CN115749802A - 实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构及施工方法，包括分批顶进的若干方钢管；若干所述方钢管包括A类锚固角管、B类锚固角管、C类锚固角管、工具角管、B类标准管和锚固标准管；施工包括如下步骤：暗挖地铁车站区域分批顶进方钢管；穿设波纹管及预应力筋、混凝土填充、张拉；暗挖地铁车站区域的混凝土填充剩余角管、挖土、施做内部结构；后期水平扩建区域的基坑开挖、内部结构回筑及换撑，及施工后浇带、完成与已建成的暗挖地铁车站结构的连接；对已完成暗挖地铁车站结构侧墙开孔实现扩建连通；最后进行上部空间吊顶过渡处理和底部装修面层铺装处理。本发明能够解决既有预应力束合管幕结构无法实现侧墙后开孔连通的难题。

Description

实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构及施工方法

技术领域

本发明涉及地铁车站建造技术领域，特别涉及实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构及施工方法。

背景技术

城市向地下拓展是国际化大都市发展的必然趋势，而先后建设的地下空间横向互连互通则成为我国各大城市合理利用地下空间的基本方针。

最典型的一类问题是地铁车站的周边商业开发与连通。地铁车站往往位于市政道路下方，采用明挖法施工面临的地下管线、地面交通、环境保护等问题越来越多。

近年来，一些学者提出采用预应力束合管幕法暗挖施工地铁车站，通过横向张拉预应力筋，将纵向顶进的离散的、小断面方钢管束合成可横向受力的整体结构，解决了无临时支撑、无土体加固、全断面挖土、超前支护与永久结构合一的富水软土地区暗挖建设难题，同时满足了绿色环保、快速施工的需求。

但是，既有的预应力束合管幕法由于需要整体受力，无法实现侧墙后开孔连通，从而限制了该工法的进一步大范围推广。

因此，需提出一种可实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构及施工方法，解决既有预应力束合管幕结构无法实现侧墙后开孔连通的难题，满足此类暗挖建设地铁车站周边商业开发与连通的需求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构及施工方法，实现的目的是能够解决既有预应力束合管幕结构无法实现侧墙后开孔连通的难题。

为实现上述目的，本发明公开了实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构，包括分批顶进的若干方钢管；每两根相邻的所述方钢管之间均通过相向外侧面的锁扣定位，完成对应地铁车站的水平向顶部、水平向底部，以及上下向侧部的分批顶进。

其中，若干所述方钢管包括A类锚固角管、B类锚固角管、C类锚固角管、工具角管、B类标准管和锚固标准管；

每一所述A类锚固角管均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧顶部角点；

每一所述B类锚固角管均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧底部角点；

每一所述C类锚固角管均位于对应所述地铁车站非扩建侧顶部角点和底部角点；

每一所述工具角管均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧所述A类锚固角管与所述B类锚固角管的上方和下方；

每一所述B类标准管均与相应的所述锚固标准管从上至下依次位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧所述A类锚固角管的下方；

每一所述锚固标准管均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧地下一层底部标高处；

每一所述B类标准管均位于相应的对应所述地铁车站后期水平扩建侧地下二层底部的所述B类锚固角管与相应的所述锚固标准管之间；

在若干所述方钢管中，除了所述A类锚固角管、所述B类锚固角管、所述C类锚固角管、所述工具角管、所述B类标准管和所述锚固标准管之外，其它的所述方钢管均为A类标准管。

优选的，每一所述A类锚固角管均在上下相对两边设置锁扣雄头，水平第三边设置锁扣雌头；

每一所述A类锚固角管上下相对两边设置多个交错布置的A类预开孔与多个B类预开孔；每一所述A类预开孔与相邻的所述B类预开孔的纵向间距为a；

每一所述A类锚固角管的水平第三边设置交错布置的所述A类预开孔及多个A类锚固端；每一所述A类预开孔与相邻的所A类锚固端的纵向间距为2a；

每一所述B类锚固角管上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，水平第三边设置锁扣雄头；

每一所述B类锚固角管上下相对两边设置多个交错布置的A类预开孔与多个B类预开孔；每一所述A类预开孔与相邻的所述B类预开孔的纵向间距为a；

每一所述B类锚固角管的水平第三边设置交错布置的所述A类预开孔及多个A类锚固端；每一所述A类预开孔与相邻的所A类锚固端的纵向间距为2a；

每一所述C类锚固角管与其它所述方钢管连接的相邻两侧分别设置锁扣雌雄头，其它所述方钢管连接的侧面交错布置的所述A类预开孔及多个A类锚固端；每一所述A类预开孔与相邻的所A类锚固端的纵向间距为2a；

每一所述工具角管仅单边设置锁扣雌头，其它所述方钢管连接的侧面交错设置所述A类预开孔、所述B类预开孔与相应的所述A类锚固端、所述B类锚固端；所述A类预开孔、所述B类预开孔与相应的所述A类锚固端、所述B类锚固端的纵向间距为a；

每一所述A类标准管其它所述方钢管连接的侧面分别设置锁扣雌雄头，并设置多个所述A类预开孔；每两个所述A类预开孔之间的纵向间距为2a；

每一所述B类标准管上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，其它所述方钢管连接的侧面在纵向连通开孔范围内，设置交错布置的多个所述A类预开孔与多个所述B类预开孔；每一所述A类预开孔与相邻的所述B类预开孔的纵向间距为a；

每一所述B类标准管在所述纵向连通开孔范围外设置多个所述A类预开孔；每两个所述A类预开孔之间的纵向间距为2a；

每一所述锚固标准管上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，与其它所述方钢管连接的两个侧面在所述纵向连通开孔范围内，一侧面设置交错布置的多个所述A类预开孔与多个所述B类预开孔，以及相应的所述B类锚固端，每一所述A类预开孔与相邻的所述B类预开孔的纵向间距为a，每两个所述B类预开孔之间的纵向间距为2a；另外一侧面设置多个所述A类预开孔；每两个所述A类预开孔之间的纵向间距为2a；

每一所述锚固标准管7在所述纵向连通开孔范围外设置多个所述A类预开孔；每两个所述A类预开孔之间的纵向间距为2a。

本发明还提供实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、暗挖地铁车站区域分批顶进方钢管；

通过每一所述方钢管外侧的锁扣定位，完成所述地铁车站水平向顶部、底部，以及上下向侧部的多根所述方钢管的分批顶进；

步骤2、暗挖地铁车站区域穿设波纹管及预应力筋、混凝土填充、张拉；

步骤3、暗挖地铁车站区域的混凝土填充剩余角管、挖土、施做内部结构；

步骤4、后期水平扩建区域的基坑开挖；

步骤5、后期水平扩建区域的内部结构回筑及换撑；

步骤6、后期水平扩建区域施工后浇带、完成与已建成的暗挖地铁车站结构的连接；

步骤7、已完成暗挖地铁车站结构侧墙开孔实现扩建连通；

步骤8、进行上部空间吊顶过渡处理，底部装修面层铺装处理，完成扩建连通。

优选的，所述步骤2具体如下：

首先，穿设波纹管及预应力筋；

水平向顶部与底部，即在每一所述A类锚固角管与相应的所述C类锚固角管之间、每一所述B类锚固角管与相应的所述C类锚固角管之间均穿设与所述A类预开孔对应的波纹管及预应力筋，通过所述A类锚固角管与所述B类锚固角管内水平向的所述A类锚固端夹稳、固定所述波纹管及预应力筋；

非扩建侧的上下向侧部，即在两处所述C类锚固角管之间穿设两处所述波纹管及预应力筋，与相应的所述A类预开孔对应，纵向间距为2a；

后期水平扩建侧的上下向侧部，即在两处所述工具角管之间穿设所述波纹管及预应力筋，与相应的A类预开孔对应，纵向间距为2a；

在相应的所述纵向在连通开孔范围内，穿设相应的所述工具角管与相应的所述锚固标准管之间的所述波纹管及预应力筋，与相应的所述B类预开孔对应，纵向间距为2a，与相应的所述A类预开孔对应的所述波纹管及预应力筋交错布置，利用所述锚固标准管内的所述B类锚固端夹稳、固定；

接着，混凝土浇筑除两处所述工具角管及两处所述C类锚固角管之外的所有区域；

最后，待混凝土达到强度后，施工人员进入两处所述工具角管内，张拉后期水平扩建侧的上下向侧部所有预应力筋；

在后期水平扩建侧的上下向侧部所有预应力筋达到设置张拉值后，利用所述工具角管内的所述A类锚固端与所述B类锚固端夹稳、固定相应的所述预应力筋；

之后，施工人员进入两处所述C类锚固角管内，张拉水平向顶部与底部、非扩建侧的上下向侧部预应力筋；

在水平向顶部与底部、非扩建侧的上下向侧部预应力筋达到设置张拉值后，利用所述C类锚固角管内的所述A类锚固端夹稳、固定预应力筋。

优选的，所述步骤3具体如下：

混凝土浇筑两处所述C类锚固角管；

待混凝土达到强度后，形成兼做永久结构的预应力束合管幕暗挖超前支护后，全断面挖土，结合使用功能自由施做内部结构。

优选的，所述步骤4具体如下：

地下2层暗挖地铁车站单侧扩建的地下1层水平3跨地下空间基坑开挖，包含相应的围护墙与内部支撑。

优选的，所述步骤5具体如下：

在所述步骤3的基础上继续向上回筑底板、侧墙、立柱、顶板，并扩建包含底板换撑的鳍式传力板带和顶板换撑的型钢传力撑的侧内部结构；

在已完成的暗挖地铁车站区域内，每一位于顶部的所述B类标准管内侧均沿纵向间隔1.0m设置钢板腋角进行增强；

在扩建所述侧内部结构的底板过程中，在与所述围护墙之间预留落低的空间后，顶紧所述围护墙，预留后浇带的施工区域，形成鳍式传力板带；

所述鳍式传力板带正常底板标高范围结合板钢筋预埋相应钢筋连接器，与相应的所述围护墙形成的施工缝范围内，相应的所述围护墙进行凿毛处理，并在新老混凝土接触面涂刷防水涂料，预埋两处遇水膨胀密封胶；

在扩建所述侧内部结构的顶板过程中，退开相应的所述围护墙一定距离，预留所述后浇带的施工区域；

与所述侧内部结构的顶板对应的所述围护墙沿宽度方向划分为A、B区段；

扩建所述侧内部结构顶板的后浇带22施工区域内架设型钢传力撑；

所述型钢传力撑一端焊接固定在所述侧内部结构顶板的预埋钢板及锚筋，另一端顶紧相应的所述围护墙的A区段中心；

所述侧内部结构的顶板内同时结合板钢筋预埋相应钢筋连接器。

优选的，所述步骤6具体如下：

在顶板处对应的所述后浇带上表面至底板处对应的所述后浇带下表面范围内，凿除相应的所述围护墙的B区段，通过所述步骤5预埋的所述钢筋连接器，绑扎相应的所述后浇带范围内的所述板钢筋，端部弯钩与预应力束合管幕钢管通过焊缝固定，采用微膨胀混凝土浇筑所述后浇带；

待混凝土达到强度后，完成相应的所述顶板的传力转换，拆除相应的所述型钢传力撑，凿除相应的所述围护墙的A区段，再采用同样流程施工另一所述后浇带；

两个所述后浇带与相应的所述顶板、相应的所述底板及相应的围护墙凿除线之间形成各两处施工缝，采用步骤5中相同过程施工相应的所述鳍式传力板带。

优选的，所述步骤7具体如下：

施工人员进入每一所述工具角管内，纵向连通开孔范围内解除相应的所述A类锚固端，抽出两处所述工具角管之间的所述预应力筋；

结合竖向荷载，通过计算由相应的所述A类锚固角管与下方相应的所述B类标准管依靠相应的所述工具角管与相应的所述锚固标准管的所述B类锚固端之间的局部预应力筋组成的预应力型钢混凝土复合梁的极限承载力，以及设计合理的单跨门洞跨度，判定需增设型钢柱的数量；

割除第一跨对应的所述纵向连通开孔范围内的所述A类标准管以及部分所述锚固标准管，裸露面利用相应的所述锚固标准管及相应的所述A类标准管的腹板焊接整圈封钢板，并增设所述型钢柱；

完成竖向荷载托换，切割下一跨，并按相同方法处理切割裸露面；

在切割时，切割线应结合地下空间净空要求，并同时避相应的所述锚固标准管内的所述B类锚固端。

优选的，所述封钢板与裸露面钢板之间、增设的每一所述型钢柱与所述封钢板之间的焊接连接要求均为坡口熔透焊。

本发明的有益效果：

本发明能够解决既有预应力束合管幕结构无法实现侧墙后开孔连通的难题，满足此类暗挖建设地铁车站周边商业开发与连通的需求。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例中暗挖地铁车站区域分批顶进方钢管的示意图。

图2示出本发明一实施例中工具角管纵向上下开孔及锚固端示意图。

图3示出本发明一实施例中A类锚固角管、B类锚固角管以及B类标准管纵向上下开孔示意图。

图4示出本发明一实施例中锚固标准管纵向上下开孔及锚固端示意图。

图5示出本发明一实施例中后期水平扩建侧的侧部纵向示意图。

图6示出本发明一实施例中暗挖地铁车站区域-穿设波纹管及预应力筋、混凝土填充、张拉的示意图。

图7示出本发明一实施例中暗挖地铁车站区域-混凝土填充剩余角管、挖土、施做内部结构的示意图。

图8示出本发明一实施例中后期水平扩建区域基坑开挖的示意图。

图9示出本发明一实施例中后期水平扩建区域内部结构回筑及换撑的示意图。

图10示出本发明一实施例中鳍式传力板带及施工缝做法示意图。

图11示出本发明一实施例中型钢传力撑平面布置示意图。

图12示出本发明一实施例中型钢传力撑做法示意图。

图13示出本发明一实施例中后期水平扩建区域-施工后浇带、完成与已完成暗挖地铁车站结构连接示意图。

图14示出本发明一实施例中顶板后浇带平面分布示意图。

图15示出本发明一实施例中型钢传力撑处后浇带做法示意图。

图16示出本发明一实施例中鳍式传力板带处后浇带做法示意图。

图17示出本发明一实施例中已完成暗挖地铁车站结构侧墙开孔实现扩建连通。

图18示出本发明一实施例中水平扩建连通后侧墙示意图。

图19示出本发明一实施例中新增柱做法示意图。

具体实施方式

实施例

如图1至图4所示，实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构，包括分批顶进的若干方钢管；每两根相邻的方钢管之间均通过相向外侧面的锁扣定位，完成对应地铁车站的水平向顶部、水平向底部，以及上下向侧部的分批顶进。

其中，若干方钢管包括A类锚固角管1、B类锚固角管2、C类锚固角管3、工具角管4、B类标准管6和锚固标准管7；

每一A类锚固角管1均位于对应地铁车站后期水平扩建侧顶部角点；

每一B类锚固角管2均位于对应地铁车站后期水平扩建侧底部角点；

每一C类锚固角管3均位于对应地铁车站非扩建侧顶部角点和底部角点；

每一工具角管4均位于对应地铁车站后期水平扩建侧A类锚固角管1与B类锚固角管2的上方和下方；

每一B类标准管6均与相应的锚固标准管7从上至下依次位于对应地铁车站后期水平扩建侧A类锚固角管1的下方；

每一锚固标准管7均位于对应地铁车站后期水平扩建侧地下一层底部标高处；

每一B类标准管6均位于相应的对应地铁车站后期水平扩建侧地下二层底部的B类锚固角管2与相应的锚固标准管7之间；

在若干方钢管中，除了A类锚固角管1、B类锚固角管2、C类锚固角管3、工具角管4、B类标准管6和锚固标准管7之外，其它的方钢管均为A类标准管5。

如图1所示，在某些实施例中，每一A类锚固角管1均在上下相对两边设置锁扣雄头，水平第三边设置锁扣雌头；

每一A类锚固角管1上下相对两边设置多个交错布置的A类预开孔11与多个B类预开孔12；每一A类预开孔11与相邻的B类预开孔12的纵向间距为a；

每一A类锚固角管1的水平第三边设置交错布置的A类预开孔11及多个A类锚固端9；每一A类预开孔11与相邻的所A类锚固端9的纵向间距为2a；

如图1和图3所示，每一B类锚固角管2上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，水平第三边设置锁扣雄头；

每一B类锚固角管2上下相对两边设置多个交错布置的A类预开孔11与多个B类预开孔12；每一A类预开孔11与相邻的B类预开孔12的纵向间距为a；

每一B类锚固角管2的水平第三边设置交错布置的A类预开孔11及多个A类锚固端9；每一A类预开孔11与相邻的所A类锚固端9的纵向间距为2a；

如图1所示，每一C类锚固角管3与其它方钢管连接的相邻两侧分别设置锁扣雌雄头，其它方钢管连接的侧面交错布置的A类预开孔11及多个A类锚固端9；每一A类预开孔11与相邻的所A类锚固端9的纵向间距为2a；

如图1和图2所示，每一工具角管4仅单边设置锁扣雌头，其它方钢管连接的侧面交错设置A类预开孔11、B类预开孔12与相应的A类锚固端9、B类锚固端10；A类预开孔11、B类预开孔12与相应的A类锚固端9、B类锚固端10的纵向间距为a；

如图1所示，每一A类标准管5其它方钢管连接的侧面分别设置锁扣雌雄头，并设置多个A类预开孔11；每两个A类预开孔11之间的纵向间距为2a；

如图1和图3所示，每一B类标准管6上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，其它方钢管连接的侧面在纵向连通开孔范围12内，设置交错布置的多个A类预开孔11与多个B类预开孔21；每一A类预开孔11与相邻的B类预开孔21的纵向间距为a；

每一B类标准管6在纵向连通开孔范围12外设置多个A类预开孔11；每两个A类预开孔11之间的纵向间距为2a；

如图1和图4所示，每一锚固标准管7上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，与其它方钢管连接的两个侧面在纵向连通开孔范围12内，一侧面设置交错布置的多个A类预开孔11与多个B类预开孔12，以及相应的B类锚固端10，每一A类预开孔11与相邻的B类预开孔21的纵向间距为a，每两个B类预开孔21之间的纵向间距为2a；另外一侧面设置多个A类预开孔11；每两个A类预开孔11之间的纵向间距为2a；

每一锚固标准管7在纵向连通开孔范围12外设置多个A类预开孔11；每两个A类预开孔11之间的纵向间距为2a。

如图1、图6至图9和图13所示，本发明还提供实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、暗挖地铁车站区域分批顶进方钢管；

通过每一方钢管外侧的锁扣定位，完成地铁车站水平向顶部、底部，以及上下向侧部的多根方钢管的分批顶进；

步骤2、暗挖地铁车站区域穿设波纹管及预应力筋8、混凝土填充、张拉；

步骤3、暗挖地铁车站区域的混凝土填充剩余角管、挖土、施做内部结构；

步骤4、后期水平扩建区域的基坑开挖；

步骤5、后期水平扩建区域的内部结构回筑及换撑；

步骤6、后期水平扩建区域施工后浇带、完成与已建成的暗挖地铁车站结构的连接；

步骤7、已完成暗挖地铁车站结构侧墙开孔实现扩建连通；

步骤8、进行上部空间吊顶过渡处理，底部装修面层铺装处理，完成扩建连通。

如图5和图6所示，在某些实施例中，步骤2具体如下：

首先，穿设波纹管及预应力筋8；

水平向顶部与底部，即在每一A类锚固角管1与相应的C类锚固角管3之间、每一B类锚固角管2与相应的C类锚固角管3之间均穿设与A类预开孔11对应的波纹管及预应力筋8，通过A类锚固角管1与B类锚固角管2内水平向的A类锚固端9夹稳、固定波纹管及预应力筋8；

非扩建侧的上下向侧部，即在两处C类锚固角管3之间穿设两处波纹管及预应力筋8，与相应的A类预开孔11对应，纵向间距为2a；

后期水平扩建侧的上下向侧部，即在两处工具角管4之间穿设波纹管及预应力筋8，与相应的A类预开孔11对应，纵向间距为2a；

在相应的纵向在连通开孔范围12内，穿设相应的工具角管4与相应的锚固标准管7之间的波纹管及预应力筋8，与相应的B类预开孔12对应，纵向间距为2a，与相应的A类预开孔11对应的波纹管及预应力筋8交错布置，利用锚固标准管7内的B类锚固端10夹稳、固定；

接着，混凝土浇筑除两处工具角管4及两处C类锚固角管3之外的所有区域；

最后，待混凝土达到强度后，施工人员进入两处工具角管4内，张拉后期水平扩建侧的上下向侧部所有预应力筋；

在后期水平扩建侧的上下向侧部所有预应力筋达到设置张拉值后，利用工具角管4内的A类锚固端9与B类锚固端10夹稳、固定相应的预应力筋；

之后，施工人员进入两处C类锚固角管3内，张拉水平向顶部与底部、非扩建侧的上下向侧部预应力筋；

在水平向顶部与底部、非扩建侧的上下向侧部预应力筋达到设置张拉值后，利用C类锚固角管3内的A类锚固端9夹稳、固定预应力筋。

如图7所示，在某些实施例中，步骤3具体如下：

混凝土浇筑两处C类锚固角管3；

待混凝土达到强度后，形成兼做永久结构的预应力束合管幕暗挖超前支护后，全断面挖土，结合使用功能自由施做内部结构。

如图8所示，在某些实施例中，步骤4具体如下：

地下2层暗挖地铁车站单侧扩建的地下1层水平3跨地下空间基坑开挖，包含相应的围护墙13与内部支撑14。

在实际应用中，基坑开挖内容为常规技术措施，不同实施例应综合考虑开挖深度、水文地质、施工场地、周边环境、工程投资、工期节点等因素确定。

如图9是图12所示，在某些实施例中，步骤5具体如下：

在步骤3的基础上继续向上回筑底板、侧墙、立柱、顶板，并扩建包含底板换撑的鳍式传力板带16和顶板换撑的型钢传力撑20的侧内部结构15；

在已完成的暗挖地铁车站区域内，每一位于顶部的B类标准管6内侧均沿纵向间隔1.0m设置钢板腋角24进行增强；

在扩建侧内部结构15的底板过程中，在与围护墙13之间预留落低的空间后，顶紧围护墙13，预留后浇带22的施工区域，形成鳍式传力板带16；

鳍式传力板带16正常底板标高范围结合板钢筋17预埋相应钢筋连接器18，与相应的围护墙13形成的施工缝21范围内，相应的围护墙13进行凿毛处理，并在新老混凝土接触面涂刷防水涂料，预埋两处遇水膨胀密封胶19；

在扩建侧内部结构15的顶板过程中，退开相应的围护墙13一定距离，预留后浇带22的施工区域；

与侧内部结构15的顶板对应的围护墙13沿宽度方向划分为A、B区段；

扩建侧内部结构15顶板的后浇带22施工区域内架设型钢传力撑20；

型钢传力撑20一端焊接固定在侧内部结构15顶板的预埋钢板及锚筋23，另一端顶紧相应的围护墙13的A区段中心；

侧内部结构15的顶板内同时结合板钢筋17预埋相应钢筋连接器18。

如图13至图16所示，在某些实施例中，步骤6具体如下：

在顶板处对应的后浇带22上表面至底板处对应的后浇带22下表面范围内，凿除相应的围护墙13的B区段，通过步骤5预埋的钢筋连接器18，绑扎相应的后浇带22范围内的板钢筋17，端部弯钩与预应力束合管幕钢管通过焊缝25固定，采用微膨胀混凝土浇筑后浇带22；

待混凝土达到强度后，完成相应的顶板的传力转换，拆除相应的型钢传力撑20，凿除相应的围护墙13的A区段，再采用同样流程施工另一后浇带22；

两个后浇带22与相应的顶板、相应的底板及相应的围护墙13凿除线之间形成各两处施工缝21，采用步骤5中相同过程施工相应的鳍式传力板带16。

如图17至图19所示，在某些实施例中，步骤7具体如下：

施工人员进入每一工具角管4内，纵向连通开孔范围12内解除相应的A类锚固端9，抽出两处工具角管4之间的预应力筋8；

结合竖向荷载，通过计算由相应的A类锚固角管1与下方相应的B类标准管6依靠相应的工具角管4与相应的锚固标准管7的B类锚固端10之间的局部预应力筋组成的预应力型钢混凝土复合梁的极限承载力，以及设计合理的单跨门洞跨度，判定需增设型钢柱26的数量；

割除第一跨对应的纵向连通开孔范围12内的A类标准管5以及部分锚固标准管7，裸露面利用相应的锚固标准管7及相应的A类标准管5的腹板焊接整圈封钢板28，并增设型钢柱26；

完成竖向荷载托换，切割下一跨，并按相同方法处理切割裸露面；

在切割时，切割线应结合地下空间净空要求，并同时避相应的锚固标准管7内的B类锚固端10。

在某些实施例中，封钢板28与裸露面钢板之间、增设的每一型钢柱26与封钢板28之间的焊接连接要求均为坡口熔透焊29。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构，包括分批顶进的若干方钢管；其特征在于，每两根相邻的所述方钢管之间均通过相向外侧面的锁扣定位，完成对应地铁车站的水平向顶部、水平向底部，以及上下向侧部的分批顶进；

若干所述方钢管包括A类锚固角管(1)、B类锚固角管(2)、C类锚固角管(3)、工具角管(4)、B类标准管(6)和锚固标准管(7)；

每一所述A类锚固角管(1)均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧顶部角点；

每一所述B类锚固角管(2)均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧底部角点；

每一所述C类锚固角管(3)均位于对应所述地铁车站非扩建侧顶部角点和底部角点；

每一所述工具角管(4)均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧所述A类锚固角管(1)与所述B类锚固角管(2)的上方和下方；

每一所述B类标准管(6)均与相应的所述锚固标准管(7)从上至下依次位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧所述A类锚固角管(1)的下方；

每一所述锚固标准管(7)均位于对应所述地铁车站后期水平扩建侧地下一层底部标高处；

每一所述B类标准管(6)均位于相应的对应所述地铁车站后期水平扩建侧地下二层底部的所述B类锚固角管(2)与相应的所述锚固标准管(7)之间；

在若干所述方钢管中，除了所述A类锚固角管(1)、所述B类锚固角管(2)、所述C类锚固角管(3)、所述工具角管(4)、所述B类标准管(6)和所述锚固标准管(7)之外，其它的所述方钢管均为A类标准管(5)。

2.根据权利要求1所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，每一所述A类锚固角管(1)均在上下相对两边设置锁扣雄头，水平第三边设置锁扣雌头；

每一所述A类锚固角管(1)上下相对两边设置多个交错布置的A类预开孔(11)与多个B类预开孔(12)；每一所述A类预开孔(11)与相邻的所述B类预开孔(12)的纵向间距为a；

每一所述A类锚固角管(1)的水平第三边设置交错布置的所述A类预开孔(11)及多个A类锚固端(9)；每一所述A类预开孔(11)与相邻的所A类锚固端(9)的纵向间距为2a；

每一所述B类锚固角管(2)上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，水平第三边设置锁扣雄头；

每一所述B类锚固角管(2)上下相对两边设置多个交错布置的A类预开孔(11)与多个B类预开孔(12)；每一所述A类预开孔(11)与相邻的所述B类预开孔(12)的纵向间距为a；

每一所述B类锚固角管(2)的水平第三边设置交错布置的所述A类预开孔(11)及多个A类锚固端(9)；每一所述A类预开孔(11)与相邻的所A类锚固端(9)的纵向间距为2a；

每一所述C类锚固角管(3)与其它所述方钢管连接的相邻两侧分别设置锁扣雌雄头，其它所述方钢管连接的侧面交错布置的所述A类预开孔(11)及多个A类锚固端(9)；每一所述A类预开孔(11)与相邻的所A类锚固端(9)的纵向间距为2a；

每一所述工具角管(4)仅单边设置锁扣雌头，其它所述方钢管连接的侧面交错设置所述A类预开孔(11)、所述B类预开孔(12)与相应的所述A类锚固端(9)、所述B类锚固端(10)；所述A类预开孔(11)、所述B类预开孔(12)与相应的所述A类锚固端(9)、所述B类锚固端(10)的纵向间距为a；

每一所述A类标准管(5)其它所述方钢管连接的侧面分别设置锁扣雌雄头，并设置多个所述A类预开孔(11)；每两个所述A类预开孔(11)之间的纵向间距为2a；

每一所述B类标准管(6)上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，其它所述方钢管连接的侧面在纵向连通开孔范围(12)内，设置交错布置的多个所述A类预开孔(11)与多个所述B类预开孔(21)；每一所述A类预开孔(11)与相邻的所述B类预开孔(21)的纵向间距为a；

每一所述B类标准管(6)在所述纵向连通开孔范围(12)外设置多个所述A类预开孔(11)；每两个所述A类预开孔(11)之间的纵向间距为2a；

每一所述锚固标准管(7)上下相对两边分别设置锁扣雌雄头，与其它所述方钢管连接的两个侧面在所述纵向连通开孔范围(12)内，一侧面设置交错布置的多个所述A类预开孔(11)与多个所述B类预开孔(12)，以及相应的所述B类锚固端(10)，每一所述A类预开孔(11)与相邻的所述B类预开孔(21)的纵向间距为a，每两个所述B类预开孔(21)之间的纵向间距为2a；另外一侧面设置多个所述A类预开孔(11)；每两个所述A类预开孔(11)之间的纵向间距为2a；

每一所述锚固标准管7在所述纵向连通开孔范围(12)外设置多个所述A类预开孔(11)；每两个所述A类预开孔(11)之间的纵向间距为2a。

3.根据权利要求2所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、暗挖地铁车站区域分批顶进方钢管；

通过每一所述方钢管外侧的锁扣定位，完成所述地铁车站水平向顶部、底部，以及上下向侧部的多根所述方钢管的分批顶进；

步骤2、暗挖地铁车站区域穿设波纹管及预应力筋(8)、混凝土填充、张拉；

步骤3、暗挖地铁车站区域的混凝土填充剩余角管、挖土、施做内部结构；

步骤4、后期水平扩建区域的基坑开挖；

步骤5、后期水平扩建区域的内部结构回筑及换撑；

步骤6、后期水平扩建区域施工后浇带、完成与已建成的暗挖地铁车站结构的连接；

步骤7、已完成暗挖地铁车站结构侧墙开孔实现扩建连通；

步骤8、进行上部空间吊顶过渡处理，底部装修面层铺装处理，完成扩建连通。

4.根据权利要求3所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：

首先，穿设波纹管及预应力筋(8)；

水平向顶部与底部，即在每一所述A类锚固角管(1)与相应的所述C类锚固角管(3)之间、每一所述B类锚固角管(2)与相应的所述C类锚固角管(3)之间均穿设与所述A类预开孔(11)对应的波纹管及预应力筋(8)，通过所述A类锚固角管(1)与所述B类锚固角管(2)内水平向的所述A类锚固端(9)夹稳、固定所述波纹管及预应力筋(8)；

非扩建侧的上下向侧部，即在两处所述C类锚固角管(3)之间穿设两处所述波纹管及预应力筋(8)，与相应的所述A类预开孔(11)对应，纵向间距为2a；

后期水平扩建侧的上下向侧部，即在两处所述工具角管(4)之间穿设所述波纹管及预应力筋(8)，与相应的A类预开孔(11)对应，纵向间距为2a；

在相应的所述纵向在连通开孔范围(12)内，穿设相应的所述工具角管(4)与相应的所述锚固标准管(7)之间的所述波纹管及预应力筋(8)，与相应的所述B类预开孔(12)对应，纵向间距为2a，与相应的所述A类预开孔(11)对应的所述波纹管及预应力筋(8)交错布置，利用所述锚固标准管(7)内的所述B类锚固端(10)夹稳、固定；

接着，混凝土浇筑除两处所述工具角管(4)及两处所述C类锚固角管(3)之外的所有区域；

最后，待混凝土达到强度后，施工人员进入两处所述工具角管(4)内，张拉后期水平扩建侧的上下向侧部所有预应力筋；

在后期水平扩建侧的上下向侧部所有预应力筋达到设置张拉值后，利用所述工具角管(4)内的所述A类锚固端(9)与所述B类锚固端(10)夹稳、固定相应的所述预应力筋；

之后，施工人员进入两处所述C类锚固角管(3)内，张拉水平向顶部与底部、非扩建侧的上下向侧部预应力筋；

在水平向顶部与底部、非扩建侧的上下向侧部预应力筋达到设置张拉值后，利用所述C类锚固角管(3)内的所述A类锚固端(9)夹稳、固定预应力筋。

5.根据权利要求4所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述步骤3具体如下：

混凝土浇筑两处所述C类锚固角管(3)；

待混凝土达到强度后，形成兼做永久结构的预应力束合管幕暗挖超前支护后，全断面挖土，结合使用功能自由施做内部结构。

6.根据权利要求6所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述步骤4具体如下：

地下2层暗挖地铁车站单侧扩建的地下1层水平3跨地下空间基坑开挖，包含相应的围护墙(13)与内部支撑(14)。

7.根据权利要求5所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述步骤5具体如下：

在所述步骤3的基础上继续向上回筑底板、侧墙、立柱、顶板，并扩建包含底板换撑的鳍式传力板带(16)和顶板换撑的型钢传力撑(20)的侧内部结构(15)；

在已完成的暗挖地铁车站区域内，每一位于顶部的所述B类标准管(6)内侧均沿纵向间隔1.0m设置钢板腋角(24)进行增强；

在扩建所述侧内部结构(15)的底板过程中，在与所述围护墙(13)之间预留落低的空间后，顶紧所述围护墙(13)，预留后浇带(22)的施工区域，形成鳍式传力板带(16)；

所述鳍式传力板带(16)正常底板标高范围结合板钢筋(17)预埋相应钢筋连接器(18)，与相应的所述围护墙(13)形成的施工缝(21)范围内，相应的所述围护墙(13)进行凿毛处理，并在新老混凝土接触面涂刷防水涂料，预埋两处遇水膨胀密封胶(19)；

在扩建所述侧内部结构(15)的顶板过程中，退开相应的所述围护墙(13)一定距离，预留所述后浇带(22)的施工区域；

与所述侧内部结构(15)的顶板对应的所述围护墙(13)沿宽度方向划分为A、B区段；

扩建所述侧内部结构(15)顶板的后浇带22施工区域内架设型钢传力撑(20)；

所述型钢传力撑(20)一端焊接固定在所述侧内部结构(15)顶板的预埋钢板及锚筋(23)，另一端顶紧相应的所述围护墙(13)的A区段中心；

所述侧内部结构(15)的顶板内同时结合板钢筋(17)预埋相应钢筋连接器(18)。

8.根据权利要求7所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述步骤6具体如下：

在顶板处对应的所述后浇带(22)上表面至底板处对应的所述后浇带(22)下表面范围内，凿除相应的所述围护墙(13)的B区段，通过所述步骤5预埋的所述钢筋连接器(18)，绑扎相应的所述后浇带(22)范围内的所述板钢筋(17)，端部弯钩与预应力束合管幕钢管通过焊缝(25)固定，采用微膨胀混凝土浇筑所述后浇带(22)；

待混凝土达到强度后，完成相应的所述顶板的传力转换，拆除相应的所述型钢传力撑(20)，凿除相应的所述围护墙(13)的A区段，再采用同样流程施工另一所述后浇带(22)；

两个所述后浇带(22)与相应的所述顶板、相应的所述底板及相应的围护墙(13)凿除线之间形成各两处施工缝(21)，采用步骤5中相同过程施工相应的所述鳍式传力板带(16)。

9.根据权利要求8所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述步骤7具体如下：

施工人员进入每一所述工具角管(4)内，纵向连通开孔范围(12)内解除相应的所述A类锚固端(9)，抽出两处所述工具角管(4)之间的所述预应力筋(8)；

结合竖向荷载，通过计算由相应的所述A类锚固角管(1)与下方相应的所述B类标准管(6)依靠相应的所述工具角管(4)与相应的所述锚固标准管(7)的所述B类锚固端(10)之间的局部预应力筋组成的预应力型钢混凝土复合梁的极限承载力，以及设计合理的单跨门洞跨度，判定需增设型钢柱(26)的数量；

割除第一跨对应的所述纵向连通开孔范围(12)内的所述A类标准管(5)以及部分所述锚固标准管(7)，裸露面利用相应的所述锚固标准管(7)及相应的所述A类标准管(5)的腹板焊接整圈封钢板(28)，并增设所述型钢柱(26)；

完成竖向荷载托换，切割下一跨，并按相同方法处理切割裸露面；

在切割时，切割线应结合地下空间净空要求，并同时避相应的所述锚固标准管(7)内的所述B类锚固端(10)。

10.根据权利要求9所述的实现地铁车站水平扩建的预应力束合管幕结构的施工方法，其特征在于，所述封钢板(28)与裸露面钢板之间、增设的每一所述型钢柱(26)与所述封钢板(28)之间的焊接连接要求均为坡口熔透焊(29)。

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