CN210013697U - 地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构 - Google Patents

地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构 Download PDF

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刘新建
赵世星
李敏
李永刚
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Abstract

本实用新型提供一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构。所述施工结构包括采用倒挂井壁法施工而成的明挖竖井,在明挖竖井施工至与暗挖通道连通的部位采用CRD法施工而成暗挖通道,以及置于明挖竖井与暗挖通道交接处的竖向深孔注浆加固区和置于暗挖通道上部的水平深孔注浆加固区;所述明挖竖井的施工深度等于或大于暗挖通道的底面深度;竖向深孔注浆加固区在明挖竖井施工之前通过地面深钻孔注浆形成,水平深孔注浆加固区是在暗挖通道施工之前,从明挖竖井的侧壁水平钻孔通过注浆长导管注浆形成。本实用新型施工占地面积小,降低了施工难度,并通过注浆加固结构,降低了施工风险,减少了对于周边建筑物和土层的扰动。

Description

地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构
技术领域
本实用新型涉及地铁施工技术领域,具体来说涉及一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构。
背景技术
随着我国城市轨道交通建设的发展,越来越多城市开始开展地铁建设,很多地铁车站出入口一般设置在城市的繁华的闹市区及交通要道处,其施工区域周围商业和住宅楼密集,交通流量大,有的出入口紧邻商业住宅建筑、市政桥梁和主干道路,其施工区会因为周边的建筑而受限。
车站出入口包括明挖段和连通地铁隧道的暗挖通道,暗挖通道的施工一般是从地下开挖,且暗挖通道主要是为了连通明挖通道,所以其开挖深度一般距离地面较近,其施工过程对周边的环境影响很大。特别是在暗挖区位于建筑物下方时,由于距离建筑物距离较近,很容易对建筑物造成扰动,还会存在不可预见的风险。而且地铁车站出入口的暗挖通道一般是从明挖区域开始施工,首先施工明挖区的基坑围护结构,然后挖设基坑竖井,并通过基坑竖井向挖设暗挖通道。传统的明挖竖井施工一般是先施工基坑围护结构,再开始明挖,其基坑围护结构是采用钻孔灌注桩和钢管内支撑的方式,其施工过程需要使用打桩机、吊车等大型设备,还需要加工钢筋笼,这些施工都需要占用较大的空间,对于周边有建筑物、空间狭窄的区域,其施工难度较大,甚至无法正常施工。
发明内容
本实用新型根据现有技术的存在的问题,提供一种地铁车站出入口暗挖段下穿建筑物的施工结构,该施工结构的明挖竖井采用倒挂井壁法施工,施工占地面积小,降低施工难度,减少对周边建筑物的影响,其暗挖通道采用CRD法开挖,并在拱顶采用大管棚和深孔注浆的方式进行支护加固,可以解决暗挖过程中对建筑物的扰动,降低施工风险。
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,具体包括下穿建筑物的暗挖通道、临近暗挖通道出口的明挖竖井和注浆加固结构,所述明挖竖井采用倒挂井壁法施工而成,其施工深度等于或大于暗挖通道的底面深度,在明挖竖井的井口设有锁口圈梁;所述暗挖通道是在明挖竖井施工至与暗挖通道连通部位时采用CRD 法施工而成;所述注浆加固结构包括置于明挖竖井与暗挖通道交接处的竖向深孔注浆加固区和置于暗挖通道上部的水平深孔注浆加固区,所述竖向深孔注浆加固区在明挖竖井施工之前通过地面深钻孔注浆形成的加固区,其深度不小于明挖竖井的深度,所述水平深孔注浆加固区是在暗挖通道施工之前,从明挖竖井的侧壁水平钻孔通过注浆长导管注浆形成的加固区,其水平延伸长度大于暗挖通道的水平长度。
本实用新型较优的技术方案:在暗挖通道的拱顶设有管棚支护结构,所述管棚支护结构包括沿着暗挖通道拱顶外侧150~250mm的位置搭设多根管棚和通过管棚注浆形成注浆加固层,所述多根管棚沿着暗挖通道拱顶外轮廓等距分布。
本实用新型较优的技术方案:所述暗挖通道包括上层暗挖导洞和下层暗挖导洞,所述水平深孔注浆加固区的覆盖范围为上层暗挖导洞顶部以上5~6.5m至下层暗挖导洞上部,其水平深度延伸至暗挖通道端部以外1.5~2m、宽度延伸至暗挖通道外扩1.5~2m,并将上层暗挖导洞完全覆盖。
本实用新型较优的技术方案:所述竖向深孔注浆加固区分布在明挖竖井靠近暗挖通道的一侧,并延伸至与暗挖通道交接面相邻的其中一侧面,其宽度为2~3m;在明挖竖井未设置注浆加固区的侧面设有超前小导管,超前小导管的环向间距为0.8~1.2m,斜向下45°打设,打射范围为从井口至暗挖通道拱顶的位置。
本实用新型较优的技术方案:所述明挖竖井的锁口圈梁底部设有4~6cm 厚的砂浆垫层,下部侧壁采用网喷混凝土护壁,内外侧采用12mm厚木胶板为面板加工的整体木模,并浇筑混凝土,并在锁口圈梁上方设有井口防护围栏。
本实用新型较优的技术方案:所述水平深孔注浆加固区的注浆角度为 0°~6°,注浆压力控制在0.3~0.8MPa。
本实用新型较优的技术方案:所述超前小导管采用钢管壁厚3~ 4mm,长度为1.8~2.2m注浆管,其一端呈尖端,另一端焊有铁箍,并在管壁距离铁箍0.5~0.7m的位置钻孔,孔间距为180mm~220mm,呈梅花形分布,孔位互成90°,孔径6~8mm。
本实用新型中的CRD施工,全称交叉中隔墙法,是一种适用于软弱地层的隧道施工方法,具体将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分部施工。CRD工法遵循“小分部、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”的施工原则,自上而下,分块成环,随挖随撑,及时做好初期支护。并待初期支护结构的拱顶沉降和收敛基本稳定后,自上而下拆除初期支护结构中的临时中隔壁墙及临时仰拱,再进行施工。倒挂井壁法类似向下挖井一样,边开挖边支护。
本实用新型的地施工结构包括明挖竖井和暗挖通道,其明挖竖井采用倒挂井壁法施工,施工占地面积小,降低了施工难度,其暗挖通道采用CRD 法开挖,并在拱顶采用大管棚和深孔注浆的方式进行支护加固,解决了暗挖过程中对建筑物的扰动,降低施工风险,减少了对于周边建筑物和土层的扰动,确保了周边建筑物和地下管线的安全。
附图说明
图1是本实用新型的平面结构示意图;
图2是图1中AA’剖面图;
图3是图1中BB’剖面图;
图4是本实用新型中水平深孔注浆加固区的注浆长导管分布图;
图5是图4的CC’剖面图;
图6-1至图6-5为暗挖通道开挖过程图。
图中:1—明挖竖井,2—暗挖通道,2-1—上层暗挖导洞,2-2—下层暗挖导洞,3—锁口圈梁,4—竖向深孔注浆加固区,5—水平深孔注浆加固区,6—注浆长导管,7—管棚支护结构,8—超前小导管,9—锁脚锚管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1和图5为实施例的图纸,采用简化的方式绘制,仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案,并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
实施例提供的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,具体如附图1至图5所示,包括下穿建筑物的暗挖通道2、临近暗挖通道出口的明挖竖井1和注浆加固结构,所述明挖竖井采用倒挂井壁法施工而成,其施工深度等于或大于暗挖通道2的底面深度,在明挖竖井1的井口设有锁口圈梁3,锁口圈梁3底部设有4~6cm厚的砂浆垫层,下部侧壁采用网喷混凝土护壁,内外侧采用12mm厚木胶板为面板加工的整体木模,并浇筑混凝土,并在锁口圈梁3上方设有井口防护围栏。所述暗挖通道2是在明挖竖井1施工至与暗挖通道2连通部位时采用CRD法施工而成。
如图1和图2所示,所述注浆加固结构包括置于明挖竖井1与暗挖通道 2交接处的竖向深孔注浆加固区4和置于暗挖通道2上部的水平深孔注浆加固区5,所述竖向深孔注浆加固区4分布在明挖竖井1靠近暗挖通道2的一侧,并延伸至与暗挖通道2交接面相邻的其中一侧面,其宽度为2~3m;竖向深孔注浆加固区4在明挖竖井1施工之前通过地面深钻孔注浆形成的加固区,其深度不小于明挖竖井1的深度。如图2和图3所示,所在明挖竖井1未设置注浆加固区的侧面设有超前小导管8,超前小导管8的环向间距为0.8~1.2m,斜向下45°打设,打射范围为从井口至暗挖通道2拱顶的位置。所述超前小导管8采用钢管壁厚3~4mm,长度为1.8~2.2m注浆管,其一端呈尖端,另一端焊有铁箍,并在管壁距离铁箍0.5~0.7m的位置钻孔,孔间距为180mm~220mm,呈梅花形分布,孔位互成90°,孔径6~ 8mm。如图3所示,在暗挖通道2的拱顶设有管棚支护结构7,所述管棚支护结构7包括沿着暗挖通道2拱顶外侧150~250mm的位置搭设多根管棚和通过管棚注浆形成注浆加固层,所述多根管棚沿着暗挖通道2拱顶外轮廓等距分布。
如图4和图5所示,所述暗挖通道2包括上层暗挖导洞2-1和下层暗挖导洞2-2,所述水平深孔注浆加固区5是在暗挖通道2施工之前,从明挖竖井1的侧壁水平钻孔通过注浆长导管6注浆形成的加固区,其覆盖范围为上层暗挖导洞2-1顶部以上5~6.5m至下层暗挖导洞2-2上部,其水平深度延伸至暗挖通道2端部以外1.5~2m、宽度延伸至暗挖通道2外扩1.5~2m,并将上层暗挖导洞2-1完全覆盖。水平深孔注浆加固区5的注浆角度为 0°~6°,注浆压力控制在0.3~0.8MPa。
下面结合具体实施例对本实用新型中的施工结构的具体施工过程进一步说明,实施例具体为某地铁站施工项目,该施工项目为地下两层岛式车站,双柱三跨混凝土结构,施工方法采用两端明挖中间暗挖。其中,车站的A出入口南侧为千客楼二层配楼,高度为11.03m,其营业单位为网吧,千客楼主楼为5层砖混结构,位于南苑路与大红门路路口西北角。A出入口下穿千客楼海鲜大酒店配楼,配楼位于主楼北侧,配楼为2层框架结构,无地下室,暗挖通道距离底板5.9m,而且西侧为六层住宅楼,砖混结构,条形基础,高度为16.8m,与A出入口水平距离3.6m,其明挖竖井无法按照常规的施工方式进行围护结构施工,而且暗挖通道顶部距离建筑物底部距离较近,其暗挖通道的施工会对上部的建筑物带来很大影响。
为了确保施工能够正常进行,并降低施工过程中对周围的建筑造成影响,发明人采用本申请中的施工结构对该车站A出入口的暗挖通道进行施工,首先采用倒挂井壁法施工明挖竖井,并从明挖竖井内施工暗挖通道,其具体的施工过程如下:
(1)在明挖竖井1施工前,在居民楼侧增加隔离措施,分别在第一明挖竖井1的千客楼侧及六层居民楼侧从地面向下注浆加固土层,注浆宽度 2m,深度15m,以减少竖井开挖引起的建筑物基础变形。
(2)采用全站仪精确放样,定出明挖竖井1锁口圈梁的开挖轮廓线,开始施工第一明挖竖井1的锁口圈梁3,锁口圈梁3的具体施工过程是:人工进行“×”字形挖探,经监理检查合格后,采用人工配合挖掘机进行开挖,开挖土方由挖掘机挖掘堆放于临时堆土场,同时人工对井壁进行修整,以保证竖井断面尺寸符合设计要求,此范围的外侧壁采用5cm厚C25混凝土网喷。在开挖过程中,严禁超挖,发生超挖时,用同等级砼喷平;在锁口圈梁底部采用5cm厚的砂浆垫层,部侧壁采用网喷混凝土护壁,内外侧采用12mm厚木胶板为面板加工的整体木模,钢筋绑扎完成后进行模板支撑架立,经监理检查合格后浇筑混凝土,混凝土采用C30商品砼,罐车运输到场、泵送入模,对称分层浇筑,插入式振捣器振捣,终凝后按冬施方案进行养护;锁口圈梁的挡水墙高出地面50cm,与井圈砼一起浇筑。
(3)明挖竖井1的锁口圈梁梁施工完成之后,安装防护栏,在竖井井口设置120cm高的两道防护栏杆,防护栏杆使用外径为48mm、壁厚3mm,无严重锈蚀、弯曲、压扁、或裂纹的钢管,并刷红白相间的油漆;栏杆的整体构造和栏杆柱的固定应牢固可靠,栏杆柱间距100cm,水平横肋间距 60cm,满挂孔径不大于5cm的钢丝网。
(4)明挖竖井1的锁口圈梁混凝土强度达到设计要求后,开始竖井初支施工,土方开挖进度与型钢临时支撑配合进行;竖井井身采用人工开挖明挖逆做,由上而下边开挖边支护,开挖顺序采用对角开挖,碴土由人工倒至竖井中间,通过汽车吊出土提升至地面碴场,竖井开挖每循环进尺 0.5m,倒挂井壁法施工第一明挖竖井1至暗挖段拱顶位置处,临时封底;
(5)在步骤(4)中明挖竖井临时封底后,根据现场主体结构暗挖段实际开挖情况,结合出入口暗挖断实际地质情况,对暗挖通道的开挖范围进行超前注浆加固和施做超前管棚支护,首先在暗挖通道2的顶部钻孔并通过长导管注浆,同时在在明挖竖井1内沿暗挖通道马头门外轮廓线打设管棚支并通过管棚注浆,然后继续开挖竖井至暗挖通道2的上层暗挖导洞的底面再次临时封底,完成整个上层暗挖导洞的加固注浆,其注浆加固范围为隧道外扩1.5米范围,导管布置如图4和图5所示,深孔注浆转孔长度 16m,注浆纵向长度14m,注浆角度0°~6°,深孔注浆压力控制在0.3~ 0.8MPa;管棚支护结构7具体如图3所示,在距离横通道开挖外轮廓线200mm 的位置,打设一排环向间距300mm,长度17.5m的管棚,小导管外插角度1°~3°;所述长导管注浆以及管棚注浆的注浆浆液均采用水泥-水玻璃双液浆,可根据地层条件添加调节浆液凝结时间和可注性的外加剂,水泥浆配比为1:0.6~0.8,水玻璃浓度38~40波美度,水泥浆和水玻璃的体积比为1:0.7~0.8,具体配比根据注浆时的具体地质状况调节,深孔注浆后的土体应满足:土体有良好的均匀性和自立性,渗透系数不大于 1.0×10-6·cm/s,无侧限抗压强度不小于0.5MPa;
(6)在步骤(5)中的超前注浆加固以及管棚支护结构施工完成之后,开始破除上层暗挖导洞2-1的马头门,首先在开设马头门的掌子面轮廓线外沿横通道方向加密连接筋的数量为25cm一根内外双层,长度80cm,连接筋带弯钩的一端与竖井格栅的连接筋焊接,并喷射混凝土使之与明挖竖井格栅形成一个整体;将上层暗挖导洞2-1如图6-1和图6-2所示,分成1 号区域和2号区域,并分区凿除上层暗挖导洞2-1施工通道马头门范围井壁混凝土,同步分段架设施工通道格栅钢架,前三榀格栅密排,然后采用“CRD”工法开挖上层暗挖导洞2-1;在上层暗挖导洞2-1施工完成之后,继续挖设明挖竖井1至底部,在明挖竖井1内壁架立钢格栅、焊接连接筋、挂网喷射砼封闭掌子面,然后完成竖井的封底工作,并将下层暗挖导洞2-2 如图6-3和图6-4所示,分成3号区域和4号区域,分区破除下层暗挖导洞2-2的马头门,并按照上层暗挖导洞2-1的施工过程完成下层暗挖导洞 2-2的施工。
本实用新型中的暗挖通道2的施工的整体过程如图6-1至6-5所示, CRD法开挖按施工步序1、2、3、4洞室顺序,1号洞室开挖至端头封端完成后开挖2号洞室至封端,依次3号、4号洞室时及时安装仰拱封闭成环,减少沉降,施工过程中应加强对拱脚的处理,锁脚锚管采用DN32X2.75锁脚锚管,L=2m,水平倾角为30°,采用风钻成孔后风镐顶入,锁脚锚管安装完成后,及时注浆填充。四个区域的具体开挖步骤如下:
a.如图6-1所示,施做超前小导管注浆加固底层,开挖1号洞室,留核心土,架立钢格栅,采用锁脚锚杆9加固墙脚,挂网喷射初支混凝土;
b.如图6-2所示,1号洞室开挖至端头封端完成后,台阶法开挖2号洞室,架立钢格栅,挂钢筋网喷射初支混凝土;
c.如图6-3所示,2号洞室开挖至端头封端完成后,打设超前小导管,台阶法开挖3号洞室内,开挖需保留核心土,架立钢格栅,挂钢筋网喷射初支混凝土支护;
d.如图6-4所示,3号洞室施工完成后,开挖4号洞室,并预留核心土,架立钢格栅,挂钢筋网喷射初支混凝土;
e.如图6-5所示,根据施工监测情况,逐榀凿除临时中隔混凝土,一次不大于7m,先施工纵向端面二衬,后施工横向端面,分段敷设防水层,浇筑二衬结构,封闭成环即使进行二次衬砌背后注浆,待二衬强度达到设计强度,可进行下一段二衬结构施工,最后切除临时中隔壁型钢,完成暗挖隧道的施工。
本实用新型在第一明挖竖井1开挖过程中,其开挖至相应水位标高1.5m 时,用洛阳铲挖探坑,以探明降水情况。并根据探明情况制定相应的施工措施,如无水则正常施工,如有水则会同降水人员分析原因,采取在竖井四周增加降水井等措施,保证竖井在无水条件下施工,如果竖井施工中有涌砂、涌水、掌子面坍塌、施工监测数据异常应立即封闭掌子面并停止施工。待工程部根据现场情况制定相应措施后,方可在接到通知后恢复施工。集水坑上部堵头墙结构向穿楼段方向多做一榀,给集水坑初支格栅安装预留施工空间,确保格栅安装质量。竖井在正常情况下全断面开挖,开挖时应避免扰动掌子面的土体以免造成塌方。在地质情况较差或有少水量渗漏水的情况下,采取对角开挖,开挖好一圈后架格栅喷射砼。本实用新型的明挖竖井1的封底,封底采用I20a工字钢+连接筋+钢筋网+喷砼(C25)。竖井开挖至设计标高后,先喷一层5cm厚的砼垫层,再架设工字钢,工字钢上下两侧用Φ22连接筋间距750mm焊接,钢筋网采用外侧单层布置,验收合格后喷砼,完成封底;
以上所述,只是本实用新型的一个实施例,以上所述实施例仅表达了本,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:所述施工结构包括下穿建筑物的暗挖通道(2)、临近暗挖通道出口的明挖竖井(1)和注浆加固结构,所述明挖竖井采用倒挂井壁法施工而成,其施工深度等于或大于暗挖通道(2)的底面深度,在明挖竖井(1)的井口设有锁口圈梁(3);所述暗挖通道(2)是在明挖竖井(1)施工至与暗挖通道(2)连通部位时采用CRD法施工而成;所述注浆加固结构包括置于明挖竖井(1)与暗挖通道(2)交接处的竖向深孔注浆加固区(4)和置于暗挖通道(2)上部的水平深孔注浆加固区(5),所述竖向深孔注浆加固区(4)在明挖竖井(1)施工之前通过地面深钻孔注浆形成的加固区,其深度不小于明挖竖井(1)的深度,所述水平深孔注浆加固区(5)是在暗挖通道(2)施工之前,从明挖竖井(1)的侧壁水平钻孔通过注浆长导管(6)注浆形成的加固区,其水平延伸长度大于暗挖通道(2)的水平长度。
2.根据权利要求1所述的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:在暗挖通道(2)的拱顶设有管棚支护结构(7),所述管棚支护结构(7)包括沿着暗挖通道(2)拱顶外侧150~250mm的位置搭设多根管棚和通过管棚注浆形成注浆加固层,所述多根管棚沿着暗挖通道(2)拱顶外轮廓等距分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:所述暗挖通道(2)包括上层暗挖导洞(2-1)和下层暗挖导洞(2-2),所述水平深孔注浆加固区(5)的覆盖范围为上层暗挖导洞(2-1)顶部以上5~6.5m至下层暗挖导洞(2-2)上部,其水平深度延伸至暗挖通道(2)端部以外1.5~2m、宽度延伸至暗挖通道(2)外扩1.5~2m,并将上层暗挖导洞(2-1)完全覆盖。
4.根据权利要求1或2所述的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:所述竖向深孔注浆加固区(4)分布在明挖竖井(1)靠近暗挖通道(2)的一侧,并延伸至与暗挖通道(2)交接面相邻的其中一侧面,其宽度为2~3m;在明挖竖井(1)未设置注浆加固区的侧面设有超前小导管(8),超前小导管(8)的环向间距为0.8~1.2m,斜向下45°打设,打射范围为从井口至暗挖通道(2)拱顶的位置。
5.根据权利要求1所述的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:所述明挖竖井(1)的锁口圈梁(3)底部设有4~6cm厚的砂浆垫层,下部侧壁采用网喷混凝土护壁,内外侧采用12mm厚木胶板为面板加工的整体木模,并浇筑混凝土,并在锁口圈梁(3)上方设有井口防护围栏。
6.根据权利要求3所述的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:所述水平深孔注浆加固区(5)的注浆角度为0°~6°,注浆压力控制在0.3~0.8MPa。
7.根据权利要求4所述的一种地铁车站出入口暗挖段近穿建筑物的施工结构,其特征在于:所述超前小导管(8)采用钢管壁厚3~4mm,长度为1.8~2.2m注浆管,其一端呈尖端,另一端焊有铁箍,并在管壁距离铁箍0.5~0.7m的位置钻孔,孔间距为180mm~220mm,呈梅花形分布,孔位互成90°,孔径6~8mm。
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