CN113847062B - 一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法 - Google Patents

一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,暗挖段围护结构施工完成后,顶进小直径钢管后灌注混凝土形成管幕结构;在地面下按照先下后上的原则进行双层六导洞的施工,在下层两侧的导洞内施做L型基础,随后由上层导洞施工人工挖孔桩、浇筑纵向冠梁,进行背后回填;下层中部导洞内施工底纵梁,随后施工顶部横导洞,由顶部横导洞向下开挖并浇筑钢管立柱桩,再施做顶部横梁,而后开挖上层区域并破除上层导洞支护上层,最后开挖下层区域并破除下层导洞支护下层。本发明采用管幕结构与顶部横梁结合,两侧由人工挖孔桩及中板支撑,形成有效支护,增强了结构稳定性,利于控制地面沉降,且有效降低工期、节省成本。

Description

一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域,具体是一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法。
背景技术
随着城市基础设施领域的快速发展,地铁建设逐渐成为城市公共交通规划的主题。当地铁车站需要跨越交通干道或穿越既有构筑物时,为降低施工产生的影响,目前多采用暗挖法施工,而管幕工法作为一种暗挖工法,能够显著降低地表沉降,实现浅埋或超浅埋情况下地下结构的安全施工。但由于大直径钢管在顶进过程中对顶推力要求较高,且避障能力较差,两侧竖向排列钢管受自重影响,难以进行有效纠偏,影响顶管精度,易因顶管数量多而造成工期过长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,顶部通过小直径顶管组成的管幕结构与顶部横梁结合,两侧由人工挖孔桩及中板支撑,从而形成对上层区域的有效支护,实现了大断面开挖,增强了结构稳定性,不仅利于控制地面沉降,还减少了顶管数量,能有效降低工期、节省成本。
本发明的技术方案为:
一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,具体包括有以下步骤:
(1)、在暗挖段两端的围护结构施工完毕后,将顶管外侧土体开挖至顶管下方,在工作井基坑内安装顶管设备形成施工作业平台;
(2)、顶管作业:先顶进中间及两端的基准管,然后采用由基准管向侧边的顺序顶进小直径钢管,待小直径钢管全部顶进后浇筑混凝土形成管幕结构;
(3)、在地面下按照先下后上的原则进行双层六导洞的施工:六个导洞包括有上层的c导洞和d导洞,下层的a导洞、b导洞、e导洞和f导洞;所述的e导洞和f导洞为中间导洞,a导洞和b导洞分别位于e导洞和f导洞的外侧,c导洞和d导洞分别位于a导洞和b导洞的正上方;随着六个导洞的开挖在每个导洞内均安装钢格栅并喷射混凝土进行支护;
(4)、在a导洞和b导洞内施做沿对应导洞纵向延伸的L型基础,待L型基础施做完毕后,在c导洞和d导洞内均向下施工人工挖孔桩,每个人工挖孔桩的桩底锚入对应的L型基础上;
(5)、在c导洞和d导洞内浇筑连接人工挖孔桩顶部的纵向冠梁,在e导洞和f导洞内施做沿对应导洞纵向延伸的底纵梁;
(6)、在c导洞和d导洞之间设置钢管立柱桩的位置开挖多个顶部横导洞,每个顶部横导洞的两端分别贯通c导洞和d导洞,多个顶部横导洞相互平行,然后由每个顶部横导洞向下开挖两个钢管立柱桩,然后浇筑钢管立柱桩,每个钢管立柱桩的桩底锚入对应的底纵梁上;
(7)、在每个顶部横导洞内均施做顶部横梁,每个顶部横梁与对应的两个钢管立柱桩的桩顶锚固,每个顶部横梁的两端分别与e导洞和f导洞内的纵向冠梁连接,每个顶部横梁的顶部与管幕结构顶紧;
(8)、待顶部横梁达到设计强度后,分段破除c导洞和d导洞内的钢格栅,随后开挖上层土方,并施工上层土方顶部的顶板防水层及顶板,待顶板达到设计强度后,开挖土体至中板底部的水平高度位置,再在上层土方开挖后的上层区域内分段施工浇筑形成中纵梁及中板,对上层区域两侧的土体形成人工挖孔桩+中板支撑的体系,最后施工上层纵向侧墙;
(9)、首先开挖下层区域的土方后,破除e导洞和f导洞内的钢格栅,再施工e导洞和f导洞内底纵梁之间的中部底板,然后破除a导洞和b导洞内的钢格栅,施工每个L型基础和对应底纵梁之间的侧部底板,最后施工下层纵向侧墙即可。
所述的步骤(1)中,顶管外侧土体开挖至顶管下方1米处。
所述的小直径钢管的管径为0.4-0.41m,管壁厚为0.015-0.017m。
所述的步骤(3)中,导洞采用台阶法施工,即先施工a导洞,随后依次进行b导洞、e导洞、f导洞、c导洞和d导洞。
所述的步骤(3)中,安装钢格栅并喷射混凝土进行支护后,配合注浆技术加固导洞外侧的土体。
所述的步骤(4)中,c导洞或d导洞内向下施工的人工挖孔桩均采用隔三挖一的施工方法。
所述的步骤(5)中,所述的纵向冠梁进行背后回填。
所述的步骤(6)中,每个顶部横导洞向下开挖两个钢管立柱桩后,待底纵梁达设计强度后,浇筑钢管立柱桩,每个浇筑钢管立柱桩四周空隙均用细砂回填密实。
所述的步骤(9)中,所述的下层区域包括有下层中部区域和下层两侧区域,首先开挖下层中部区域的土方后,破除e导洞和f导洞内的钢格栅,再施工e导洞和f导洞内底纵梁之间的中部底板,然后继续开挖下层两侧区域的土方,待下层两侧区域的土方开挖完毕后,破除a导洞和b导洞内的钢格栅,施工每个L型基础和对应底纵梁之间的侧部底板,最后施工下层纵向侧墙即可。
本发明的优点:
(1)、本发明在地下结构施工过程中,设置顶部横导洞,待钢管立柱桩施工完毕后,施做顶部横导洞内的顶部横梁,且顶部横梁与钢管立柱桩锚固,顶部横梁的顶部与管幕结构顶紧,能够有效降低安全风险,减少土方开挖及结构施工造成的地表沉降,实现了大断面开挖。
(2)、本发明相对于传统管幕工法,将结构两侧竖向的管幕支护改为人工挖孔桩与中板结合的支护形式,减少了顶管数量,能够有效缩短工期,保证侧边围护结构的施工质量。
(3)、本发明施工结构顶板水平,相对于结构顶部为拱形的传统洞桩法,提高了空间的利用率。
(4)、本发明采用一次浇筑成型的顶板,相对于传统进行二次衬砌的施工方法,简化了施工步骤,能够有效缩短工期,提高地下工程施工安全性。
附图说明
图1是本发明管幕结构和双层六导洞的施工结构示意图。
图2是本发明钢管立柱桩和顶部横梁的施工结构示意图。
图3是本发明土方开挖和支护的施工结构示意图。
图4是本发明横导洞的布置示意图。
上图中,1-管幕结构,2-c导洞2,3-d导洞,4-a导洞,5-b导洞、6-e导洞,7-f导洞,8-钢格栅,9-注浆加固土体,10-L型基础,11-人工挖孔桩,12-纵向冠梁,13-冠梁后回填混凝土,14-底纵梁,15-钢管立柱桩,16-顶部横导洞,17-回填细砂,18-顶部横梁,19-顶板,20-上层区域,21-中纵梁,22-中板,23-上层纵向侧墙,24-下层中部区域,25-中部底板,26-下层两侧区域,27-侧部底板,28-下层纵向侧墙,29-暗挖段围护结构。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,具体包括有以下步骤:
(1)、在暗挖段两端的围护结构29施工完毕后,将顶管外侧土体开挖至顶管下方1米处,在工作井基坑内安装顶管设备形成施工作业平台;
(2)、顶管作业:先顶进中间及两端的基准管,然后采用由基准管向侧边的顺序顶进小直径钢管(管径为0.402m,管壁厚为0.016m),待小直径钢管全部顶进后浇筑混凝土形成管幕结构1(见图1);
(3)、见图1,在地面下按照先下后上的原则进行双层六导洞的施工:六个导洞包括有上层的c导洞2和d导洞3,下层的a导洞4、b导洞5、e导洞6和f导洞7;e导洞6和f导洞7为中间导洞,a导洞4和b导洞5分别位于e导洞6和f导洞7的外侧,c导洞2和d导洞3分别位于a导洞4和b导洞5的正上方;导洞采用台阶法施工,即先施工a导洞4,随后依次进行b导洞5、e导洞6、f导洞7、c导洞2和d导洞3;随着六个导洞的开挖在每个导洞内均安装钢格栅8并喷射混凝土进行支护后,配合注浆技术加固导洞外侧的土体9;
(4)、见图1,在a导洞4和b导洞5内施做沿对应导洞纵向延伸的L型基础10,待L型基础10施做完毕后,在c导洞2和d导洞3内均采用隔三挖一的施工方法向下施工人工挖孔桩11,每个人工挖孔桩11的桩底锚入对应的L型基础10上;
(5)、见图2,在c导洞2和d导洞3内浇筑连接人工挖孔桩顶部的纵向冠梁12,纵向冠梁12进行背后回填13,在e导洞6和f导洞7内施做沿对应导洞纵向延伸的底纵梁14;
(6)、见图2和图4,在c导洞2和d导洞3之间设置钢管立柱桩15的位置开挖多个顶部横导洞16,每个顶部横导洞16的两端分别贯通c导洞2和d导洞3,多个顶部横导洞相互平行,然后由每个顶部横导洞16向下开挖两个钢管立柱桩15后,待底纵梁14达设计强度后,浇筑钢管立柱桩15,每个浇筑钢管立柱桩15四周空隙均用细砂17回填密实,每个钢管立柱桩15的桩底锚入对应的底纵梁14上;
(7)、见图2和图4,在每个顶部横导洞16内均施做顶部横梁18,每个顶部横梁18与对应的两个钢管立柱桩15的桩顶锚固,每个顶部横梁18的两端分别与e导洞6和f导洞7内的纵向冠梁12连接,每个顶部横梁18的顶部与管幕结构1顶紧;
(8)、见图2-图4,待顶部横梁18达到设计强度后,分段破除c导洞2和d导洞3内的钢格栅8,随后开挖上层土方,并施工上层土方顶部的顶板防水层及顶板19,待顶板19达到设计强度后,开挖土体至中板底部的水平高度位置,再在上层土方开挖后的上层区域20内分段施工浇筑形成中纵梁21及中板22,对上层区域两侧的土体形成人工挖孔桩11+中板22支撑的体系,最后施工上层纵向侧墙23;
(9)、见图3和图4,首先开挖下层中部区域24的土方后,破除e导洞6和f导洞7内的钢格栅8,再施工e导洞6和f导洞7内底纵梁14之间的中部底板25,然后继续开挖下层两侧区域26的土方,待下层两侧区域25的土方开挖完毕后,破除a导洞4和b导洞5内的钢格栅8,施工每个L型基础10和对应底纵梁14之间的侧部底板27,最后施工下层纵向侧墙28即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:具体包括有以下步骤:
(1)、在暗挖段两端的围护结构施工完毕后,将顶管外侧土体开挖至顶管下方,在工作井基坑内安装顶管设备形成施工作业平台;
(2)、顶管作业:先顶进中间及两端的基准管,然后采用由基准管向侧边的顺序顶进小直径钢管,待小直径钢管全部顶进后浇筑混凝土形成管幕结构;
(3)、在地面下按照先下后上的原则进行双层六导洞的施工:六个导洞包括有上层的c导洞和d导洞,下层的a导洞、b导洞、e导洞和f导洞;所述的e导洞和f导洞为中间导洞,a导洞和b导洞分别位于e导洞和f导洞的外侧,c导洞和d导洞分别位于a导洞和b导洞的正上方;随着六个导洞的开挖在每个导洞内均安装钢格栅并喷射混凝土进行支护;
(4)、在a导洞和b导洞内施做沿对应导洞纵向延伸的L型基础,待L型基础施做完毕后,在c导洞和d导洞内均向下施工人工挖孔桩,每个人工挖孔桩的桩底锚入对应的L型基础上;
(5)、在c导洞和d导洞内浇筑连接人工挖孔桩顶部的纵向冠梁,在e导洞和f导洞内施做沿对应导洞纵向延伸的底纵梁;
(6)、在c导洞和d导洞之间设置钢管立柱桩的位置开挖多个顶部横导洞,每个顶部横导洞的两端分别贯通c导洞和d导洞,多个顶部横导洞相互平行,然后由每个顶部横导洞向下开挖两个钢管立柱桩,然后浇筑钢管立柱桩,每个钢管立柱桩的桩底锚入对应的底纵梁上;
(7)、在每个顶部横导洞内均施做顶部横梁,每个顶部横梁与对应的两个钢管立柱桩的桩顶锚固,每个顶部横梁的两端分别与e导洞和f导洞内的纵向冠梁连接,每个顶部横梁的顶部与管幕结构顶紧;
(8)、待顶部横梁达到设计强度后,分段破除c导洞和d导洞内的钢格栅,随后开挖上层土方,并施工上层土方顶部的顶板防水层及顶板,待顶板达到设计强度后,开挖土体至中板底部的水平高度位置,再在上层土方开挖后的上层区域内分段施工浇筑形成中纵梁及中板,对上层区域两侧的土体形成人工挖孔桩+中板支撑的体系,最后施工上层纵向侧墙;
(9)、首先开挖下层区域的土方后,破除e导洞和f导洞内的钢格栅,再施工e导洞和f导洞内底纵梁之间的中部底板,然后破除a导洞和b导洞内的钢格栅,施工每个L型基础和对应底纵梁之间的侧部底板,最后施工下层纵向侧墙即可。
2.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(1)中,顶管外侧土体开挖至顶管下方1米处。
3.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的小直径钢管的管径为0.4-0.41m,管壁厚为0.015-0.017m。
4.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(3)中,导洞采用台阶法施工,即先施工a导洞,随后依次进行b导洞、e导洞、f导洞、c导洞和d导洞。
5.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(3)中,安装钢格栅并喷射混凝土进行支护后,配合注浆技术加固导洞外侧的土体。
6.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(4)中,c导洞或d导洞内向下施工的人工挖孔桩均采用隔三挖一的施工方法。
7.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(5)中,所述的纵向冠梁进行背后回填。
8.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(6)中,每个顶部横导洞向下开挖两个钢管立柱桩后,待底纵梁达设计强度后,浇筑钢管立柱桩,每个浇筑钢管立柱桩四周空隙均用细砂回填密实。
9.根据权利要求1所述的一种小直径顶管结合双层六洞桩的地铁车站施工方法,其特征在于:所述的步骤(9)中,所述的下层区域包括有下层中部区域和下层两侧区域,首先开挖下层中部区域的土方后,破除e导洞和f导洞内的钢格栅,再施工e导洞和f导洞内底纵梁之间的中部底板,然后继续开挖下层两侧区域的土方,待下层两侧区域的土方开挖完毕后,破除a导洞和b导洞内的钢格栅,施工每个L型基础和对应底纵梁之间的侧部底板,最后施工下层纵向侧墙即可。
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