CN113818886A - 一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构及其施工方法，竖井与车站主体拱部贯通，竖井内设有竖井井壁，竖井井壁与二衬拱盖刚性连接；竖井内部设置有十字交叉中隔墙，十字交叉中隔墙依次与中板、仰拱刚性连接；十字交叉中隔墙将竖井井壁内部空间分割成新风井、活塞风井一、排风井、活塞风井二；车站主体内设有与竖井井壁位于同一竖直平面的主体内部隔墙，主体内部隔墙于中板标高位置侧向开洞，使排风井、活塞风井二与站厅层联通；主体内部隔墙于仰拱回填层标高位置侧向开洞，使新风井、活塞风井一与站台层联通。本发明能有效解决局促地块地铁通风竖井设置受限难题，具有减小工程投资、缩短建设周期、降低施工风险、改善通风效果等优点。
Description
技术领域
本发明属于城市轨道交通工程设计与施工技术领域，特别涉及一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构及其施工方法。
背景技术
地铁风井主要用于内部空间的空气流通，紧急情况下也用作紧急救援通道，一般设置在车站两侧端头，属于地铁工程必不可少的配套附属设施。按照使用功能的不同分为：新风井、排风井和活塞风井，各个功能风井需整合在1个较大的通风竖井以便于施工，内部通过设置中隔墙划分为4个独立的满足通风要求的过风区域。根据环控要求通常需设置两个通风竖井，采用新+排+双活塞的通风模式，通风竖井与主体借助一定长度的风道相互连通，风道长度与竖井地面位置及主体站位密切有关，一般活塞风道不宜超过40m，否则长度越长通风功能损失越大，而且施工工期越长、工期压力越大。
城市地铁建设周边环境较为复杂，普遍晚于城市规划建设，基于最大化地铁服务功能、缓解城市地面交通压力、提升城市综合竞争力的考虑，车站站位往往设置在地面交通拥堵、人口高度密集、重要公共设施以及交通接驳枢纽等典型地段，不可避免地会面临风井出地面井口位置局促、设置异常困难，尤其涉及规划红线吃紧、紧邻文保建筑、侧穿高速铁路、军用管线改迁时，难以采用常规竖井+标准长度风道+主体的通风设计模式，而短风道设计又会面临着竖井向风道、风道向主体工法转换的施工风险，稍有不慎则会引起塌方或冒顶事故。
发明内容
为了解决上述技术问题，发明实施例提供了一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构及其施工方法，无需设置常规甩出风道而直接将竖井由暗挖车站破拱而出，将风阀、风机等通风设备全部布置在车站内部，可有效解决地铁通风竖井设置地块受限的难题，同时因风道长度退化成零而能极大程度改善站内通风效果、提高地铁服务功能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构，包括竖井、车站主体；所述车站主体包括二衬拱盖、中板、中柱、边墙、仰拱，所述二衬拱盖与边墙刚性连接，所述边墙之间固定连接有水平方向的中板，所述仰拱和中板之间固定连接有竖直方向的中柱；
所述竖井与车站主体拱部贯通，竖井内设有竖井井壁，所述竖井井壁与二衬拱盖刚性连接；所述竖井内部设置有十字交叉中隔墙，所述十字交叉中隔墙依次与中板、仰拱刚性连接；所述十字交叉中隔墙将竖井井壁内部空间分割成新风井、活塞风井一、排风井、活塞风井二；所述车站主体内设有与竖井井壁位于同一竖直平面的主体内部隔墙，所述主体内部隔墙于中板标高位置侧向开洞，使排风井、活塞风井二与站厅层联通；所述主体内部隔墙于仰拱回填层标高位置侧向开洞，使新风井、活塞风井一与站台层联通。
作为优选，所述二衬拱盖与竖井井壁四周均通过L型转换暗梁结构刚性连接，所述二衬拱盖拱脚下方设置拱脚底纵梁，所述L型转换暗梁结构包括横向主梁与纵向次梁，纵向次梁搭接在横向主梁上，所述横向主梁与二衬拱盖均搭接在两侧拱脚底纵梁上。
作为优选，纵向次梁呈直线形，横向主梁呈与二衬拱盖形状一致的拱形，纵向次梁、横向主梁均采用暗梁形式，便于控制开挖与防水铺设。
作为优选，所述中板上设置有中纵梁、一级次梁与二级次梁；所述十字交叉中隔墙与主体内部隔墙垂至所述中板标高时，与所述中纵梁、一级次梁、二级次梁在竖直面上重合。
第二方面，本发明还提供了一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构的施工方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：先行开挖车站主体拱部直至贯通；
步骤S2：垫层找平初支基面，施作两侧拱脚底纵梁结构；
步骤S3：铺设防水层，逆作法模筑二衬拱盖及纵向次梁、横向主梁，车站主体拱部预留顶出竖井洞口，洞口结构边缘埋设钢筋接驳器与防水材料搭茬；
步骤S4：继续向下开挖直至全断面贯通，初支基面找平，铺设防水层，自下而上顺作施工仰拱、边墙、中柱、中板、中纵梁、一级次梁、二级次梁、主体内部隔墙；
步骤S5：采用倒挂井壁法向下开挖施工竖井，与二衬拱盖距离约5m时采用静态破碎方式开挖，严禁爆破施工损伤车站主体既有成品砼结构及防水材料；
步骤S6：利用中板标高搭载模板工程，机械破除拱部初期支护，自下而上分段模筑所述竖井井壁与十字交叉中隔墙结构，与车站主体形成闭合的通风区域。
进一步地，竖井与车站主体拱部预透前，在中板铺设木块、沙袋缓冲材料，避免贯通时初支掉块造成中板、中纵梁、一级次梁、二级次梁、仰拱损坏。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构及其施工方法，破拱顶出风井结构主要适用于永久征地困难、施工场地受限的复杂周边环境，尤其涉及规划红线吃紧、紧邻文保建筑、侧穿高速铁路、军用管线改迁时，可充分利用既有局促工程建设地块有效解决地铁通风竖井设置受限的难题，取得以下有益效果为：
(1)破拱顶出风井结构可有效避免规划红线调整，远离敏感建构筑物，减小前期工程投资、缩短工程建设周期；
(2)取消甩出风道设置能显著降低工程施工风险，改善站内通风效果，提高地铁服务功能；
(3)创新性提出拱盖法暗挖车站顶出竖井设置方案，弥补现状通风竖井设计的不足与空白。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例。
图1为本发明实施例拱盖法车站破拱顶出竖井结构顶拱平面布置图；
图2为本发明实施例拱盖法车站破拱顶出竖井结构中板平面布置图；
图3为本发明实施例拱盖法车站破拱顶出竖井结构仰拱平面布置图；
图4为本发明实施例拱盖法车站破拱顶出竖井结构A-A横断面图；
图5为本发明实施例拱盖法车站破拱顶出竖井结构B-B横断面图；
图6为本发明实施例拱盖法车站破拱顶出竖井结构C-C/D-D纵断面图。
附图标记说明：
1.新风井；2.活塞风井一；3.排风井；4.活塞风井二；5.竖井井壁；6.十字交叉中隔墙；7.主体内部隔墙；8.中板；9.拱脚底纵梁；10.二衬拱盖；11.纵向次梁；12.型横向主梁；13.中纵梁；14.二级次梁；15.一级次梁；16.中柱；17.边墙；18.仰拱。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本实施例提供了一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构，如图1至图5所示，包括竖井、车站主体；所述车站主体包括二衬拱盖10、中板8、中柱16、边墙17、仰拱18，所述二衬拱盖10与边墙17刚性连接，所述边墙17之间固定连接有水平方向的中板8，所述仰拱18和中板8之间固定连接有竖直方向的中柱16；竖井与所述车站主体拱部贯通，竖井内设有竖井井壁5，所述竖井井壁5与二衬拱盖10刚性连接；所述竖井内部设置有十字交叉中隔墙6，所述十字交叉中隔墙6依次与中板8、仰拱18刚性连接；所述十字交叉中隔墙6将竖井井壁5内部空间分割成新风井1、活塞风井一2、排风井3、活塞风井二4；所述车站主体内设有与竖井井壁5位于同一竖直平面的主体内部隔墙7，所述主体内部隔墙7于中板8标高位置侧向开洞，使排风井3、活塞风井二4与站厅层联通；所述主体内部隔墙7于仰拱18回填层标高位置侧向开洞，使新风井1、活塞风井一2与站台层联通；在车站主体内，中板8上方空间为站厅层，中板8下方空间为站台层。
所述二衬拱盖10与竖井井壁5四周均通过L型转换暗梁结构刚性连接，所述二衬拱盖10拱脚下方设置拱脚底纵梁9，所述L型转换暗梁结构包括横向主梁12与纵向次梁11，纵向次梁11搭接在横向主梁12上，所述横向主梁12与二衬拱盖10均搭接在两侧拱脚底纵梁9上。纵向次梁11呈直线形，横向主梁12呈与二衬拱盖10形状一致的拱形，纵向次梁11、横向主梁12均采用暗梁形式，便于控制开挖与防水铺设。所述中板8上设置有中纵梁13、一级次梁15与二级次梁14；所述十字交叉中隔墙6与主体内部隔墙7垂至所述中板8标高时，与所述中纵梁13、一级次梁15、二级次梁14在竖直面上重合。
竖井井壁5自重荷载由三部分结构共同承担，其一是设置于拱部的L型转换暗梁结构，L型转换暗梁结构包括纵向次梁11与横向主梁12，截面尺寸分别为高×宽＝1500mm×1400mm、1600mm×1400mm；其二是设置于中板的一级次梁15、二级次梁14、中纵梁13、中柱16、边墙17，其三是设置于岩石地基之上的仰拱18。呈直线形的纵向次梁11搭接在横向主梁12上，呈与所述二衬拱盖10形状一致的拱形的横向主梁12搭接在两侧拱脚底纵梁9上，首次将部分竖井井壁5自重荷载传递至岩石地基之上；十字交叉中隔墙6与主体内部隔墙7垂至中板8标高时，与中纵梁13、一级次梁15、二级次梁14在平面上重合，第二次将部分竖井井壁5自重荷载传递至中柱16及两侧边墙17；十字交叉中隔墙6因功能要求需垂至仰拱18标高的部分，与仰拱18结构钢筋互锚形成刚性连接，再次将部分竖井井壁5自重荷载传递至仰拱18下方岩石地基上。
本实施例还提供了一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构的施工方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：先行开挖车站主体拱部直至贯通；
步骤S2：垫层找平初支基面，施作两侧拱脚底纵梁结构9；
步骤S3：铺设防水层，逆作法模筑二衬拱盖10及纵向次梁11、横向主梁12，车站主体拱部预留顶出竖井洞口，洞口结构边缘埋设钢筋接驳器与防水材料搭茬；
步骤S4：继续向下开挖直至全断面贯通，初支基面找平，铺设防水层，自下而上顺作施工仰拱18、边墙17、中柱16、中板8、中纵梁13、一级次梁15、二级次梁14、主体内部隔墙7；
步骤S5：采用倒挂井壁法向下开挖施工竖井，与二衬拱盖10距离约5m时采用静态破碎方式开挖，严禁爆破施工损伤车站主体既有成品砼结构及防水材料；
步骤S6：利用中板8标高搭载模板工程，机械破除拱部初期支护，自下而上分段模筑所述竖井井壁5与十字交叉中隔墙6结构，与车站主体形成闭合的通风区域。
进一步地，竖井与车站主体拱部预透前，在中板8铺设木块、沙袋缓冲材料，避免贯通时初支掉块造成中板8、中纵梁13、一级次梁15、二级次梁14、仰拱18损坏。
由以上技术方案可以看出，本实施例提供一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构及其施工方法，破拱顶出风井结构主要适用于永久征地困难、施工场地受限的复杂周边环境，尤其涉及规划红线吃紧、紧邻文保建筑、侧穿高速铁路、军用管线改迁时，可充分利用既有局促工程建设地块有效解决地铁通风竖井设置受限的难题，取得以下有益效果为：破拱顶出风井结构可有效避免规划红线调整，远离敏感建构筑物，减小前期工程投资、缩短工程建设周期；取消甩出风道设置能显著降低工程施工风险，改善站内通风效果，提高地铁服务功能；创新性提出拱盖法暗挖车站顶出竖井设置方案，弥补现状通风竖井设计的不足与空白。
以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。
Claims (6)
1.一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构，其特征在于，包括竖井、车站主体；所述车站主体包括二衬拱盖(10)、中板(8)、中柱(16)、边墙(17)、仰拱(18)，所述二衬拱盖(10)与边墙(17)刚性连接，所述边墙(17)之间固定连接有水平方向的中板(8)，所述仰拱(18)和中板(8)之间固定连接有竖直方向的中柱(16)；
所述竖井与车站主体拱部贯通，竖井内设有竖井井壁(5)，所述竖井井壁(5)与二衬拱盖(10)刚性连接；所述竖井内部设置有十字交叉中隔墙(6)，所述十字交叉中隔墙(6)依次与中板(8)、仰拱(18)刚性连接；所述十字交叉中隔墙(6)将竖井井壁(5)内部空间分割成新风井(1)、活塞风井一(2)、排风井(3)、活塞风井二(4)；所述车站主体内设有与竖井井壁(5)位于同一竖直平面的主体内部隔墙(7)，所述主体内部隔墙(7)于中板(8)标高位置侧向开洞，使排风井(3)、活塞风井二(4)与站厅层联通；所述主体内部隔墙(7)于仰拱(18)回填层标高位置侧向开洞，使新风井(1)、活塞风井一(2)与站台层联通。
2.根据权利要求1所述的拱盖法车站破拱顶出竖井结构，其特征在于，所述二衬拱盖(10)与竖井井壁(5)四周均通过L型转换暗梁结构刚性连接，所述二衬拱盖(10)拱脚下方设置拱脚底纵梁(9)，所述L型转换暗梁结构包括横向主梁(12)与纵向次梁(11)，纵向次梁(11)搭接在横向主梁(12)上，所述横向主梁(12)与二衬拱盖(10)均搭接在两侧拱脚底纵梁(9)上。
3.根据权利要求2所述的拱盖法车站破拱顶出竖井结构，其特征在于，纵向次梁(11)呈直线形，横向主梁(12)呈与二衬拱盖(10)形状一致的拱形，纵向次梁(11)、横向主梁(12)均采用暗梁形式。
4.根据权利要求1所述的拱盖法车站破拱顶出竖井结构，其特征在于，所述中板(8)上设置有中纵梁(13)、一级次梁(15)与二级次梁(14)；所述十字交叉中隔墙(6)与主体内部隔墙(7)垂至所述中板(8)标高时，与所述中纵梁(13)、一级次梁(15)、二级次梁(14)在竖直面上重合。
5.一种拱盖法车站破拱顶出竖井结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：先行开挖车站主体拱部直至贯通；
步骤S2：垫层找平初支基面，施作两侧拱脚底纵梁结构(9)；
步骤S3：铺设防水层，逆作法模筑二衬拱盖(10)及纵向次梁(11)、横向主梁(12)，车站主体拱部预留顶出竖井洞口，洞口结构边缘埋设钢筋接驳器与防水材料搭茬；
步骤S4：继续向下开挖直至全断面贯通，初支基面找平，铺设防水层，自下而上顺作施工仰拱(18)、边墙(17)、中柱(16)、中板(8)、中纵梁(13)、一级次梁(15)、二级次梁(14)、主体内部隔墙(7)；
步骤S5：采用倒挂井壁法向下开挖施工竖井，与二衬拱盖(10)距离约5m时采用静态破碎方式开挖；
步骤S6：利用中板(8)标高搭载模板工程，机械破除拱部初期支护，自下而上分段模筑所述竖井井壁(5)与十字交叉中隔墙(6)结构，与车站主体形成闭合的通风区域。
6.根据权利要求5所述的拱盖法车站破拱顶出竖井结构的施工方法，其特征在于，竖井与车站主体拱部预透前，在中板(8)铺设木块、沙袋缓冲材料。
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- 2021-10-21 CN CN202111229890.XA patent/CN113818886B/zh active Active
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