CN115110575A - 一种用于装配式车站构件拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地铁施工技术领域中的一种用于装配式车站构件拼装方法，先完成前期底板的吊装后拆除第一装配区间内两个第三道支撑，再架设前端的各个预制构件，架设倒换钢支撑后拆除第一装配区间内的第一道支撑、前侧的第二道支撑，吊装后两环的侧墙、中板、以及顶板，并拆除靠近第三环侧墙的第二道支撑，再架设尾环底板上的立柱与中纵梁，以及后移装配区间的侧墙、中板以及顶板，架设倒换钢支撑后拆除后移第一道支撑和第二道支撑，以此类推完成所有预制构件的装配。本发明通过交错式的平行作业方式，可以大大缩短整个直线施工周期，同时通过支撑的拆除工序，既能保证施工过程中基坑结构的稳定性，又可以避免支撑对于预制构件拼装过程的影响。

Description

一种用于装配式车站构件拼装方法

技术领域

本发明涉及地铁施工技术领域，具体的说，是涉及一种用于装配式车站构件拼装方法。

背景技术

原有地铁车站的建筑体多采用现场浇筑的形式进行施工，其施工周期较长，现场作业环形复杂，导致各个模板成型难，因此现多采用装配式施工方式，即将车站施工过程中的底板、侧墙、中板、立柱、中纵梁以及顶板先于工厂形成预制构件，将预制构件运输至施工现场进行拼装，完成车站的装配式施工。

地铁车站的装配段中，每一环的结构均包括相互连接的底板、侧墙、中板、立柱、中纵梁以及顶板，因此，现有施工过程中多是一环一环的施工进行叠加。但是由于这种装配方式需要完成前一预制构件吊装后才能进行下一预制构件的吊装，并完成前一环整体拼装后才能进行下一环的拼装，再加上构件拼装后的冷却稳固时间，导致整个施工周期难以缩短，基坑的暴露时间过长，占路时间难以缩短，也影响了施工环境的安全。

因此，如何充分利用各个预制构件的连接关系，进行平行作业，以缩短工期、增加施工安全性，成为一大难题。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种用于装配式车站构件拼装方法。

本发明技术方案如下所述：

一种用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，基坑开挖完成后于车站两端进行现浇段施工，完成现浇段施工后进行装配段预制构件拼装，具体过程为：

S1、吊装并完成至少前十环的底板，使其横跨至少两个装配区间，并拆除第一装配区间内的两个第三道支撑；

S2、完成第一装配区间内的头环底板、尾环底板上的立柱与中纵梁的架设，并吊装第一环侧墙、第一环中板以及第一环顶板；

S3、于第一环顶板上侧架设倒换钢支撑，并拆除第一装配区间内的第一道支撑、靠近第一环侧墙的第二道支撑；

S4、吊装第二环侧墙、第二环中板、第二环顶板以及第三环侧墙、第三环中板、第三环顶板，并拆除靠近第三环侧墙的第二道支撑；

S5、吊装第四环侧墙、第四环中板以及第四环顶板，并完成后续两环的底板吊装，拆除第二装配区间内的两个第三道支撑；

S6、完成第二装配区间内的尾环底板上的立柱与中纵梁的架设；

S7、吊装第五环侧墙、第五环中板以及第五环顶板，于第五环顶板上架设倒换钢支撑，并拆除第二装配区间内的第一道支撑、靠近第五环侧墙的第二道支撑；

S8、重复步骤S4至步骤S7，直至完成所有预制构件的装配。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在装配式车站的装配段，每个装配区间内架设有一道第一道支撑、两道第二道支撑、两道第三道支撑，并且第一道支撑位于预制构件安装方向后侧的第二道支撑的上侧，每一第二道支撑与对应的第三道支撑上下对应。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在完成现浇段施工后进行装配段预制构件拼装前还包括于装配段基坑进行支撑架设的步骤。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，在地铁车站装配段的施工过程中，通过将纵向拼装工序（相邻结构环之间的连接工序）与横向拼装工序（同一环的预制构件之间的连接工序）相互穿插，形成交错式的平行作业方式，可以大大缩短整个直线施工周期，同时还可以预留充足的构件安装冷却时间；另外，配合各个支撑的拆除工序，既能保证施工过程中基坑结构的稳定性，又可以避免支撑对于预制构件拼装过程的影响。

附图说明

图1为本发明施工第一步的示意图；

图2为本发明施工第二步的示意图；

图3为本发明施工第三步的示意图；

图4为本发明施工第四步的示意图；

图5为本发明施工第五步的示意图；

图6为本发明施工第六步的示意图；

图7为本发明施工第七步的示意图；

图8为本发明施工第八步的示意图；

图9为本发明施工第九步的示意图；

图10为本发明施工第十步的示意图；

图11为本发明施工第十一步的示意图；

图12为本发明施工第十二步的示意图；

图13为本发明施工前支撑围护结构的示意图；

图14为本发明施作第一道支撑的示意图；

图15为本发明施作第二道支撑的示意图；

图16为本发明施作第三道支撑的示意图；

图17为本发明同一环内各个预制件拼合后的示意图。

在图中，各个附图标号为：

10、围护结构；21、第一道支撑；22、第二道支撑；23、第三道支撑；30、顶板覆土；40、抗浮压顶梁。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1至图17所示，本发明为了实现地铁装配段的平行作业方式，提出了一种用于装配式车站构件拼装方法，其于基坑开挖完成后于车站两端进行现浇段施工，完成现浇段施工后进行装配段预制构件拼装，并将纵向拼装工序（相邻结构环之间的连接工序）与横向拼装工序（同一环的预制构件之间的连接工序）相互穿插，形成交错式的平行作业方式，大大缩短整个直线施工周期，同时保证施工过程中的环境安全。

该用于装配式车站构件拼装方法的具体过程包括：

S1、吊装并完成前期的底板，使其横跨至少两个装配区间为其他预制构件的施工提供稳定的基础环境，拆除第一装配区间内的两个第三道支撑；

S2、完成第一装配区间内的头环底板、尾环底板上的立柱与中纵梁的架设，并吊装第一环侧墙、第一环中板以及第一环顶板；

S3、于第一环顶板上侧架设倒换钢支撑，并拆除第一装配区间内的第一道支撑、靠近第一环侧墙的第二道支撑；

S4、吊装第二环侧墙、第二环中板、第二环顶板以及第三环侧墙、第三环中板、第三环顶板，并拆除靠近第三环侧墙的第二道支撑；

S5、吊装第四环侧墙、第四环中板以及第四环顶板，并完成后续两环的底板吊装，拆除第二装配区间内的两个第三道支撑；

S6、完成第二装配区间内的尾环底板上的立柱与中纵梁的架设；

S7、吊装第五环侧墙、第五环中板以及第五环顶板，于第五环顶板上架设倒换钢支撑，并拆除第二装配区间内的第一道支撑、靠近第五环侧墙的第二道支撑；

S8、重复步骤S4至步骤S7，直至完成所有预制构件的装配。

如图13至图16所示，在完成现浇段施工后进行装配段预制构件拼装前还包括于装配段基坑进行支撑架设的步骤。具体的，架设支撑的过程包括：

A1、对施工场地进行整平，并架设导墙及围护结构10。

整平的过程中，对基坑的边坡进行1:1放坡，完成导墙及维护机构10的架设后，施作降水井并进行基坑内降水（降水至基坑开挖面以下1m）。

A2、开挖基坑至第一道支撑的设计底面，于第一道支撑的设计标高位置架设第一道支撑21，第一道支撑21的两端分别与冠梁连接。此处的第一道支撑为混凝土支撑。

本发明中的基坑开挖采用的是明挖法施工。

A3、待第一道支撑的冠梁及第一道支撑21达到设计强度后，向下开挖基坑至第二道支撑的设计下侧（优选为开挖基坑至第二道支的撑中心线以下0.5m处），于第二道支撑的设计标高位置架设第二道支撑22，使得第二道支撑22的一端通过固定端头与基坑一侧的围护结构10连接，其另一端通过活动端头与基坑另一侧的围护结构10连接。此处的第二道支撑22为钢支撑。

于第二道支撑22架设完毕后施加预加轴力。

A4、继续开挖基坑至基坑的底面，于第三道支撑的设计标高位置架设第三道支撑23，使得第三道支撑23的一端通过固定端头与基坑一侧的围护结构10连接，其另一端通过活动端头与基坑另一侧的围护结构10连接。此处的第三道支撑23为钢支撑。

A5、施作综合接地网、垫层。

完成上述施工后，还于底板位置的两边施作两条1.5m宽的精平条带，底板中间做一条1.2m宽的精平条带，并且中间精平条带高程比两侧精平条带低5mm，提防底板中间厚度超标。

如图17所示，每一环的阈值构件包括了底板（图中以A表示）、侧墙（图中以B01和B02表示，后续表示为B）、顶板（图中以C表示）、立柱、中纵梁以及中板。在每一环的拼接过程中：（1）开挖至基坑底面后及时施作综合接地网、垫层，并拼装底板A、安装底板传力块；（2）根据纵向施工工序拼装侧墙分块B01、B02，并安装中板传力块，拼装立柱、中纵梁以及中板；（3）拼装顶板C，并安装顶板传力块；（4）拼装完成后，回填顶板覆土30至第一道支撑21的底面处，并施作抗浮压顶梁40，恢复地面。

如图1至图12所示，本实施例提供一种具体的用于装配式车站构件拼装方法，其大致施工工艺流程为：

基坑底人工清理→施做精平条带→反力架安装→拼装底板块→底板块两侧肥槽回填及底部注浆→拆除第三层支撑→拼装中立柱及中纵梁→利用台车拼装侧墙块及中楼板→中板后传力装置安装→每两环拆除第二层撑一道→顶板块安装（同时进行顶部传力块安装）→每4环进行一道首层混凝土撑换撑→ 依次阶梯式循环完成车站外壳拼装→及时进行接头拼缝注浆→最后拼装站台板。下面分步骤对每个工序的内容进行介绍。

首先，在本实施例所示的装配式车站的结构中，相邻两个装配区间之间为地连墙分幅线，并且每个装配区间内，头环的底板、立柱、侧墙、中板以及顶板均横跨该装配区间与前一个装配区间之间的地连墙分幅线；每个装配区间内，尾环的底板、立柱、侧墙、中板以及顶板均横跨该装配区间与后一个装配区间之间的地连墙分幅线。具体的，相邻两个装配区间的中心间距为8m，每个底板的宽度为2m，故每个装配组件内分布有3个完整的底板、与前一装配区间共用的一个底板、与后一个装配区间共用的一个底板。

另外，在装配式车站的装配段，每个装配区间内架设有一道第一道支撑、两道第二道支撑、两道第三道支撑，并且第一道支撑位于预制构件安装方向后侧的第二道支撑的上侧，每一第二道支撑与对应的第三道支撑上下对应。与上述装配区间相应的，相邻两个第一道支撑的中心间距为8m，相邻两个第二道支撑的中心间距为4m，相邻两个第三道支撑的中心间距为4m。其中第一个装配区间的第一个第二道支撑与端部结构体之间的间距为2.9m。

第一步、吊装第一环底板A1，如图1所示。

在底板的吊装过程中：

（1）先将龙门吊行走至存放底板的正上方，并保持平衡梁携带钢丝绳保持自然下垂，各个吊钩安装完成后，起吊并使得底板构件离地面约1m高，避开障碍物后，按照龙门吊预先标定的行程行走到安装下放位置，停稳后确认构件摆动停止。

（2）平横梁慢速旋转90°等待构件无摆动后下降吊钩，在保证底板构件不会与各个支撑碰撞的情况下，下降吊钩至构件底部距精平条带3cm处停下，确保底板位置准确后点动下降吊钩，使构件轻放于精平条带上，摘钩并驱动龙门吊返回。

（3）底板就位后进行平移操作，通过千斤顶（如YDC-650型穿心式液压千斤顶，可提供65t张拉力）对底板两端同时顶推；当千斤顶行程推完后，复位并将锚板和螺母前移固定重复顶推底板，并在底板环缝的定位销全部对正的情况下，顶推直到底板环缝间隙等于5cm处停下；连接底板的套筒后，同时使用千斤顶推移底板，使止水条刚好接触。

（4）检查各个位置的安装到位情况并验收合格后，用专用扳手通过预先设置的特制套筒对锚头螺母紧固，完成第一块底板吊装装配并拆除张拉工装。

后续的底板吊装与此步骤相似。

本步骤初步占用的直线工期为0.5天。

第二步、吊装第二环底板A2，如图2所示，

在吊装过程中，使第二环底板A2与第一环底板A1间隔第一间距（此处选择为0.65m，保证第二环底板A1的后侧与临近的第三道支撑之间的间距不小于为0.2m），再向第一环底板A1侧推动第二环底板A2，使其与第一环底板A1锁紧，此处的第一底板A1与第二底板A2之间通过纵向预紧装置锁紧。

本步骤初步占用的直线工期为1天。

第三步、吊装第三环底板A3，如图3所示，

在吊装过程中，使得使第三环底板A3与装配后的第二环底板A2间隔第二间距（此处选择为0.2m，保证第三环底板A3的后侧与临近的第三道支撑之间的间距为0.2m），再向第二环底板A2侧推动第三环底板A3，使其与第二环底板A2通过纵向预紧装置锁紧。

本步骤初步占用的直线工期为1天。

第四步、重复第二步至第三步，直至完成第十环底板A10的拼装，使其横跨至少两个装配区间，并拆除第一装配区间内的两个第三道支撑，如图4所示。在本步骤中，拆除两个第三道支撑用于为后续的立柱与中纵梁的架设提供施工空间。

本步骤初步占用的直线工期为7天，并且拆除第三道支撑的过程选用夜班使用龙门吊施工。

第五步、完成第一装配区间内的第一环底板A1、第五环底板A5上的立柱与中纵梁的架设，如图5所示。

本步骤初步占用的直线工期为1天。

第六步、吊装第一环侧墙B1、第一环中板以及第一环顶板C1，如图6所示。

在吊装侧墙的过程中，先将侧墙翻立；再将龙门吊的吊钩旋转90°，使得侧墙呈安装状态；按照龙门吊的标定的行程行走至安装位置，与前侧建筑机构体（或上一环侧墙）间距至少0.1m后下方，直至其底部距离底板0.2m左右（优选为0.205m）停止；安装定位销并下降侧板至底板接触止水条不压缩状态间距1mm处停住；穿设预紧螺栓并点动下降，使侧板底部止水呈自重自然压缩状态；侧板在中板位置的传力块，上侧底板间连接螺杆并紧固。完成一个侧墙的吊装，后续的侧墙吊装方式与此类同。

在吊装中板的过程中，先安装中板的轨顶风道，在对中板进行吊装；在中板下落过程中，龙门吊将与侧墙牛腿搭接对中，中板与纵梁进行螺栓连接，并安装中板传力块。

吊装顶板的过程中，吊装前期与上述预制构件相似，当顶板下落到顶侧板端面间距205mm、环缝端面距上一环端面150mm处停住；找正后点动下降顶板到顶侧板止水条未压缩状态下间距1mm处停住；穿预紧螺杆并通过顶推油缸进行顶推接触；上垫板、锚头螺母、连接套筒、张拉专用辅助接长螺杆、穿心千斤顶及其工装架、固定千斤顶的垫板和螺母。完成一个顶板的安装吊装，后续的顶板吊装方式与此类同。

本步骤初步占用的直线工期为2天。

第七步、于第一环顶板C1上侧架设倒换钢支撑，并拆除第一装配区间内的第一道支撑、靠近第一环侧墙的第二道支撑，如图7所示。

本发明中采用龙门吊拆除第一道支撑（混凝土支撑）：龙门吊吊绳固定在第一道支撑两侧，稳定后采用绳锯切割支撑，切除后将支撑吊至小里程端头解体后运输出场外。

拆除的第二道支撑可以为后续的第二环及第三环的侧墙、中板、顶板的施工提供足够的空间，且不会影响各个预制构件的吊装过程。另外，本步骤中架设的倒换钢支撑与拆除的第一道支撑之间的中心间距为2m，其与后一个未拆除的第一道支撑之间的中心间距为10m，可以保证倒换钢支撑与后一未拆除的第一道支撑为基坑结构提供稳定的支撑。

本步骤初步占用的直线工期为1天。

第八步、吊装第二环侧墙B2、第二环中板、第二环顶板C2以及第三环侧墙B3、第三环中板、第三环顶板C3，并拆除靠近第三环侧墙B3的第二道支撑，如图8所示。

此处拆除的第二道支撑可以为第一装配区间内的第四环侧墙B4、第四环中板以及第四环顶板C4提供施工空间，并且可以通过后一未拆除的第二道支撑提供稳定支撑能力。

本步骤初步占用的直线工期为3天。

第九步、吊装第四环侧墙B4、第四环中板以及第四环顶板C4，并完成后续两环的底板吊装，拆除第二装配区间内的两个第三道支撑，如图9所示。

优选的，在图9中吊装的是第十一环底板A11和第十二环底板A12，为了保证后一循环的施工环节中的立柱与中纵梁的架设，此处可以选择架设的是第十一环底板A11、第十二环底板A12以及第十三环底板、第十四环底板，“闲余”的底板可以横跨两个装配区间。

本步骤初步占用的直线工期为2天。

第十步、完成第二装配区间内的第九环底板上的立柱与中纵梁的架设，如图10所示。

本步骤初步占用的直线工期为0.5天。

第十一步、吊装第五环侧墙、第五环中板以及第五环顶板，于第五环顶板上架设倒换钢支撑，并拆除第二装配区间内的第一道支撑、靠近第五环侧墙的第二道支撑，如图11所示。

本步骤初步占用的直线工期为2天。

第十二步、重复第八步至第十一步，直至完成所有预制构件的装配，如图12所示。重复第八步至第十一步后，完成第十环顶板的吊装所需的直线工期为7天。

在后续施工过程中，可循环采用“吊装两环的侧墙、中板以及顶板→拆除一个第二道钢支撑→吊装一环的侧墙、中板以及顶板→吊装两环底板→拆除两个第三道钢支撑→架设一道立柱与中纵梁→吊装一环的侧墙、中板以及顶板-架设倒换钢支撑→拆除一个第二道钢支撑和一个第一道支撑”的方式循环施工。

在完成上述底板吊装时，优选为每两环底板为一组，分组完成底板的吊装，其不仅可以适应基坑的结构设计，还能够配合不同位置的支撑，避免损坏支撑，也避免支撑对吊装过程造成影响。

在上述过程中，架设倒换钢支撑于夜间进行，可以于白天主要进行预制构件的吊装等操作，充分节省时间。通过上述的拼装方法，前10环作为试验段，从吊装首环的底板开始到第10环顶板吊装结束，总共直线工期为28天。后续施工人员熟悉作业环境及作业工序后，可提速至每一环占用施工周期为两天，可以大大节省施工的总工期。

另外，上述施工过程中，通过不同工序中拆除支撑、架设倒换钢支撑等过程，可以时刻保证基坑的结构稳定，并且不会造成后续施工过程中各个预制构件的吊装，也能保证施工人员所处环境的安全。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，基坑开挖完成后于车站两端进行现浇段施工，完成现浇段施工后进行装配段预制构件拼装，具体过程为：

S1、吊装并完成至少前十环的底板，使其横跨至少两个装配区间，并拆除第一装配区间内的两个第三道支撑；

S2、完成第一装配区间内的头环底板、尾环底板上的立柱与中纵梁的架设，并吊装第一环侧墙、第一环中板以及第一环顶板；

S3、于第一环顶板上侧架设倒换钢支撑，并拆除第一装配区间内的第一道支撑、靠近第一环侧墙的第二道支撑；

S4、吊装第二环侧墙、第二环中板、第二环顶板以及第三环侧墙、第三环中板、第三环顶板，并拆除靠近第三环侧墙的第二道支撑；

S5、吊装第四环侧墙、第四环中板以及第四环顶板，并完成后续两环的底板吊装，拆除第二装配区间内的两个第三道支撑；

S6、完成第二装配区间内的尾环底板上的立柱与中纵梁的架设；

S7、吊装第五环侧墙、第五环中板以及第五环顶板，于第五环顶板上架设倒换钢支撑，并拆除第二装配区间内的第一道支撑、靠近第五环侧墙的第二道支撑；

S8、重复步骤S4至步骤S7，直至完成所有预制构件的装配。

2.根据权利要求1所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，在完成底板吊装时，每两环底板为一组，分组完成底板的吊装。

3.根据权利要求1所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，每个装配区间内，头环的底板、立柱、侧墙、中板以及顶板均横跨该装配区间与前一个装配区间之间的地连墙分幅线；每个装配区间内，尾环的底板、立柱、侧墙、中板以及顶板均横跨该装配区间与后一个装配区间之间的地连墙分幅线。

4.根据权利要求1所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，在装配式车站的装配段，每个装配区间内架设有一道第一道支撑、两道第二道支撑、两道第三道支撑，并且第一道支撑位于预制构件安装方向后侧的第二道支撑的上侧，每一第二道支撑与对应的第三道支撑上下对应。

5.根据权利要求1所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，所述第一道支撑为混凝土支撑，所述第二道支撑与所述第三道支撑均为钢支撑。

6.根据权利要求5所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，所述钢支撑的一端通过固定端头与基坑一侧的围护结构连接，其另一端通过活动端头与基坑另一侧的围护结构连接。

7.根据权利要求1所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，相邻两环的底板之间通过纵向预紧装置锁紧。

8.根据权利要求1所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，在完成现浇段施工后进行装配段预制构件拼装前还包括于装配段基坑进行支撑架设的步骤。

9.根据权利要求8所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，架设支撑的过程包括：

A1、对施工场地进行整平，并架设导墙及围护结构；

A2、开挖基坑至第一道支撑的设计底面，于第一道支撑的设计标高位置架设第一道支撑；

A3、待第一道支撑的冠梁及第一道支撑达到设计强度后，向下开挖基坑至第二道支撑的设计下侧，于第二道支撑的设计标高位置架设第二道支撑，并于第二道支撑架设完毕后施加预加轴力；

A4、继续开挖基坑至基坑的底面，于第三道支撑的设计标高位置架设第三道支撑；

A5、施作综合接地网、垫层。

10.根据权利要求9所述的用于装配式车站构件拼装方法，其特征在于，在步骤A3中，开挖基坑至第二道支撑中心线以下0.5m处停止。

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