CN117107777A - 一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其步骤包括：放坡开挖车站基坑，及时施作坡面防护和截水沟；施作车站基坑与区间马头门处超前支护；开挖区间隧道并在洞口处联立三榀初支钢架；开挖区间至两倍洞跨进深后对掌子面进行临时封堵；区间明洞段回填素混凝土至初支底部并施作初支结构；施作车站底板、部分侧墙及区间仰拱结构与防水；施作车站中板、部分侧墙及区间拱墙结构与防水；回填素混凝土至区间拱顶以上；施作车站顶板及剩余侧墙结构；施作车站顶板及剩余侧墙防水层并进行覆土回填。本发明所述的方法可以避免在车站主体与区间二衬接槎处设置施工缝，同时解决了从明挖放坡基坑直接施工暗挖区间的难题。
Description
技术领域
本发明涉及暗挖施工技术领域，具体涉及一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法。
背景技术
近年来，随着国内社会经济的快速发展，城市化进程也越来越快，作为解决交通拥堵最有效的方式，地铁在我国各大城市的建设也得到了飞速发展。由于地铁结构是设计年限达100年的公用工程，因此对地铁结构的施工和运营安全及结构耐久性要求很高。地铁建设过程中常常会遇到明挖车站接暗挖区间的情况，目前此类明挖车站常见的支护形式多为桩撑、桩锚或地连墙等，在车站完成基坑开挖并施作主体结构后再对支护结构进行破除，然后开挖相接的区间暗挖隧道。
但是这种做法的缺点主要包括以下三个方面：一是车站明挖主体结构与区间暗挖隧道二衬接槎处需要设置施工缝，但是该接槎处受力比较复杂，一直是地铁工程结构与防水施工中最为关键和困难的环节，在地铁后期运营中出现的结构损伤、开裂甚至是渗漏水现象多发生在此处；二是车站主体基坑需要采用造价更高、施工工序更复杂、工期更长的支护形式，忽略了潜在可行的明挖放坡支护方法；三是区间暗挖隧道需要等到车站主体结构施作完成之后再进行开挖，拉长了项目的施工工期。
因此，需要研究一种工艺更加简便、造价更加经济、工期更加节约、质量更加可控的从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法。
解决上述技术问题的意义在于：本发明所述的方法可以避免在车站主体与区间二衬接槎处设置施工缝，同时本施工方法给具备放坡条件的明挖车站接暗挖区间的工况提供了新的施工方法选择。与传统的从明挖车站进暗挖区间的施工方法相比，本发明所述的方法具有结构安全性能与防水效果更优、造价更低、工期更省、施工工艺简单以及几乎不产生废弃工程的特点，有着广泛的推广前景。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，其目的是提供一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法。
本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：
一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，包括以下步骤：
步骤S1：放坡开挖车站基坑，及时施作坡面防护和截水沟；
步骤S2：施作车站基坑与区间马头门处超前支护；
步骤S3：开挖区间隧道并在洞口处联立三榀初支钢架；
步骤S4：开挖区间至两倍洞跨进深后对掌子面进行临时封堵；
步骤S5：区间明洞段回填素混凝土至初支底部并施作初支结构；
步骤S6：施作车站底板、部分侧墙及区间仰拱的结构与防水；
步骤S7：施作车站中板、部分侧墙及区间拱墙的结构与防水；
步骤S8：回填素混凝土至区间拱顶以上；
步骤S9：施作车站顶板及剩余侧墙结构；
步骤S10：施作车站顶板及剩余侧墙防水层并进行覆土回填。
优选的，所述步骤S1中，按设计要求逐级对车站基坑进行放坡开挖至基底高程，开挖过程中及时打设车站基坑坡面锚杆、开挖截水沟并做车站基坑坡面挂网喷混。
优选的，所述步骤S2中，在车站基坑的坡面上沿区间拱顶周围打设马头门超前支护，并对拱顶围岩进行注浆加固。
优选的，所述步骤S2中，车站基坑开挖至适当深度后，在车站基坑坡面挂网喷混的坡面上沿区间隧道外轮廓直接施作马头门超前支护。
进一步优选的，所述步骤S3中，由车站向区间方向开挖隧道，对隧道范围内的车站基坑坡面挂网喷混和车站基坑坡面锚杆切割与清理，并在进洞处联立三榀初支钢架，同时取消打设在此处的区间系统锚杆。
优选的，所述步骤S4中，完成步骤S3后继续向前开挖区间隧道，并及时打设区间系统锚杆、架设区间初支钢架并对围岩进行区间初支挂网喷混的处理，待开挖至两倍洞跨进深后停止开挖，并在掌子面上打设掌子面封堵锚杆，最后施作掌子面挂网喷混。
优选的，所述步骤S5中，在区间明洞段将第一部分素混凝土回填至区间初支底部并施作初支结构；所述初支结构包括将第一部分素混凝土终凝后架设区间明洞段的区间初支钢架，然后在钢架外侧支模板并对钢架进行区间初支挂网喷混，完成初支结构，
优选的，所述步骤S8中，回填第二部分素混凝土至区间拱顶以上不小于2.5m处。
优选的，所述步骤S6、步骤S7、步骤S9中，防水按照结构的先后顺序同步进行铺设防水层、绑扎钢筋笼、支模板和浇筑混凝土。
优选的，所述区间隧道开挖时应将车站基坑坡面防护与区间隧道初支的钢筋网焊接，并将焊接接口处与区间隧道初支同步进行锚喷处理，形成整体支护受力体系。
优选的，所述区间明洞段的初支结构与车站侧墙外缘保留至少100mm间距。
本发明的有益效果是：
解决了车站明挖主体结构与区间暗挖隧道二衬接槎处容易出现结构损伤、开裂甚至是渗漏水的问题；解决了明挖车站接暗挖区间的传统施工方案工序复杂、工程造价更高、废弃工程更多的问题；解决了区间暗挖隧道需要在车站主体结构施作完成之后才能进行开挖，工期更长的问题。
本发明提供了一种地铁车站明挖放坡基坑与暗挖区间隧道统筹施工的方法，可以避免在车站主体与区间二衬接槎处留设施工缝，大大提升了车站与区间接槎处主体结构与防水层的施工质量，能够有效提高地下结构的耐久性和使用安全；同时，本施工方法通过在车站主体基坑坡面上开马头门同步进行区间隧道开挖，然后施作区间暗挖段和明洞段初支结构，并将区间隧道初支与车站基坑坡面相交处的钢筋网有效焊接为一个整体，创造性的解决了明挖放坡基坑进暗挖区间施工的难题，改变了以往明挖车站进暗挖区间施工工序复杂、工程造价高、废弃工程多且车站与区间不能同时开挖的现状，在施工过程中可以大大缩短施工工期、降低工程造价。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是本发明中提供的施工方法流程图；
图2是本发明中明挖放坡车站与暗挖区间支护平面图；
图3是本发明中明挖车站放坡基坑开挖及马头门超前支护纵剖面图；
图4是本发明中区间隧道开挖及初支施作纵剖面图；
图5是本发明中车站底板、部分侧墙及变形缝以内区间仰拱结构施作纵剖面图；
图6是本发明中车站中板、部分侧墙及变形缝以内区间拱墙结构施作及素混凝土回填纵剖面图；
图7是本发明中车站顶板及剩余侧墙结构施作及覆土回填纵剖面图；
图8是本发明中车站与区间接槎处基坑回填横剖面图；
图9是本发明中区间掌子面临时封堵措施大样图；
图10是本发明图6中A节点防水构造大样图。
图中：
1-车站基坑坡面挂网喷混；2-车站基坑坡面锚杆；3-马头门超前支护；4-截水沟；5-联立三榀初支钢架；6-区间初支钢架；7-区间系统锚杆；8-区间初支挂网喷混；9-掌子面封堵锚杆；10-掌子面挂网喷混；11-第一部分素混凝土；12-车站底板、部分侧墙及变形缝以内区间仰拱结构；13-变形缝；14-车站中板、部分侧墙及变形缝以内区间拱墙结构；15-第二部分素混凝土；16-车站顶板及剩余侧墙结构；17-覆土。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图1-图10具体说明本发明。
如图1所示，一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，包括以下步骤：
步骤S1：放坡开挖车站基坑，及时施作坡面防护和截水沟；
步骤S2：施作车站基坑与区间马头门处超前支护；
步骤S3：开挖区间隧道并在洞口处联立三榀初支钢架；
步骤S4：开挖区间至两倍洞跨进深后对掌子面进行临时封堵；
步骤S5：区间明洞段回填素混凝土至初支底部并施作初支结构；
步骤S6：施作车站底板、部分侧墙及区间仰拱的结构与防水；
步骤S7：施作车站中板、部分侧墙及区间拱墙的结构与防水；
步骤S8：回填素混凝土至区间拱顶以上；
步骤S9：施作车站顶板及剩余侧墙结构；
步骤S10：施作车站顶板及剩余侧墙防水层并进行覆土回填。
工作过程：
所述步骤S1~S2中，如图2和图3所示，按设计要求对车站基坑进行分层放坡开挖至基底高程，开挖过程中及时打设车站基坑坡面锚杆2、开挖截水沟4并对车站基坑坡面挂网喷混1，然后在车站基坑坡面上沿区间拱顶周围打设马头门超前支护3，并对拱顶围岩进行注浆加固。马头门超前支护3可采用6m长的双排小导管，环向间距0.4m，内外排小导管角度分别为10°和15°；
所述步骤S3中，如图4所示，待马头门超前支护3所注浆液终凝之后，由车站向区间方向开挖隧道，开挖时应注意对隧道范围内车站基坑坡面挂网喷混1和车站基坑坡面锚杆2的切割与清理，并在进洞处联立三榀初支钢架5同时取消打设此处的区间系统锚杆7；
所述步骤S4中，如图9所示，继续向前开挖区间隧道，并及时打设区间系统锚杆7、架设区间初支钢架6并对围岩进行区间初支挂网喷混8处理，待开挖至两倍洞跨进深后停止开挖，并在掌子面上打设掌子面封堵锚杆9，掌子面封堵锚杆9的水平和竖向间距一般为2m×1m，梅花形布置，长度一般取3~4m，最后施作掌子面挂网喷混10；
所述步骤S5中，如图4和图8所示，区间明洞段回填第一部分素混凝土11至初支底部施作初支结构，待素混凝土终凝后架设区间明洞段的区间初支钢架6，然后在区间初支钢架6的外侧支模板并对区间初支钢架6进行区间初支挂网喷混8，素混凝土选择C20素混凝土，在施工过程中的可塑性和流动性较好，便于浇筑和成型。
所述步骤S6中，如图5和图10所示，针对车站底板、部分侧墙及变形缝以内区间仰拱结构12，按照先后顺序同步进行铺设防水层、绑扎钢筋笼、支模板和浇筑混凝土，变形缝13应设置在车站端墙以外1.0~1.5m处；
所述步骤S7~S86中，如图6、图8和图10所示，待上一步施作混凝土达到设计强度后，针对车站中板、部分侧墙及变形缝以内区间拱墙结构14，按照先后顺序同步进行铺设防水层、绑扎钢筋笼、支模板和浇筑混凝土，待上一步施作混凝土达到设计强度后，进行第二部分素混凝土15回填，回填至区间拱顶上不小于2.5m处，此处素混凝土仍选择C20素混凝土；
所述步骤S9~S10中，如图7和图8所示，待回填的第二部分素混凝土15达到终凝以后，针对车站顶板和剩余侧墙结构，按照先后顺序进行绑扎钢筋笼、支模板和浇筑混凝土，待车站顶板及剩余侧墙结构16达到设计强度后铺设防水层及保护层，然后分层回填压实覆土17至设计地面高程。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述步骤S2中，车站基坑开挖至适当深度后，在车站基坑坡面挂网喷混1的坡面上沿区间隧道外轮廓直接施作马头门超前支护3。直接在区间隧道外轮廓处施工，目的是保证区间隧道的稳定和安全。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述区间隧道开挖时应将车站基坑坡面防护与区间隧道初支的钢筋网焊接，并将焊接接口处与区间隧道初支同步进行锚喷处理，形成整体支护受力体系。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述区间明洞段的初支结构与车站侧墙外缘保留至少100mm间距，给侧墙防水层留下施作空间。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述步骤S5中，所述区间明洞段回填至初支底部的C20素混凝土是作为所述区间明洞段的区间初支钢架6的底座使用。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述步骤S6和S7中，所述车站主体结构与变形缝13以内区间二衬结构的混凝土是同步进行浇筑的，在接槎处不存在施工缝。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述区间明洞段的区间初支结构作为区间拱墙防水层的支架以及二衬结构的外模使用。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述车站主体与区间二衬结构的接槎处不存在施工缝，故接槎处防水节点可以简化处理：首先将区间防水及防水加强层铺设至区间与车站接槎处，其次铺设车站侧墙防水及防水加强层直至覆盖一部分区间防水层，然后在车站与区间接槎处铺设附加防水层材料进行防水效果加强处理，最后铺设土工布缓冲层。
综上所述，本发明提供了一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，解决了从明挖放坡基坑直接施工暗挖区间的难题，改变了以往明挖车站进暗挖区间施工工序复杂、工程造价高、废弃工程多且车站与区间不能同时开挖的现状，在施工过程中施工工期、降低工程造价。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：放坡开挖车站基坑，及时施作坡面防护和截水沟；
步骤S2：施作车站基坑与区间马头门处超前支护；
步骤S3：开挖区间隧道并在洞口处联立三榀初支钢架；
步骤S4：开挖区间至两倍洞跨进深后对掌子面进行临时封堵；
步骤S5：区间明洞段回填素混凝土至初支底部并施作初支结构；
步骤S6：施作车站底板、部分侧墙及区间仰拱的结构与防水；
步骤S7：施作车站中板、部分侧墙及区间拱墙的结构与防水；
步骤S8：回填素混凝土至区间拱顶以上；
步骤S9：施作车站顶板及剩余侧墙结构；
步骤S10：施作车站顶板及剩余侧墙防水层并进行覆土回填。
2.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S1中，按设计要求逐级对车站基坑进行放坡开挖至基底高程，开挖过程中及时打设车站基坑坡面锚杆、开挖截水沟并做车站基坑坡面挂网喷混。
3.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S2中，在车站基坑的坡面上沿区间拱顶周围打设马头门超前支护，并对拱顶围岩进行注浆加固。
4.根据权利要求2所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S3中，由车站向区间方向开挖隧道，对隧道范围内的车站基坑坡面挂网喷混和车站基坑坡面锚杆切割与清理，并在进洞处联立三榀初支钢架，同时取消打设在此处的区间系统锚杆。
5.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S4中，完成步骤S3后继续向前开挖区间隧道，并及时打设区间系统锚杆、架设区间初支钢架并对围岩进行区间初支挂网喷混的处理，待开挖至两倍洞跨进深后停止开挖，并在掌子面上打设掌子面封堵锚杆，最后施作掌子面挂网喷混。
6.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S5中，在区间明洞段将第一部分素混凝土回填至区间初支底部并施作初支结构；所述初支结构包括将第一部分素混凝土终凝后架设区间明洞段的区间初支钢架，然后在钢架外侧支模板并对钢架进行区间初支挂网喷混，完成初支结构。
7.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S8中，回填第二部分素混凝土至区间拱顶以上不小于2.5m处。
8.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述步骤S6、步骤S7、步骤S9中，防水按照结构的先后顺序同步进行铺设防水层、绑扎钢筋笼、支模板和浇筑混凝土。
9.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述区间隧道开挖时应将车站基坑坡面防护与区间隧道初支的钢筋网焊接，并将焊接接口处与区间隧道初支同步进行锚喷处理，形成整体支护受力体系。
10.根据权利要求1所述的一种从明挖放坡基坑施工暗挖地铁区间的方法，其特征在于：所述区间明洞段的初支结构与车站侧墙外缘保留至少100mm间距。
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