土体3开挖至基坑底标高后，平整施做垫层和防水层。顺做主体结构，至此完成换乘枢纽与车站的主体结构施工建设。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种适用于地铁换乘枢纽基坑群的同步开挖施工方法，其特征在于，包括：车站基坑开挖以及换乘枢纽基坑同步开挖，车站基坑采用明挖顺做施工，换乘枢纽基坑采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合施工；

车站基坑近接换乘枢纽基坑，换乘枢纽基坑面积大于车站基坑的面积，在进行开挖前，施做围护桩和冠梁，围护桩设计直径为1200mm，根据所掌握的地层情况及工期要求特点进行综合分析，围护桩施工主要采用旋挖钻机造孔为主，配合化学泥浆护壁，浇筑混凝土的方法进行施工；冠梁施工先进行测量放样，再进行沟槽开挖和破除桩头垫层，之后进行钢筋制作及绑扎和模板安装最后进行混凝土浇筑和养护，其中冠梁垫层采用C20混凝土浇筑，冠梁为钢筋混凝土结构，采用现浇砼施工；

在围护桩和冠梁施工完成之后，进行降水工作，降水井沿车站两侧纵向呈梅花型布置，单侧井距为15-20m，降水深度为不小于基坑底1m；

在准备工作完成后，进行车站基坑和换乘枢纽基坑的同步开挖施工；由于车站基坑与换乘枢纽基坑的尺寸不同，尺寸较小的车站基坑采用明挖顺做施工，尺寸较大的换乘枢纽基坑采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合的施工方法，盖挖部分的盖板也起支撑作用，换乘枢纽基坑的开挖需要在靠近车站基坑的位置设置预留土体，预留土体的尺寸不小于30m，预留土体在车站基坑的主体结构施做完毕后进行开挖施工；

对于车站基坑的开挖，采用分段分层开挖，车站基坑每段开挖长度不大于20米，车站基坑被分为6个区域，采用分层分段开挖，以减少土体开挖造成的扰动，减少变形，从基坑的一端向另一端逐段升高，即从第四段到第九段逐段施工，相邻分段间以一定的坡度连接；

车站基坑一共分为六层；第一层土方全面、整体开挖，采用三台挖机进行土石方开挖；第四段开挖8m，其他段开挖3m采取放坡形式衔接，运输土石方，开挖完成后施工钢支撑；第二层土方分台开挖，采用三台挖机进行土石方开挖，第四段向下开挖2m，并根据坡度开挖第五段，运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第三层土方分台开挖，采用三台挖机进行土石方开挖，第四段向下开挖4m，并根据坡度开挖第五段和第六段，运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第四层土方分台开挖，采用三台挖机进行土石方开挖，运输土石方至第一层平台，第四段向下开挖5m，并根据坡度开挖第五段、第六段和第七段，开挖完成后施工钢支撑；第五层土方分台开挖，采用三台挖机进行土石方开挖，第四段向下开挖至坑底，并根据坡度开挖第五段、第六段、第七段和第八段，运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑；第六层土方分台开挖，采用三台挖机进行土石方开挖，依据15°的斜坡开挖第五段、第六段、第七段、第八段和第九段，部分运输土石方至第一层平台，开挖完成后施工钢支撑，第六层土方分台开挖，采用三台挖机进行土石方开挖，采用挖机转运底层石方至第九段，并利用抓斗垂直运输至地面，开挖完成后施工钢支撑；

在基底垫层、防水层施做完成后，自下而上施做主体结构并逐层拆除钢支撑；

在车站基坑开挖的同时，进行换乘枢纽基坑的开挖，换乘枢纽基坑为三角形基坑，采用分区明挖顺做与盖挖顺做相结合的施工方法，明挖顺做区段与盖挖顺做区段交替布置，其中第十段、第十二段、第十四段为明挖顺做段，第十一段、第十三段、第十五段为盖挖顺做段，在开挖前，先进行盖挖段的盖板和临时立柱的施工，换乘枢纽基坑盖挖段临时立柱为角钢焊接形成的格构柱，格构柱采用4条角钢组成截面为方形的长条型型钢柱，四周由长方形缀板交错布置焊接连成一个整体；临时立柱施工采用钻孔灌注桩，基坑开挖至盖挖段顶板下1m，并将地下水位降至开挖面以下1.0m，再施做盖挖段车站顶板；

在盖挖段的盖板和临时立柱施工完成之后，即可进行换乘枢纽基坑的开挖；首先开挖第十段、第十二段、第十四段的第一层土方，采用三台挖机进行土石方开挖，及时施做锚索，再开挖第十一段、第十三段、第十五段的第一层土方，采用3台挖机进行土石方开挖，及时施做锚索；

在第十段进行放坡处理，方便施工车辆进出，同时在预留土体处放坡，放坡坡度不大于1:1；开挖第十段、第十二段、第十四段的第二层土方，采用三台挖机进行土石方开挖，及时施做锚索，再开挖第十一段、第十三段、第十五段的第二层土方，采用3台挖机进行土石方开挖，及时施做锚索，在第十段进行放坡处理，方便施工车辆进出，同时在预留土体处放坡，稳定土体，放坡坡度不大于1:1；开挖第十段、第十二段、第十四段的第三层土方至基坑底部，采用三台挖机进行土石方开挖，及时施做锚索，再开挖第十一段、第十三段、第十五段的第三层土方至基坑底部，采用3台挖机进行土石方开挖，及时施做锚索；在第十段进行放坡处理，方便施工车辆进出，同时在预留土体处放坡，稳定土体，放坡坡度不大于1:1；此时同步进行的车站基坑主体结构已经施工完成，自东向西逐层开挖预留土体，及时施做锚索，待预留土体开挖至基坑底标高后，平整施做垫层和防水层，顺做主体结构，至此完成换乘枢纽与车站的主体结构施工建设。

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