CN115522963A - 一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大型地下结构开挖施工技术领域，具体公开了一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，包括以下步骤：施工暗挖车站的边导洞、中导洞，直至边导洞贯穿；浇筑条形基础；浇筑底纵梁；开挖边桩孔洞；开挖钢管柱孔洞；设边桩钢筋笼，设置边桩模板，浇筑边桩；架设钢管柱；再安装桩顶冠梁；再施工顶纵梁和预留纵向注浆主管；相邻的导洞之间浇筑拱部主体二衬，施工主体初期支护；开挖跨间土体直至中板位置；施工中板；纵向继续向下开挖；再浇筑底板，铺设边墙防水层；浇筑边墙的混凝土，封闭主体结构二衬；浇筑站内结构，完成车站主体结构施工。本发明具有减缓工期压力，对周边环境影响小，提高车站功能流畅性及抗震性能，安全可靠等优点。
Description
技术领域
本发明属于地铁车站工程技术领域，具体涉及一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，车站施工时受到地质、地形、环境条件及埋置深度等限制因素的影响越来越大，暗挖法车站施工成为城市轨道施工方法类型中不可或缺的一部分。常规车站主体结构采用暗挖法施工，附属结构采用明挖法施工，明暗结合的施工方式导致车站对周边地块的侵占，降低了周边地下空间的利用率，同时增大了施工风险。
然而，车站附属采用明挖法施工时仍需要占用大量的施工场地，以满足施工需要；在城市复杂周边环境条件下，不可避免的会受地面建筑物拆迁占地、地下市政管线改迁、地面交通导行等影响。
中国发明专利申请CN113530565A，一种暗挖车站主体导洞内向车站附属暗挖段施工超前支护方法，虽然公开了沿车站主体过渡段导洞施工车站主体扩挖段导洞，车站主体扩挖段导洞位于车站附属暗挖段上方的暗挖方式，但是车站结构施工还存在一些问题。
目前，车站主体和附属相接部分会影响车站防水性能及抗震性能，增加施工风险。当遇到地面拆迁及占地协调进度缓慢，为满足地铁建设工期需要，有必要研究一种新型的车站结构及其施工方法。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法。
本发明的技术方案是：一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ.施工暗挖车站的边导洞，直至边导洞贯穿；
ⅱ.施工暗挖车站的中导洞，直至中导洞贯穿；
ⅲ.在下排的边导洞底部浇筑条形基础；
ⅳ.在下排的中导洞底部浇筑底纵梁；
ⅴ.在上排的边导洞内从上到下开挖边桩孔洞，直至边桩孔洞与下排的边导洞连接；
ⅵ.在上排的中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞，直至钢管柱孔洞与下排的中导洞连接；
ⅶ.在上排的两个边导洞内架设边桩钢筋笼，在下排的边导洞内设置边桩模板，自上排的边导洞内浇筑边桩；
ⅷ.在上排的中导洞内架设钢管柱，连接完成后，在钢管柱的周围回填中粗砂；
ⅸ.在上排的边导洞内安装桩顶冠梁；
ⅹ.在上排的中导洞内施工顶纵梁和预留纵向注浆主管；
ⅹⅰ.在上排两两相邻的导洞之间浇筑拱部主体二衬；
ⅹⅱ.在上排两两相邻的导洞之间施工主体初期支护及背后回填；
ⅹⅲ.开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护；
ⅹⅳ.在上排导洞与下排导洞之间施工中板；
ⅹⅴ.纵向分段继续向下开挖并拆除下排中导洞上的导洞初期支护；
ⅹⅵ.在下排中导洞之间浇筑底板，铺设边墙防水层；
ⅹⅶ.浇筑边墙的混凝土，封闭主体结构二衬；
ⅹⅷ.浇筑站内结构，完成车站主体结构施工。
更进一步的，步骤ⅹⅱ在上排两两相邻的导洞之间施工主体初期支护及背后回填中，主体初期支护与导洞的导洞初期支护连接。
更进一步的，步骤ⅹⅲ开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护中，还包括以下过程：
首先，在上排中导洞与下排中导洞之间浇筑中纵梁，
然后，在上排边导洞与下排边导洞之间安装边墙。
更进一步的，步骤ⅰ施工暗挖车站的边导洞，直至边导洞贯穿，具体过程如下：
首先，开挖边导洞前，在隧道前方土体中搭设超前小导管；
然后，在边导洞上搭设导洞初期支护；
再后，完成边导洞的开挖。
更进一步的，所述边导洞包括上排边导洞和下排边导洞，上排边导洞和下排边导洞上下一一对应。
更进一步的，步骤ⅳ在下排的中导洞底部浇筑底纵梁，还包括以下过程：
在底纵梁底部预留底板连接件，在底纵梁内铺设防水板。
更进一步的，所述中导洞包括上排中导洞和下排中导洞，上排中导洞和下排中导洞上下一一对应。
更进一步的，所述下排中导洞高于下排边导洞。
更进一步的，步骤ⅵ在上排的中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞，直至钢管柱孔洞与下排的中导洞连接中，开挖钢管柱孔洞采用隔孔开挖的方式进行施工。
更进一步的，步骤ⅷ在上排的中导洞内架设钢管柱，连接完成后，在钢管柱的周围回填中粗砂后，还要绑扎钢管内钢筋，浇筑钢管内混凝土。
本发明的有益效果如下：
本发明通过对车站的主体和附属结构的进行合理空间布局，将风道、出入口等附属结构合并在主体结构外侧，使车站主体结构型式变为地下两层四跨，实现车站的主体和附属结构采用单一的施工方法进行施工，减少附属对周边地块的切割影响。
本发明经工程实践验证，地下两层四跨暗挖车站结构型式，具有减缓工期压力，对周边环境影响小，提高车站功能流畅性及抗震性能，安全可靠等优点，可适用于地铁车站附属占地协调难度大、工期较紧工程。
附图说明
图1是本发明的车站四跨结构型式平面示意图；
图2是本发明的导洞开挖顺序示意图；
图3是本发明的施作条形基础及底纵梁示意图；
图4是本发明的边桩及钢管柱开挖示意图；
图5是本发明的边桩及钢管柱浇筑示意图；
图6是本发明的施作桩顶冠梁及顶纵梁示意图；
图7是本发明的施作导洞内初期支护及主体初支扣拱示意图；
图8是本发明的施作主体二衬及边跨初期支护示意图；
图9是本发明的施作边跨二衬及拆除中跨导洞初期支护示意图；
图10是本发明的开挖土方及施作中板、中纵梁及上部边墙示意图；
图11是本发明的开挖土方及施作降水井示意图；
图12是本发明的开挖土方及施作中跨封底格栅及底板示意图；
图13是本发明的开挖土方及施作边跨底板及下部边墙示意图；
图14是本发明的施作站内结构示意图；
其中
1 超前小导管 2 导洞初期支护
3 条形基础 4 底纵梁
5 边桩 6 中粗砂
7 钢管柱 8 二衬同级素混凝土
9 纵向注浆主管 10 桩顶冠梁
11 顶纵梁 12 拱部主体二衬
13 素混凝土 14 主体初期支护
15 回填压实 16 中板
17 中纵梁 18 边墙
19 底板。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1至图14所示，一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ.施工暗挖车站的边导洞，直至边导洞贯穿；
ⅱ.施工暗挖车站的中导洞，直至中导洞贯穿；
ⅲ.在下排的边导洞底部浇筑条形基础3；
ⅳ.在下排的中导洞底部浇筑底纵梁4；
ⅴ.在上排的边导洞内从上到下开挖边桩孔洞，直至边桩孔洞与下排的边导洞连接；
ⅵ.在上排的中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞，直至钢管柱孔洞与下排的中导洞连接；
ⅶ.在上排的两个边导洞内架设边桩钢筋笼，在下排的边导洞内设置边桩模板，自上排的边导洞内浇筑边桩；
ⅷ.在上排的中导洞内架设钢管柱，连接完成后，在钢管柱的周围回填中粗砂6；
ⅸ.在上排的边导洞内安装桩顶冠梁10；
ⅹ.在上排的中导洞内施工顶纵梁11和预留纵向注浆主管9；
ⅹⅰ.在上排两两相邻的导洞之间浇筑拱部主体二衬；
ⅹⅱ.在上排两两相邻的导洞之间施工主体初期支护14及背后回填；
ⅹⅲ.开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护2；
ⅹⅳ.在上排导洞与下排导洞之间施工中板16；
ⅹⅴ.纵向分段继续向下开挖并拆除下排中导洞上的导洞初期支护2；
ⅹⅵ.在下排中导洞之间浇筑底板19，铺设边墙防水层；
ⅹⅶ.浇筑边墙的混凝土，封闭主体结构二衬；
ⅹⅷ.浇筑站内结构，完成车站主体结构施工。
步骤ⅹⅱ在上排两两相邻的导洞之间施工主体初期支护及背后回填中，主体初期支护14与导洞的导洞初期支护2连接。
步骤ⅹⅲ开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护中，还包括以下过程：
首先，在上排中导洞与下排中导洞之间浇筑中纵梁17，
然后，在上排边导洞与下排边导洞之间安装边墙18。
步骤ⅰ施工暗挖车站的边导洞，直至边导洞贯穿，具体过程如下：
首先，开挖边导洞前，在隧道前方土体中搭设超前小导管1；
然后，在边导洞上搭设导洞初期支护2；
再后，完成边导洞的开挖。
所述边导洞包括上排边导洞和下排边导洞，上排边导洞和下排边导洞上下一一对应。
步骤ⅳ在下排的中导洞底部浇筑底纵梁4，还包括以下过程：
首先，在底纵梁4底部预留底板连接件；
然后，在底纵梁4内铺设防水板。
所述中导洞包括上排中导洞和下排中导洞，上排中导洞和下排中导洞上下一一对应。
所述下排中导洞高于下排边导洞。
步骤ⅵ在上排的中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞，直至钢管柱孔洞与下排的中导洞连接中，开挖钢管柱孔洞采用隔孔开挖的方式进行施工。
步骤ⅷ在上排的中导洞内架设钢管柱7，连接完成后，在钢管柱的周围回填中粗砂后，还要绑扎钢管内钢筋，浇筑钢管内混凝土。
具体的，步骤ⅹⅰ在上排两两相邻的导洞之间浇筑拱部主体二衬，相邻导洞包括相邻的边导洞和中导洞以及两个相邻的中导洞两种情况。
具体的，在上排的相邻导洞之间分别浇筑拱部主体二衬12后，回填二衬同级素混凝土8。
具体的，步骤ⅹⅲ开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护2中，跨间土体包括A-B跨土体、C-D跨土体、B-C跨土体、D-E跨土体，开挖方式采用分台阶法。
具体的，拆除导洞初期支护2，具体过程如下：
首先，拆除导洞初期支护2一次拆除纵向长度不大于6.0m，铺设中跨拱部防水层；
然后，与顶纵梁11的顶部预留接头连接，安装钢筋后浇筑中跨主体二衬结构拱部；
再后，铺设边跨主体结构防水层，并与顶纵梁11的顶部防水接头连接，对称浇筑边跨主体二衬结构拱部。
具体的，步骤ⅹⅴ纵向分段继续向下开挖并拆除下排中导洞上的导洞初期支护2，具体过程如下：
首先，继续向下开挖，主体土方至中板下；
然后，利用下部土施作中板16和中纵梁17的模板，铺设边墙18的防水板；
再后，安装边墙18、中板16及中纵梁17的钢筋，浇筑中板16、中纵梁17及边墙18的混凝土。
最后，中纵梁17的钢筋与钢管柱7连接。
更为具体的，待中板16的混凝土强度达到设计强度80%以上，继续向下开挖，纵向分段，段长12m，开挖并拆除下部中导洞初期支护2至结构底。
两侧土体采用放坡开挖，纵向间隔3m跳段开挖，施作3m段内底板19下封底格栅，每开挖一榀及时架设一榀、喷射混凝土，纵向12m段内封底格栅全部完成后，铺设底板19防水层及防水保护层，安装钢筋，浇筑整段底板19混凝土。
具体的，待中间两跨底板19达到设计强度的80%后，拆除两侧放坡开挖土体，浇筑两侧边跨底板19，待其达到设计强度的80%后，再拆除下道支撑，铺边墙18防水层，浇筑边墙18混凝土，封闭主体结构二衬。
又一实施方式
以两层四跨结合附图进行具体说明
一种地下两层四跨暗挖地下车站结构施工方法，包括以下步骤：
施工暗挖车站导洞，所述导洞包括六个中导洞和六个中导洞两侧的四个边导洞，六个中导洞和四个边导洞呈竖向两排分布，竖向上排和竖向下排的导洞个数相同，均为三个中导洞和三个中导洞两侧的两个边导洞；
如图1、图2所示，开挖导洞前，在隧道前方土体中搭设超前小导管1，在导洞上搭设导洞初期支护2。施工每个导洞的超前支护，在每个导洞的顶部施工超前支护，超前支护是为了保证隧道工程开挖工作面稳定，采取的超前于掌子面开挖的辅助措施。
具体的，本实施例中的超前支护是为双排超前小导管。
导洞贯穿后，在下排两个边导洞内浇筑围护边桩5的条形基础3，在下排的三个中导洞内浇筑底纵梁4，并在底纵梁4底部预留底板连接件以及在底纵梁4内铺设防水板，如图3所示。
在上排的两个边导洞内从上到下开挖边桩孔洞分别与下排的两个边导洞连接，在上排的三个中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞分别与下排的三个中导洞连接。
具体的，在上排导洞内开挖钢管柱孔洞采用隔孔开挖的方式。可为隔三开挖，避免开挖过程中的相互影响。
在上排的两个边导洞内架设边桩钢筋笼，然后在下排的边导洞内设置边桩模板，自上排的两个边导洞内浇筑边桩5，在上排的中导洞内架设钢管柱7，精确定位，连接完成后，在钢管柱7的周围回填中粗砂6。
对钢管柱7的周围采用中粗砂6回填后，然后绑扎钢管内钢筋，浇筑钢管内混凝土。
在上排的两个边导洞内分别安装桩顶冠梁10，桩顶冠梁10通过绑扎钢筋，然后浇筑混凝土形成的，浇混凝土需要立模板进行浇筑。
在上排的三个中导洞内分别施工顶纵梁11和预留纵向注浆主管9，在上排的相邻导洞之间分别浇筑拱部主体二衬12。
在上排的相邻导洞之间分别浇筑拱部主体二衬12后，回填二衬同级素混凝土8。拆模前对顶纵梁11的梁顶进行回填注浆，注浆压力应以四周不出现严重浆液流失为宜。施工中应注意预留防水板及钢筋接头，并注意做好保护措施。
采用分台阶依次开挖A-B跨土体、C-D跨土体、B-C跨土体、D-E跨土体，拆除导洞初期支护2，在上排导洞与下排导洞之间施工中板16，在上排中导洞与下排导洞之间浇筑中纵梁17，在边导洞之间分别安装边墙18。
如图 7 至图 10所示，施作边跨导洞内主体初期支护14及背后回填素混凝土13，强度达到设计强度80%后，对主体初期支护14背后回填的素混凝土13进行压浆回填，注浆中注意控制注浆压力，确保主体初期支护14稳定，主体初期支护14必须与导洞初期支护2进行有效连接，并在施工中注意控制预留节点的相对位置，为后期安装创造条件；分台阶开挖A-B、C-D跨土体并施作初支扣拱。分台阶开挖B-C跨土体，施作A-D跨的拱部主体二衬12。
先将中导洞回填压实15，再开挖D-E跨土体并施作主体初期支护14，与二衬纵向间距错开15m。施作D-E跨的拱部主体二衬12。
分段拆除上排中间导洞之间的导洞初期支护2，一次拆除纵向长度不大于6.0m，铺设中跨拱部防水层，并与顶纵梁11顶部预留接头连接好，安装钢筋后浇筑中跨的拱部主体二衬12。
再铺设边导洞的主体结构防水层，并与顶纵梁11顶部防水接头连接好，对称浇筑边导洞的拱部主体二衬12，注意预留防水及钢筋接头。
继续向下开挖，纵向分段，开挖并拆除下排中导洞上的导洞初期支护2，在下排中导洞之间浇筑底板19，铺设边墙防水层，浇筑边墙18的混凝土，封闭主体结构二衬；
如图 11 至图 13所示，待中板16混凝土强度达到设计强度的80%后，继续向下开挖。纵向分段，段长12m，开挖并拆除下排中导洞的导洞初期支护2至结构底。两侧土体采用放坡开挖，纵向间隔3m跳段开挖，施作3m段内底板19下封底格栅，每开挖一榀及时架设一榀、喷射混凝土。纵向12m段内封底格栅全部完成后，铺设底板19防水层及防水保护层，安装钢筋，浇筑整段底板19混凝土。
待中导洞之间的底板19达到设计强度的80%后，拆除两侧放坡开挖土体，浇筑两侧边导洞与中导洞之间的底板19，待其达到设计强度的80%后，铺边墙18防水层，浇筑边墙18混凝土，封闭主体结构二衬。
浇筑站内结构，完成车站主体结构施工，如图14所示。
其中，图2至图14中的A、B、C、D、E是车站的轴线。
本发明通过对车站的主体和附属结构的进行合理空间布局，将风道、出入口等附属结构合并在主体结构外侧，使车站主体结构型式变为地下两层四跨，实现车站的主体和附属结构采用单一的施工方法进行施工，减少附属对周边地块的切割影响。
本发明经工程实践验证，地下两层四跨暗挖车站结构型式，具有减缓工期压力，对周边环境影响小，提高车站功能流畅性及抗震性能，安全可靠等优点，可适用于地铁车站附属占地协调难度大、工期较紧工程。
Claims (10)
1.一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
ⅰ.施工暗挖车站的边导洞，直至边导洞贯穿；
ⅱ.施工暗挖车站的中导洞，直至中导洞贯穿；
ⅲ.在下排的边导洞底部浇筑条形基础；
ⅳ.在下排的中导洞底部浇筑底纵梁；
ⅴ.在上排的边导洞内从上到下开挖边桩孔洞，直至边桩孔洞与下排的边导洞连接；
ⅵ.在上排的中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞，直至钢管柱孔洞与下排的中导洞连接；
ⅶ.在上排的两个边导洞内架设边桩钢筋笼，在下排的边导洞内设置边桩模板，自上排的边导洞内浇筑边桩；
ⅷ.在上排的中导洞内架设钢管柱，连接完成后，在钢管柱的周围回填中粗砂；
ⅸ.在上排的边导洞内安装桩顶冠梁；
ⅹ.在上排的中导洞内施工顶纵梁和预留纵向注浆主管；
ⅹⅰ.在上排两两相邻的导洞之间浇筑拱部主体二衬；
ⅹⅱ.在上排两两相邻的导洞之间施工主体初期支护及背后回填；
ⅹⅲ.开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护；
ⅹⅳ.在上排导洞与下排导洞之间施工中板；
ⅹⅴ.纵向分段继续向下开挖并拆除下排中导洞上的导洞初期支护；
ⅹⅵ.在下排中导洞之间浇筑底板，铺设边墙防水层；
ⅹⅶ.浇筑边墙的混凝土，封闭主体结构二衬；
ⅹⅷ.浇筑站内结构，完成车站主体结构施工。
2.根据权利要求1所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：步骤ⅹⅱ在上排两两相邻的导洞之间施工主体初期支护及背后回填中，主体初期支护与导洞的导洞初期支护连接。
3.根据权利要求1所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：步骤ⅹⅲ开挖跨间土体直至中板位置并拆除开挖土体范围内的导洞初期支护中，还包括以下过程：
首先，在上排中导洞与下排中导洞之间浇筑中纵梁，
然后，在上排边导洞与下排边导洞之间安装边墙。
4.根据权利要求1所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：步骤ⅰ施工暗挖车站的边导洞，直至边导洞贯穿，具体过程如下：
首先，开挖边导洞前，在隧道前方土体中搭设超前小导管；
然后，在边导洞上搭设导洞初期支护；
再后，完成边导洞的开挖。
5.根据权利要求4所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：所述边导洞包括上排边导洞和下排边导洞，上排边导洞和下排边导洞上下一一对应。
6.根据权利要求5所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：步骤ⅳ在下排的中导洞底部浇筑底纵梁，还包括以下过程：
在底纵梁底部预留底板连接件，在底纵梁内铺设防水板。
7.根据权利要求6所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：所述中导洞包括上排中导洞和下排中导洞，上排中导洞和下排中导洞上下一一对应。
8.根据权利要求7所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：所述下排中导洞高于下排边导洞。
9.根据权利要求1所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：步骤ⅵ在上排的中导洞内从上到下开挖钢管柱孔洞，直至钢管柱孔洞与下排的中导洞连接中，开挖钢管柱孔洞采用隔孔开挖的方式进行施工。
10.根据权利要求9所述的一种地下两层四跨暗挖车站结构的施工方法，其特征在于：步骤ⅷ在上排的中导洞内架设钢管柱，连接完成后，在钢管柱的周围回填中粗砂后，还要绑扎钢管内钢筋，浇筑钢管内混凝土。
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