CN114060062A - 一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，在浇筑冠梁时，在冠梁上预制导向凹槽，在边洞内铺设导梁；预制含有钢筋的初支混凝土扣拱板，初支混凝土扣拱板具有与导向凹槽配合的凸块结构，还具有与导梁配合的滑槽结构；将初支混凝土扣拱板放置在冠梁上，使其凸块结构与导向凹槽配合、滑槽结构与导梁配合；推动初支混凝土扣拱板向前移动，使各初支混凝土扣拱板并靠在一起；将各初支混凝土扣拱板与冠梁以及导洞上的预留筋焊接在一起，形成初支扣拱，然后回填混凝土。由于不需要在现场搭建初支格栅和扣拱浇筑模板，因此本发明能够使物料的出入量大幅降低，并大幅提高了施工进度，有利于后期中洞大跨初支扣拱施工和后期二衬扣拱的施工。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其是涉及一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法。
背景技术
1999年，第一个采用洞桩法施工的天安门西地铁站完工。自1999年至今，洞桩法中的边洞初支扣拱的施工方法并没有明显的变化。
申请号为CN 111042833 A的专利揭示了现有边洞初支扣拱的施工方法。如图1所示，现有施工方法需要先在冠梁2与导洞之间焊接由钢筋组成的初支格栅8，然后在边洞1内搭建脚手架9以固定扣拱浇筑模板10（也有采用模板台车的形式）。扣拱浇筑模板10位于初支格栅8的外部，闭模后向扣拱浇筑模板10内浇筑混凝土，完成初支扣拱的施工。其存在的问题在于，初支格栅8和扣拱浇筑模板10的搭建都是在边洞1内进行的，受施工空间的限制和脚手架9或模板台车的阻挡，一是大型设备无法进入，很多施工都是人工操作的，工作量大、劳动强度高，施工的进度受到较大的影响；二是物料的进出量大，调配周转困难。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，采用如下技术方案：
一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，包括以下步骤：
S1：在浇筑冠梁时，在冠梁上预制导向凹槽，在边洞内铺设导梁，导向凹槽、导梁沿边洞延伸的方向设置；预制含有钢筋的初支混凝土扣拱板，初支混凝土扣拱板的下端具有与导向凹槽配合的凸块结构，初支混凝土扣拱板的内拱面具有导梁配合的滑槽结构；
S2：将初支混凝土扣拱板放置在冠梁上，使其凸块结构与导向凹槽配合、滑槽结构与导梁配合；推动初支混凝土扣拱板向前移动，使各初支混凝土扣拱板并靠在一起；
S3：将各初支混凝土扣拱板的下端与设在冠梁上的预留筋焊接在一起，将各初支混凝土扣拱板的上端与设在导洞上的预留筋焊接在一起，形成初支扣拱，然后在初支扣拱的外拱侧回填混凝土。
进一步地改进技术方案，所述导梁为角钢、槽钢或方管型材，所述初支混凝土扣拱板的内拱面具有直角形的滑槽结构。
进一步地改进技术方案，所述导梁通过支架固定在边洞内；其中，支架包括牛腿和调整杆，牛腿锚固在边洞的内壁上，调整杆连接在导梁和牛腿之间；调整杆具有丝杆螺母调节结构，用于调节导梁的铺设位置。
进一步地改进技术方案，在步骤S3中，冠梁上的预留筋位于初支混凝土扣拱板外拱面的一侧，在初支混凝土扣拱板下端外拱面的一侧预留有钢筋接头，钢筋接头与冠梁上的预留筋焊接在一起。
进一步地改进技术方案，在初支混凝土扣拱板上设有注浆管，注浆管贯通初支混凝土扣拱板的板体；在步骤S4中，通过注浆管向初支扣拱的外拱侧回填混凝土。
进一步地改进技术方案，回填混凝土后，使用气囊封堵注浆管。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明在场外预制初支混凝土扣拱板，然后在边洞内拼装，形成初支扣拱。由于不需要在现场搭建初支格栅和扣拱浇筑模板，相比背景技术，本发明具有以下有益效果：
1、物料的出入量大幅降低；
2、初支混凝土扣拱板在场外预制，预制不受空间的限制，降低了初支混凝土扣拱板的预制难度和制造成本；
3、初支混凝土扣拱板能够提前预制，施工进度得到大幅提高，施工安全得到了保证；
4、大型设备能够进入边洞内施工，提高了施工效率，降低了施工人员的劳动强度；
5、支架和导梁能够重复使用，降低了施工成本；
6、采用初支混凝土扣拱板拼装的方式，大幅提高了施工效率，且有利于后期中洞大跨初支扣拱施工和后期二衬扣拱的施工。
附图说明
图1为现有边洞初支扣拱的施工示意图。
图2为地铁站的施工图。
图3为本发明在实施例1中的施工示意图。
图4为实施例1中初支混凝土扣拱板的结构示意图。
图5为实施例1中初支混凝土扣拱板在另一个视角下的结构示意图。
图6为实施例1中回填混凝土的施工示意图。
图7为初支混凝土扣拱板在实施例2中的结构示意图。
图8为实施例2中回填混凝土的施工示意图。
图中：1、边洞；2、冠梁；21、导向凹槽；22、冠梁预留筋；3、初支混凝土扣拱板；31、凸块；32、滑槽；33、钢筋接头；34、注浆管；35、榫槽；36、卯块；37、吊装孔；4、导洞预留筋；5、支架；6、导梁；7、回填混凝土；8、初支格栅；9、脚手架；10、扣拱浇筑模板；11、回填模板；12、二衬扣拱。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，如图2所示，用于地铁站的边洞初支扣拱的施工。该施工方法包括以下步骤：
S1：如图3所示，在浇筑冠梁2时，在冠梁2上预制导向凹槽21，在边洞1内铺设导梁6，导向凹槽21、导梁6沿边洞延伸的方向设置。在本实施例中，导梁6为角钢，所述初支混凝土扣拱板3的内拱面具有直角形的滑槽32结构。导梁6通过支架5固定在边洞1内，其中，支架5包括牛腿和调整杆，牛腿锚固在边洞1的内壁上，调整杆连接在导梁6和牛腿之间。调整杆具有丝杆螺母调节结构，用于调节导梁6的铺设位置，使导梁6沿边洞延伸的方向铺设。值得注意的是，导梁6也可以是槽钢或方管型材，导梁6和支架5可以重复使用。此外，滑槽32的结构也不局限于直角形，还可以是槽型或其它形状。由图3可知，牛腿锚固在边洞1的内壁上，让开了通道，使大型设备和物料能够从通道内进出。
在场外预制初支混凝土扣拱板3。如图4-5所示，初支混凝土扣拱板3为钢筋混凝土预制结构，具有弧形的拱体。在拱体内预埋有多根较粗的主梁钢筋，主梁钢筋一端从初支混凝土扣拱板3的上端面伸出，另一端从初支混凝土扣拱板3下端的外拱面一侧伸出，形成钢筋接头33。在主梁钢筋上绑系有多个框型钢筋，形成空间格栅结构。这种预埋的空间格栅钢筋结构能够增强初支混凝土扣拱板3的强度。初支混凝土扣拱板3的下端具有与导向凹槽21配合的凸块31结构，初支混凝土扣拱板3的内拱面具有导梁6配合的滑槽32结构，在初支混凝土扣拱板3的两侧边部分别设有用于插接的榫卯槽。每片初支混凝土扣拱板3的重量大约为2吨，使用吊机吊入边洞1内。为了便于吊装，在初支混凝土扣拱板3上预制有吊装孔37。
S2：通过叉车将初支混凝土扣拱板3放置在冠梁2上，使其凸块31结构与导向凹槽21配合、滑槽32结构与导梁6配合。由于上述两组结构上的配合，限制了各初支混凝土扣拱板3的自由度，使各初支混凝土扣拱板3只能沿边洞延伸的方向移动。
推动初支混凝土扣拱板3向前移动，使各初支混凝土扣拱板3并靠在一起，相邻的两片初支混凝土扣拱板3通过榫槽35和卯块36相互插接，形成一个完整的扣拱结构。相邻的两片初支混凝土扣拱板3通过榫卯结构相互插接，一是进一步地限制了各初支混凝土扣拱板3的自由度，使各初支混凝土扣拱板3形成一个连接整体；二是在回填混凝土时，榫卯槽插接结构能够防止回填混凝土从接缝处渗出。
S3：冠梁2上的预留筋位于初支混凝土扣拱板3外拱面的一侧，将各初支混凝土扣拱板3下端外拱面一侧的钢筋接头33与冠梁2上的冠梁预留筋22焊接在一起，将各初支混凝土扣拱板3上端的钢筋接头33与设在导洞内的导洞预留筋4焊接在一起，这样就形成了对初支混凝土扣拱板3的初支。
初支完成后，向初支混凝土扣拱板3的外拱侧回填混凝土。如图6所示，混凝土分为三次回填。第一次回填，混凝土将冠梁2外露的预留筋和钢筋接头33掩埋，形成钢筋混凝土结构。第三次回填要使混凝土填满初支混凝土扣拱板3顶部的空腔。此时，在初支混凝土扣拱板3内拱面的上部搭建回填模板11，回填模板11支撑在牛腿上。在回填模板11上开设有浇筑孔，向浇筑孔浇筑混凝土可完成第三次混凝土的回填。由图6可以看出，混凝土不仅填充了初支混凝土扣拱板3顶部的空腔，而且还填充了导洞预留筋4处的空隙。混凝土凝固后，与各初支混凝土扣拱板3以及导洞预留筋4形成一体，进一步增强了初支扣拱的强度。此时就可以拆除导梁6、支架5和回填模板11，完成初支扣拱的施工。
在初支扣拱完成后，在初支混凝土扣拱板3的内拱面安装橡胶垫圈，橡胶垫圈便于后续挂布和防水板的铺设。如图2所示，防水施工完毕后，就可以对初支扣拱进行二衬扣拱12，最终完成地铁站边洞拱顶的施工。
值得注意的是，上述施工方法也适用于中洞初支扣拱的施工。而且，边洞、中洞的初支扣拱施工可以采用BIM信息技术。BIM是建筑信息模型（Building InformationModeling）的英文缩写，是一种将建筑工程中相关信息进行整合的数字技术。建筑工程设计人员借助BIM能够对工程所遇到的问题做出正确解决方案，并能够加强工程的协同作业，提高施工效率，降低工程风险。这种BIM信息技术更能够体现和实现浅埋暗挖的十八字方针“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”中的“强支护”和“早封闭”。
实施例2：
与实施例1不同的是，如图7所示，在预制的初支混凝土扣拱板3上设有注浆管34，注浆管34贯通初支混凝土扣拱板3的板体。在步骤S3中，如图8所示，头两次的混凝土回填是通过注浆管34实现的。回填混凝土后，使用气囊封堵注浆管34，防止混凝土从注浆管34流出。
初支扣拱的外拱侧为狭长的封闭空间，不利于回填作业。在实施例1中，混凝土的回填需要很长的布料管，在回填的过程中无法使用机械设备。在初支混凝土扣拱板3上设置注浆管34后，泵车在边洞1内移动的过程中，能够通过注浆管34顺次向初支扣拱的外拱侧回填混凝土。显然，这种回填混凝土的施工方式，其工作量更低、效率更高。
由上述两个实施例可知，本发明在场外预制初支混凝土扣拱板，然后在边洞内拼装，形成初支扣拱。由于不需要在现场搭建初支格栅和扣拱浇筑模板，一是物料的出入量大幅降低；二是初支混凝土扣拱板的预制不受空间的限制，降低了预制的难度和制造成本；三是初支混凝土扣拱板能够提前预制，施工进度得到大幅提高，施工安全也得到了保证；四是大型设备能够进入边洞内施工，提高了施工效率，降低了施工人员的劳动强度；五是采用初支混凝土扣拱板拼装的方式，大幅提高了施工效率，且有利于后期中洞大跨初支扣拱施工和后期二衬扣拱的施工。
未详述部分为现有技术。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，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，其特征是：包括以下步骤：
S1：在浇筑冠梁时，在冠梁上预制导向凹槽，在边洞内铺设导梁，导向凹槽、导梁沿边洞延伸的方向设置；预制含有钢筋的初支混凝土扣拱板，初支混凝土扣拱板的下端具有与导向凹槽配合的凸块结构，初支混凝土扣拱板的内拱面具有导梁配合的滑槽结构；
S2：将初支混凝土扣拱板放置在冠梁上，使其凸块结构与导向凹槽配合、滑槽结构与导梁配合；推动初支混凝土扣拱板向前移动，使各初支混凝土扣拱板并靠在一起；
S3：将各初支混凝土扣拱板的下端与设在冠梁上的预留筋焊接在一起，将各初支混凝土扣拱板的上端与设在导洞上的预留筋焊接在一起，形成初支扣拱，然后在初支扣拱的外拱侧回填混凝土。
2.如权利要求1所述的一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，其特征是：所述导梁为角钢、槽钢或方管型材，所述初支混凝土扣拱板的内拱面具有直角形的滑槽结构。
3.如权利要求1或2所述的一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，其特征是：所述导梁通过支架固定在边洞内；其中，支架包括牛腿和调整杆，牛腿锚固在边洞的内壁上，调整杆连接在导梁和牛腿之间；调整杆具有丝杆螺母调节结构，用于调节导梁的铺设位置。
4.如权利要求1所述的一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，其特征是：在步骤S3中，冠梁上的预留筋位于初支混凝土扣拱板外拱面的一侧，在初支混凝土扣拱板下端外拱面的一侧预留有钢筋接头，钢筋接头与冠梁上的预留筋焊接在一起。
5.如权利要求1或4所述的一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，其特征是：在初支混凝土扣拱板上设有注浆管，注浆管贯通初支混凝土扣拱板的板体；在步骤S3中，通过注浆管向初支扣拱的外拱侧回填混凝土。
6.如权利要求5所述的一种洞桩法暗挖车站施工中边洞初支扣拱的施工方法，其特征是：回填混凝土后，使用气囊封堵注浆管。
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