CN117144971A - 一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，涉及轨道交通施工技术领域，针对目前跨河地铁地下车站施工效率低且长期运行可靠性差的问题，在设置围堰后，处于上游的围堰兼做施工便道，在支护结构施工时直接于上游围堰施工，增加围堰的强度并提高其防渗透能力，将基坑支护机构中的临时支撑结构、临时支护结构设计为永久结构，提高地下地铁车站的抗浮能力，大大减少施工材料浪费，满足车站长期运行的可靠性要求，设置导流管进行河水导流，满足排水需求，满足防洪要求。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通施工技术领域，具体涉及一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法。
背景技术
随着城市轨道交通线网规划与建设越来越密，修建的地铁车站越来越多，在车站的站位规划与实施建设过程中会遇到很多难题，比如跨河地铁地下车站如何进行修建。跨河地铁地下车站在修建过程中将面临施工前河中水截流、河水导流、施工所需便道运输物料、施工过程中防洪风险、基坑止水降水排水、施工后车站结构抗浮、河底冲刷等一系列问题。
通过采用现有的技术手段，例如建造水闸、水坝或者利用水泵系统进行水位控制，同时，为了保证施工的顺利进行，需要考虑如何运输施工所需的物料和设备，一般通过使用集装箱、输送带等便道设备，将物料和设备从陆地运输至施工现场。为了应对地下水位上升导致的浮力压力，可以采取加固措施，如深层锚杆、抗拔桩等技术手段，提高车站结构的稳定性和抗浮能力，但是，传统水位控制难以满足排水和防洪的需求，所采用的抗浮结构体施工流程复杂，延长了施工时间，难以满足施工工期的需求，同时会引发工程项目投资的增加。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，在设置围堰后，处于上游的围堰兼做施工便道，在支护结构施工时直接于上游围堰施工，增加围堰的强度并提高其防渗透能力，将基坑支护机构中的临时支护结构设计为永久结构，提高地铁车站的抗浮能力，大大减少施工材料浪费，设置导流管进行河水导流，满足排水和防洪的需求。
本发明的目的是提供一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，采用以下方案：包括：
施作导流管连通车站范围上方河道的上游和下游，在车站范围的上游施作河道的上游围堰、下游施作河道的下游围堰；
在上游围堰处施作第一支护结构，在下游围堰靠近车站的一侧施作第二支护结构；
分步开挖车站基坑，并施作支撑结构；
于基坑底部施作保护结构，并施作车站的主体结构；
于主体结构顶面上设置连接传力板，建立连接传力板、第一道支撑结构、第一支护结构和第二支护结构的可靠连接；
恢复河床结构，拆除第一支护结构位于河床面以上的部分，拆除上游围堰、下游围堰和导流管。
进一步的，于河道两侧分别布置导流管，导流管避让车站上方河道区域布置。
进一步的，所述上游围堰设置施工便道，第一支护结构穿过上游围堰插入河床以下。
进一步的，开挖基坑时，挖去第一支护结构靠近车站一侧的上游围堰，并在第一支护结构顶部施工临时挡墙，临时挡墙随第一支护结构拆除。
进一步的，所述分步开挖车站基坑，并施作支撑结构包括：
车站基坑范围内开挖至第一道支撑结构位置，施作钢筋混凝土支撑结构，并作为永久结构；
在车站基坑范围内分步开挖，并在每步开挖后施作钢支撑，直至车站基坑开挖至坑底位置。
进一步的，所述保护结构包括保护层和防水层；车站的主体结构顶部也设置保护结构。
进一步的，所述施作车站的主体结构包括：
在保护结构上施作底板，并施作车站主体结构的部分侧墙和部分结构柱；
拆除部分支撑结构并保留基坑顶部第一道支撑结构，施作车站主体结构的剩余部分侧墙和剩余部分结构柱，再施工顶板。
进一步的，所述恢复河床结构包括：
采用不透水粘土进行覆土回填，回填至第一道支撑结构顶面位置；
施作河底铺砌结构，恢复河床。
进一步的，所述第一道支撑结构连接冠梁和抗浮压顶梁，第一道支撑结构连接第一支护结构和第二支护结构形成整体结构。
进一步的，所述第一支护结构包括第一支护体和第一止水帷幕，第一支护体位于第一止水帷幕和车站主体结构之间；第二支护结构包括第二支护体和第二止水帷幕，第二支护体位于第二止水帷幕和车站主体结构之间；
或，第一支护结构和第二支护结构均为不透水支护体。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
(1)针对目前跨河地铁地下车站施工效率低且长期运行可靠性差的问题，在设置围堰后，处于上游的围堰兼做施工便道，在支护结构施工时直接于上游围堰施工，增加围堰的强度并提高其防渗透能力，将基坑支护机构中的临时支撑结构、临时支护结构设计为永久结构，提高地下地铁车站的抗浮能力，大大减少施工材料浪费，满足车站长期运行的可靠性要求，设置导流管进行河水导流，满足排水需求，满足防洪要求。
(2)提高了跨河地铁地下车站施工过程中安全性，避免了一定的施工风险，缩短了施工工期，降低了对既有河道的影响，减少了占用河道的面积和时间。
(3)设置钢筋混凝土连接传力板结构，能够增加结构配重，有利于车站结构整体抗浮；增加结构刚度，有利于均匀分散和传递车站产生的浮力作用；作为车站结构的重要保护层，有利于抵抗河底冲刷作用。同时，钢筋混凝土连接传力板结构将支护结构、钢筋混凝土支撑结构、抗浮压顶梁、冠梁均连接形成一个整体抗浮结构盖体，卡扣在车站结构整体上方，把车站结构扣住、包裹住，取得最佳的抗浮效果，对地铁地下车站结构变形和移动具有最佳的控制作用，从而提高河底车站长期使用的结构安全性，保证地铁安全运行的可靠性。
(4)导流管分别布置在河道两侧，导流管避让车站上方河道区域布置，减少施工工序，降低施工难度，避免导流管引起的施工风险。
(5)为跨河地铁地下车站修建提供了一种安全可靠、经济合理的施工方法，不需要在车站结构上设置抗浮结构体(比如，抗拔桩)，具有可实施性强、施工工序少效果好、工程材料利用率高浪费少、降低工程造价的优势。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中地下车站的结构示意图。
图2为本发明实施例中地下车站与河道分布位置的示意图。
图3为本发明实施例中竖直方向上地铁车站与河道的相对位置示意图。
图4为本发明实施例中布置导流管的示意图。
图5为本发明实施例中施工上游围堰和下游围堰的示意图
图6为本发明实施例中施工止水帷幕和支护结构的示意图。
图7为本发明实施例中施工抗浮压顶梁的示意图。
图8为本发明实施例中开挖基坑施作钢支撑的示意图。
图9为本发明实施例中施作部分车站主体结构的示意图
图10为本发明实施例中施作车站顶板的示意图。
图11为本发明实施例中施作连接传力板的示意图。
图中：1、主体结构；2、顶板；3、侧墙；4、底板；5、结构柱；6、保护层；7、防水层；8.1、第一支护体；8.2、第二支护体；9.1、第一止水帷幕；9.2、第二止水帷幕；10、冠梁；11、抗浮压顶梁；12、钢筋混凝土支撑；13、连接传力板；14、河底铺砌结构；15、河底；16、水位线；17、河堤；18.1、上游围堰；18.2、下游围堰；19.1、临时挡墙一；19.2、临时挡墙二；20、钢支撑；21、导流管。
具体实施方式
实施例1
本发明的一个典型实施例中，如图1-图11所示，给出一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法。
随着城市轨道交通线网规划与建设越来越密，修建的地铁车站越来越多，在车站的站位规划与实施建设过程中会遇到很多难题，对于跨河地铁地下车站的修建，存在抗浮结构体施工复杂、车站顶面对河底15冲刷抵抗性能差的问题，影响了地下车站的施工效率和地下车站长期运行的可靠性。
基于此，本实施例提供一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，将基坑支护机构中的部分临时支撑、临时支护结构设计为永久结构，减少地铁地下车站基坑临时支护结构的拆除和浪费，并能够提高车站结构抵抗水浮力作用的能力，提高车站施工效率。
下面，结合附图对用于修建跨河地铁地下车站的施工方法进行详细说明。
参见图1，用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，包括：
施作导流管21连通车站范围的上游和下游，在车站范围的上游施作上游围堰18.1、下游施作下游围堰18.2；
在上游围堰18.1处施作第一支护体8.1和第一止水帷幕9.1，在下游围堰18.2靠近车站的一侧施作第二支护体8.2和第二止水帷幕9.2；
分步开挖车站基坑，并施作支撑结构；
于基坑底部施作保护结构，并施作车站的主体结构1；
于主体结构1顶面之间设置连接传力板13，建立连接板、主体结构1、第一支护体8.1和第二支护体8.2的连接；
恢复河床结构，拆除第一支护体8.1和第一止水帷幕9.1位于河床面以上的部分，拆除上游围堰18.1、下游围堰18.2和导流管21。
在跨河地铁地下车站的修建过程中，施工前河中水截流和河水导流是一个重要问题。基于此，本实施例中设置导流管21实现河水导流，达到排水和防洪的目的，降低施工过程中防洪安全风险。如图2和图3所示，导流管21分布在河道两侧，避让车站上方河道区域，满足在暴雨极端天气下河道防洪要求。
同时，为了保证施工的顺利进行，需要考虑如何运输施工所需的物料和设备。传统采用使用集装箱、输送带等便道设备，将物料和设备从陆地运输至施工现场，但其仍需要跨河道作业，在本实施例中，上游围堰18.1和河堤17共同拦截河道上游水体，上游围堰18.1设置施工便道，第一支护结构穿过上游围堰18.1探入河床以下，车站范围的上游设置上游围堰18.1后，上游围堰18.1能够作为施工便道，方便跨越河道进行物料、设备运输。
为了应对地下水位上升导致的浮力压力，目前采取的加固措施有深层锚杆、桩基加固等技术手段，但其也增加了施工的复杂程度，本实施例中，采用永临结合设计理念，将基坑支护机构中的部分临时支撑、临时支护结构设计为永久结构，减少地铁地下车站基坑临时支护结构的浪费和拆除，大大提高车站抵抗水浮力作用的能力，大大减少施工材料浪费，节省工程造价。
由于地铁车站设置在河底15下方，水位线16位于车站顶板2以上，随着车站的长时间运行，车站顶板2受到河底15冲刷作用，容易导致车站的渗漏、侵蚀损伤，本实施例中，在车站顶板2位置设置防水层7和保护层6，同时，还覆盖有不透水粘土，通过河底铺砌结构14提高地下车站顶面的耐冲刷性能。
如图1所示，车站的主体结构1由顶板2、侧墙3、底板4和结构柱5构成，所设置的第一道支撑结构包括冠梁10、抗浮压顶梁11和钢筋混凝土支撑12，将第一支护结构、冠梁10、抗浮压顶梁11、连接传力板13和第二支护结构进行连接，作为永久性结构参与车站整体抵抗地下水浮力的作用。
结合图1-图11，对用于修建跨河地铁地下车站的施工方法进行详细介绍。
步骤一：图4、图5所示，尽量选择河道枯水期施工，在河道两侧施做若干个导流管21，满足在暴雨极端天气下河道排水通畅需求，满足防洪要求。在车站两侧范围内施做上游围堰18.1和下游围堰18.2，上游围堰18.1起到防洪和施工便道作用，下游围堰18.2主要起防洪作用。
步骤二：图6所示，在上游围堰18.1处，施做车站的第一支护结构，在下游围堰18.2一侧，施做第二支护结构。
步骤三：图7所示，挖掉车站第一支护结构一侧的部分上游围堰18.1，车站基坑范围内开挖至第一道支撑结构位置，施做钢筋混凝土支撑12结构。
步骤四：图8所示，车站基坑范围内开挖至第二道支撑结构下0.5m位置，施做钢支撑20。
步骤五：图9所示，车站基坑范围内开挖至坑底位置，施做车站主体结构1的保护层6、车站主体结构1的防水层7、车站主体结构1的底板4、部分车站主体结构1的侧墙3、部分车站主体结构1的结构柱5。
步骤六：图10所示，拆除钢支撑20，施做部分车站主体结构1的侧墙3、部分车站主体结构1的结构柱5、车站主体结构1的顶板2、车站主体结构1的防水层7、车站主体结构1的保护层6。
步骤七：图11所示，施做地下车站主体结构1的顶板2上方的连接传力板13；连接传力板13为钢筋混凝土结构，起到传力和防冲刷作用。采用不透水粘土进行覆土回填至第一道支撑结构顶面位置处，施做河底铺砌结构14。
步骤八：图11所示，拆除第一道支撑结构顶面以上范围内的临时挡墙一19.1、临时挡墙二19.2，拆除部分第一支护结构，拆除上游围堰18.1和下游围堰18.2，拆除河道两侧若干个导流槽，恢复河道，跨河地下车站主体结构施工完成。
可以理解的是，本实施例中是以设置两道支撑结构的地下一层车站为例进行介绍，车站为地下多层结构，在设置更多道支撑结构时，在车站基坑范围内分步开挖，除第一道支撑结构采用钢筋混凝土支撑12外，在每步开挖后施作钢支撑20，直至车站基坑开挖至坑底位置。
其中，第一支护结构包括第一支护体8.1和第一止水帷幕9.1，第一支护体8.1位于第一止水帷幕9.1和车站主体结构1之间；第二支护结构包括第二支护体8.2和第二止水帷幕9.2，第二支护体8.2位于第二止水帷幕9.2和车站主体结构1之间。
可选的，支护体可以采用支护桩或支护墙，采用支护墙时，支护墙本身为不透水支护体，可不施工止水帷幕。开挖基坑时，挖去第一支护结构靠近车站一侧的上游围堰18.1后，在第一支护结构顶部施工临时挡墙，临时挡墙随第一支护结构拆除，第一支护体8.1、第一止水帷幕9.1设置在上游围堰18.1处，能够阻止上游蓄水穿过上游围堰18.1的渗透。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，包括：
施作导流管连通车站范围上方河道的上游和下游，在车站范围的上游施作河道的上游围堰、下游施作河道的下游围堰；
在上游围堰处施作第一支护结构，在下游围堰靠近车站的一侧施作第二支护结构；分步开挖车站基坑，并施作支撑结构；
于基坑底部施作保护结构，并施作车站的主体结构；
于主体结构顶面上设置连接传力板，建立连接传力板、第一道支撑结构、第一支护结构和第二支护结构的可靠连接；
恢复河床结构，拆除第一支护结构位于河床面以上的部分，拆除上游围堰、下游围堰和导流管。
2.如权利要求1所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，于河道两侧分别布置导流管，导流管避让车站上方河道区域布置。
3.如权利要求1所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述上游围堰设置施工便道，第一支护结构穿过上游围堰插入河床以下。
4.如权利要求3所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，开挖基坑时，挖去第一支护结构靠近车站一侧的上游围堰，并在第一支护结构顶部施工临时挡墙，临时挡墙随第一支护结构拆除。
5.如权利要求1所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述分步开挖车站基坑，并施作支撑结构包括：
车站基坑范围内开挖至第一道支撑结构位置，施作钢筋混凝土支撑结构，并作为永久结构；
在车站基坑范围内分步开挖，并在每步开挖后施作钢支撑，直至车站基坑开挖至坑底位置。
6.如权利要求5所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述保护结构包括保护层和防水层；车站的主体结构顶部也设置保护结构。
7.如权利要求1所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述施作车站的主体结构包括：
在保护结构上施作底板，并施作车站主体结构的部分侧墙和部分结构柱；
拆除部分支撑结构并保留基坑顶部第一道支撑结构，施作车站主体结构的剩余部分侧墙和剩余部分结构柱，再施工顶板。
8.如权利要求1所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述恢复河床结构包括：
采用不透水粘土进行覆土回填，回填至第一道支撑结构顶面位置；
施作河底铺砌结构，恢复河床。
9.如权利要求8所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述第一道支撑结构包括冠梁、抗浮压顶梁和钢筋混凝土支撑，第一道支撑结构连接第一支护结构和第二支护结构形成整体结构。
10.如权利要求1所述的用于修建跨河地铁地下车站的施工方法，其特征在于，所述第一支护结构包括第一支护体和第一止水帷幕，第一支护体位于第一止水帷幕和车站主体结构之间；第二支护结构包括第二支护体和第二止水帷幕，第二支护体位于第二止水帷幕和车站主体结构之间；
或，第一支护结构和第二支护结构均为不透水支护体。
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