一種平行盾構(gòu)法擴(kuò)建施工地鐵車站的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種擴(kuò)建盾構(gòu)施工地鐵車站的方法，屬于地下工程非開挖技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平提高，交通問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的關(guān)鍵問題，亟需解決。盾構(gòu)法地鐵作為城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，對(duì)緩解交通堵塞、提高城市發(fā)展速度、提升城市的現(xiàn)代化水平發(fā)揮著巨大的作用。但是由于盾構(gòu)區(qū)間距離短，車站數(shù)量多，盾構(gòu)往往必須等待車站完工后才能轉(zhuǎn)場(chǎng)，導(dǎo)致非正常掘進(jìn)時(shí)間過多，盾構(gòu)設(shè)備利用率偏低，造成工期延誤現(xiàn)象，增加施工成本，因此盾構(gòu)車站是制約地鐵施工周期和成本的主要因素。
[0003]目前，地鐵車站的常用的施工方法包括明挖法、蓋挖法和暗挖法等。明挖法適用于寬闊的施工場(chǎng)地，對(duì)城市生活干擾大，長(zhǎng)時(shí)間阻斷交通，噪聲及震動(dòng)等對(duì)環(huán)境的影響。蓋挖法板墻柱施工接頭較多，需進(jìn)行防水處理，出土不方便，工效低，施工速度慢。暗挖法施工工期較長(zhǎng)，地層沉陷對(duì)相鄰建筑物安全性的影響較大，施工風(fēng)險(xiǎn)大，工程造價(jià)也很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種平行盾構(gòu)法擴(kuò)建施工地鐵車站的方法，該方法具有施工效率高、工序簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，大大減小了車站開挖對(duì)城市環(huán)境影響，提高盾構(gòu)地鐵施工效率，節(jié)約施工成本，并且能適應(yīng)城市淺埋復(fù)雜地質(zhì)條件，使用該方法建筑的地鐵車站結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，支護(hù)安全可靠。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種平行盾構(gòu)法擴(kuò)建施工地鐵車站的方法，包括如下步驟:
[0006](I)采用間距平行盾構(gòu)法施工地鐵車站預(yù)留地下空間形成兩條相互平行的盾構(gòu)隧道，兩條盾構(gòu)隧道均由盾構(gòu)管片支撐；
[0007](2)在兩條盾構(gòu)隧道的頂部和底部分別安裝頂管工作平臺(tái)，在頂管工作平臺(tái)上安裝頂管設(shè)備，在兩條盾構(gòu)隧道相近一側(cè)的上部盾構(gòu)管片上鉆孔切割并安裝孔口裝置作為頂部頂管機(jī)的始發(fā)端和接收端，在兩條盾構(gòu)隧道的盾構(gòu)管片底片相近的一側(cè)上鉆孔切割作為底部頂管機(jī)的始發(fā)端和接收端，通過頂管設(shè)備采用曲線頂管法向兩條盾構(gòu)隧道之間并排頂進(jìn)2根以上上支護(hù)管道和下支護(hù)管道，上支護(hù)管道和下支護(hù)管道穿過兩條盾構(gòu)隧道之間的地層，兩端與盾構(gòu)管片連接，沿盾構(gòu)隧道軸向平行排布的上支護(hù)管道和下支護(hù)管道分別構(gòu)成頂部支撐結(jié)構(gòu)和底部支撐結(jié)構(gòu)；
[0008](3)向各上支護(hù)管道和下支護(hù)管道內(nèi)填充混凝土，拆除兩條盾構(gòu)隧道頂部和底部的頂管工作平臺(tái)，在兩條盾構(gòu)隧道底部施工隧道底板，安裝豎向臨時(shí)支撐；
[0009](4)在隧道底板上施工立柱，立柱上部與上部盾構(gòu)管片連接，沿盾構(gòu)隧道軸向拆除上部盾構(gòu)管片位于上支護(hù)管道下方的部分，開挖位于上支護(hù)管道下方的土體，施工拱頂初襯和拱頂二襯；
[0010](5)待拱頂二襯達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，沿盾構(gòu)隧道軸向拆除上支護(hù)管道和下支護(hù)管道之間的盾構(gòu)管片并分層開挖土體至達(dá)到地鐵車站設(shè)計(jì)標(biāo)高，拆除豎向臨時(shí)支撐，施工支護(hù)底板，支護(hù)底板與兩側(cè)的隧道底板相互齊平，構(gòu)成車站底板；
[0011 ] (6)待車站底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施工地鐵車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成地鐵車站施工。
[0012]步驟(2)中在上支護(hù)管道和下支護(hù)管道上預(yù)置注漿孔，上支護(hù)管道和下支護(hù)管道頂進(jìn)完成后通過注漿孔向管間土體進(jìn)行注漿加固，形成注漿加固區(qū)。
[0013]步驟(2)中在上支護(hù)管道和下支護(hù)管道內(nèi)部沿軸向?qū)ΨQ安裝兩根相互連通的凍結(jié)管，兩根凍結(jié)管對(duì)稱分布于所在支護(hù)管道內(nèi)徑的兩端并且與所在支護(hù)管道的內(nèi)壁貼合，上支護(hù)管道和下支護(hù)管道頂進(jìn)完成后向凍結(jié)管中注入低溫流體，低溫流體通過凍結(jié)管對(duì)管間土體進(jìn)行凍結(jié)，形成凍結(jié)加固區(qū)。
[0014]步驟(4)中施工拱頂初襯的具體內(nèi)容為在頂部支撐結(jié)構(gòu)上施工頂部防水層并且錨固拱頂模板，施工拱頂二襯的具體內(nèi)容為在拱頂模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土。
[0015]所述豎向臨時(shí)支撐包括左側(cè)臨時(shí)支撐、中部臨時(shí)支撐和右側(cè)臨時(shí)支撐。
[0016]所述車站底板包括從下至上依次施工的底部防水層、底部模板和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋綁扎于底部模板上。
[0017]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的平行盾構(gòu)法擴(kuò)建施工地鐵車站的方法，采用間距平行盾構(gòu)法在地鐵車站預(yù)留地下空間形成兩條相互平行的盾構(gòu)隧道，兩條盾構(gòu)隧道中位于外側(cè)的盾構(gòu)管片即為地鐵車站的側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)；通過曲線頂管法向兩條盾構(gòu)隧道之間頂進(jìn)上支護(hù)管道和下支護(hù)管道，構(gòu)成頂部支撐結(jié)構(gòu)和底部支撐結(jié)構(gòu)，頂部支撐結(jié)構(gòu)和底部支撐結(jié)構(gòu)支撐連接兩條盾構(gòu)隧道，形成地體車站的外圍支護(hù)結(jié)構(gòu)；本發(fā)明提供的方法施工的地鐵車站的支護(hù)結(jié)構(gòu)為盾構(gòu)管片-支護(hù)管道-盾構(gòu)管片的結(jié)構(gòu)，相比于現(xiàn)有的支護(hù)管道-盾構(gòu)管片-支護(hù)管道結(jié)構(gòu)，可獲得更大的地鐵車站空間，適用于人流量大的地區(qū)，并且結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的施工方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)采用間距平行盾構(gòu)法先行過站，形成平行隧道，避免車站施工對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)影響，提高了設(shè)備的利用率；
[0020](2)采用曲線頂管技術(shù)施工支護(hù)管，相比其他支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，具有施工效率高，對(duì)周邊環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)；
[0021](3)上支護(hù)管道和下支護(hù)管道的始發(fā)端和接收端均位于盾構(gòu)隧道中，無需占用額外施工場(chǎng)地和城市土方開挖，對(duì)城市交通無影響；
[0022](4)采用曲線頂管法頂進(jìn)上支護(hù)管道和下支護(hù)管道均，因此形成的頂部支撐結(jié)構(gòu)和底部支撐結(jié)構(gòu)呈拱形，拱形增加了支護(hù)管道的受力面積同時(shí)擴(kuò)大了車站空間，并且支護(hù)管道的受力更加合理；
[0023](5)地鐵車站的拱頂由頂部支撐結(jié)構(gòu)(上支護(hù)管道組)、拱頂初襯和拱頂二襯構(gòu)成，相比于側(cè)部和底部，拱頂上方土體較薄因此強(qiáng)度小于車站側(cè)部和底部，在現(xiàn)有拱頂初襯和拱頂二襯的結(jié)構(gòu)上增加上支護(hù)管道組，可大大提升拱頂?shù)膹?qiáng)度，并且上支護(hù)管道之間注漿加固形成注漿加固區(qū)，一方面增大上支護(hù)管道管間強(qiáng)度，同時(shí)起到良好的防水效果，對(duì)于地下水壓力較大或注漿加固效果較差時(shí)，可在上支護(hù)管道和下支護(hù)管道內(nèi)安裝凍結(jié)管，兩根凍結(jié)管對(duì)稱分布于所在支護(hù)管道內(nèi)徑的兩端，并且與所在支護(hù)管道的內(nèi)壁貼合，向凍結(jié)管中注入低溫流體，低溫流體從其中一根凍結(jié)管中流入并從所在支護(hù)管道中的另一根凍結(jié)管總流出，對(duì)相鄰兩根支護(hù)管道間的土體進(jìn)行凍結(jié)，起止水、凍結(jié)加固管間土體的作用，因此本方法不需額外的為止水而進(jìn)行的降水作業(yè)；
[0024](6)地鐵車站的側(cè)壁為兩條盾構(gòu)隧道中位于外側(cè)的盾構(gòu)管片，因此盾構(gòu)隧道施工完成時(shí)即形成地鐵車站的側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)，本方法取消了現(xiàn)有技術(shù)中施工側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的工序，大大精簡(jiǎn)了地鐵車站的施工工序、縮短施工周期；
[0025](7)地鐵車站的底板由相互齊平的支護(hù)底板與兩側(cè)的隧道底板構(gòu)成，底部支撐結(jié)構(gòu)(下支護(hù)管道組)位于支護(hù)底板下方，大大增強(qiáng)了用于行人候車的支護(hù)底板的強(qiáng)度；
[0026](8)各支護(hù)管道中均填充混凝土，結(jié)構(gòu)剛度大，穩(wěn)定性好，減小后續(xù)車站開挖引起的周圍土體變形；
[0027](9)本發(fā)明提供的初襯、二襯以及底板采用內(nèi)設(shè)防水層并且模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)，防水層起到二次防水的作用，模板、鋼筋與混凝土澆注形成的結(jié)構(gòu)剛度大，穩(wěn)定性好同時(shí)具有良好耐久性。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明提供的平行盾構(gòu)法擴(kuò)建施工地鐵車站的方法的施工原理圖。
[0029]圖2為實(shí)施例1中頂部支撐結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖。
[0030]圖3為間距平行盾構(gòu)法施工平行隧道的示意圖。
[0031]圖4為曲線頂管法施工頂部支撐結(jié)構(gòu)和底部支撐結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0032]圖5為填充混凝土的示意圖。
[0033]圖6為施工豎向臨時(shí)支撐的示意圖。
[0034]圖7為施工立柱的示意圖。
[0035]圖8為施工拱頂初襯和拱頂二襯的示意圖。
[0036]圖9為開挖兩側(cè)土體至達(dá)到地鐵車站設(shè)計(jì)標(biāo)高的示意圖。
[0037]圖10為施工底板的不意圖。
[0038]圖11為施工地鐵車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0039]圖12為去除立柱的地鐵車站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖13為實(shí)施例2中頂部支撐結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖。
[0041]其中，1-頂片，2-上部盾構(gòu)管片，3-中部盾構(gòu)管片，4-底片，5-上支護(hù)管道，6_下支護(hù)管道，7-隧道底板，8-左側(cè)臨時(shí)支撐，9-中部臨時(shí)支撐，10-右側(cè)臨時(shí)支撐，11-立柱，12-拱頂二襯，13-支護(hù)底板，14-站臺(tái)，15-上頂管施工平臺(tái)，16-下頂管施工平臺(tái)，17-注漿加固區(qū)，18-注漿孔，19-混凝土，20-凍結(jié)管，21-凍結(jié)加固區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)具體說明，本發(fā)明的內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。
[0043]實(shí)施例1:
[0044]本發(fā)明提供的平行盾構(gòu)法擴(kuò)建施工地鐵車站的方法，施工原理如圖1所示，包括如下步驟:
[0045](I)采用間距平行盾構(gòu)法施工地鐵車站預(yù)留地下空間形成兩條相互平行的盾構(gòu)隧道，兩條盾構(gòu)隧道均由盾構(gòu)管片支撐，盾構(gòu)管片包括頂片1、上部盾構(gòu)管片2、中部盾構(gòu)管片和底片4，如圖3所不；
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