盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法
2023-06-16 03:59:06
專利名稱：盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法
技術領域：
本發明涉及的是一種盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法，屬於地下建築工程技術領域。
背景技術：
為加快地鐵建設速度，提高工程質量，確保施工安全，地鐵區間隧道應儘量多的採用盾構法施工。但是，目前的盾構區間隧道與車站施工在施工組織上存在較大矛盾，並且兩者施工速度相差較大，造成了盾構機利用率低、頻繁拆裝、調頭，在區間隧道內窩工嚴重的現象，使得盾構法施工速度快的優勢得不到發揮，同時可能帶來較大工期風險，大大制約了盾構技術在地鐵工程中的應用。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的全新施工方法，即結合國內6m直徑區間盾構，採用淺埋暗挖法拓展建造地鐵車站。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
本發明的具體施工方法包括如下步驟1)盾構施工直接過站；2)靠近盾構隧道外側一定距離施作隔土排樁；3)在盾構隧道內架設臨時支撐柱，並同時在管片縱向上施作預應力鋼索；4)用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道，施作初期支護(或二次襯砌)；5)在站臺/站廳隧道內向管片側土體注漿；6)開挖通向盾構隧道的乘客疏散橫通道，施作初期支護；7)拆除橫通道處開口管片，施作二次襯砌，使保留管片與橫通道初期支護和二次襯砌保持良好的連接；8)拆除所有的臨時支撐，施作站臺板，完成車站結構施工。
本發明在施工過程中必須做到1)隔土排樁可以在盾構施工之前或之後施作，但必須靠近盾構隧道外側，並符合直徑和間距要求，確保能起到隔離土體的作用；2)在盾構隧道內架設的臨時支撐柱必須滿足強度和穩定性要求，限制管片開口後保留管片的變形；3)預應力鋼索必須對稱張拉，同時保證預應力的大小能使管片開口後保留管片和鄰近管片不喪失承載能力；4)用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道時，要注意開挖順序和臺階法的平行施工，同時注意架設和倒換臨時支撐，滿足控制地層沉降和穩定性要求；5)從站臺/站廳隧道向管片側土體注漿時，必須保證注漿範圍，控制注漿壓力，確保橫通道開挖時中間土柱的承載力，並不破壞盾構管片；6)開挖通向盾構隧道的乘客疏散橫通道時要跳槽開挖，並及時施作初期支護和臨時豎向支撐，保證橫通道的穩定性；7)拆除橫通道處開口管片時，要保證管片開口部位的節點穩定性，做好保留管片與橫通道初期支護和二次襯砌的連接。
在整個施工過程中，施工方法的具體控制1)隔土排樁離盾構隧道外側的距離和隔土排樁的直徑與間距；2)盾構隧道內臨時支撐柱的強度和穩定性；3)預應力鋼索的對稱張拉和張拉力大小；4)用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道的穩定性；5)從站臺/站廳隧道向管片側土體注漿的範圍和注漿壓力的控制；6)乘客疏散橫通道的穩定性；7)管片開口部位的節點穩定性。
本發明的有益效果是1)充分發揮了盾構法的優越性，可以確保施工期間的安全性和極大地減小對周圍環境的影響，提高地鐵工程的建發質量；2)可以利用區間盾構機連續完成區間隧道和車站行車部分結構，而不必在車站端部調頭或出站，創造一臺盾構機連續施工至設計極限的有利條件，儘可能多地使用盾構機進行區間隧道的施工，減少盾構井的數量和盾構設備的投入臺數，大大提高盾構機的一次推進距離，從而通過盾構機的長距離應用和規模效益，從總體上大幅度地降低工程造價；3)可以減少區間盾構與車站施工的相互幹擾，使區間盾構和車站施工的工期問題得到協調，大大減少盾構機的調頭、過站、解體等非施工作業時間，最大限度地開展平行作業，從而縮短施工周期，優化全線的施工組織。
本發明適用於所有採用盾構法進行地鐵區間隧道施工和暗挖法進行地鐵車站施工的工程。本發明可以最大限度地發揮盾構法施工的能力，避免區間盾構與車站施工的相互幹擾，優化全線的施工組織，從而節約工期並大規模降低造價，降低工程風險，提高建設投資效益，為以後的同類工程開闢了一條新路。
圖1是本發明塔柱式車站橫斷面圖，是塔柱部位車站橫斷面圖；圖2是本發明塔柱式車站橫斷面圖；是橫通道部位車站橫斷面圖；圖3是本發明站臺/站廳隧道開挖方案圖；圖標說明1.隔土排樁；2.臨時支撐柱；3.預應力鋼索；4.保留管片；5.站臺/站廳隧道；6.橫通道；7.站臺板；8.開口管片。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
在盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工過程中，主要控制項目和內容如下如圖1、2、3所示，1)隔土排樁1離盾構隧道外測的距離和隔土排樁1的直徑、間距；在開挖站臺/站廳隧道5的過程中，由於其斷面比較大，開挖高度大，地層內部將會產生較大的變形，可能會引起盾構管片向站臺/站廳隧道5方向的移動，因此在盾構隧道外側1m處施作隔土排樁1，並保證隔土排樁1的直徑和間距，對管片進行保護。
2)盾構隧道內臨時支撐柱2的強度和穩定性；拆除橫通道6處的開口管片8之後，整環管片變成一個開口狀的非穩定結構(保留管片4)，在周圍土層的壓力下可能發生較大的變形，引起管片豎向變形，在盾構隧道內施作臨時支撐柱2，可以限制管片的豎向變形，從而保證管片的穩定性；3)預應力鋼索3的對稱張拉；對管片對稱張拉預應力鋼索3可以使管片開口後保留管片4和鄰近管片在縱向上形成一個整體，共同承載和變形。
4)淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道5的穩定性；用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道5時，為了保證中間站臺/站廳隧道5的穩定性，採用雙側導洞超前、分三層臺階式掘進。
5)從站臺/站廳隧道5向管片側土體注漿的範圍和注漿壓力的控制；在站臺/站廳隧道5向管片側土體注漿時，要保證注漿範圍，並控制注漿壓力，以增加橫通道6開挖時中間土柱的承載力，從而保證土體和管片的穩定；6)乘客疏散橫通道6的穩定性；開挖通向盾構隧道的乘客疏散橫通道6時要跳槽開挖，並及時施作初期支護和臨時豎向支撐，保證橫通道6的穩定性；7)拆除開口管片8後保留管片4的穩定性。
開口管片8拆除之前，在隧道內架設臨時鋼管支撐2，並同時在管片縱向上施加預應力鋼索3；開口管片8拆除之後，做好橫通道的初期支護和二次襯砌與保留管片4的連接，保證保留管片4的穩定性。
權利要求
1.一種盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法，包括如下施工步驟1)盾構施工直接過站；2)靠近盾構隧道外側一定距離施作隔土排樁(1)；3)在盾構隧道內架設臨時支撐柱(2)，並同時在管片縱向上施作預應力鋼索(3)；4)用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道(5)，施作初期支護(或二次襯砌)；5)在站臺/站廳隧道(5)內向管片側土體注漿；6)開挖通向盾構隧道的乘客疏散橫通道(6)，施作初期支護；7)拆除橫通道(6)處開口管片(8)，施作二次襯砌，使保留管片(4)與橫通道(6)初期支護和二次襯砌保持良好的連接；8)拆除所有的臨時支撐，施作站臺板(7)，完成車站結構施工。
2.根據權利要求1所述的一種盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法，其特徵在於有如下施工步驟1)隔土排樁(1)可以在盾構施工之前或之後施作，但必須靠近盾構隧道外側，並符合直徑和間距要求，確保能起到隔離土體的作用；2)在盾構隧道內架設的臨時支撐柱(2)必須滿足強度和穩定性要求，限制管片開口後保留管片(4)的變形；3)預應力鋼索(3)必須對稱張拉，同時保證預應力的大小能使管片開口後保留管片(4)和鄰近管片不喪失承載能力；4)用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道(5)時，要注意開挖順序和臺階法的平行施工，同時注意架設和倒換臨時支撐，滿足控制地層沉降和穩定性要求；5)從站臺/站廳隧道(5)向管片側土體注漿時，必須保證注漿範圍，控制注漿壓力，確保橫通道(6)開挖時中間土柱的承載力，並不破壞盾構管片；6)開挖通向盾構隧道的乘客疏散橫通道(6)時要跳槽開挖，並及時施作初期支護和臨時豎向支撐，保證橫通道(6)的穩定；7)拆除橫通道(6)處開口管片(8)時，要保證管片開口部位的節點穩定性，做好保留管片(4)與橫通道(6)初期支護和二次襯砌的連接。
3.根據權利要求1所述的一種盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法，其特徵在於有如下施工步驟，在整個施工過程中，施工方法的具體控制1)隔土排樁(1)離盾構隧道外側的距離和隔土排樁(1)的直徑與間距；2)盾構隧道內臨時支撐柱(2)的強度和穩定性；3)預應力鋼索(3)的對稱張拉和張拉力的大小；4)淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道(5)的穩定性；5)在站臺/站廳隧道(5)內向管片側土體注漿的範圍和注漿壓力的控制；6)乘客疏散橫通道(6)的穩定性；7)管片開口部位的節點穩定性。
全文摘要
一種盾構法與淺埋暗挖法結合建造地鐵車站的施工方法，屬於地下建築工程技術領域。本發明的具體施工方法如下1)盾構施工直接過站；2)靠近盾構隧道外側一定距離施作隔土排樁；3)在盾構隧道內架設臨時支撐柱，並在管片縱向上施作預應力鋼索；4)用淺埋暗挖法分部開挖中間站臺/站廳隧道，施作初期支護(或二次襯砌)；5)在站臺/站廳隧道內向管片側土體注漿；6)開挖通向盾構隧道的乘客疏散橫通道，施作初期支護；7)拆除橫通道處開口管片，施作二次襯砌，使保留管片與橫通道初期支護和二次襯砌保持良好的連接；8)拆除所有的臨時支撐，施作站臺板，完成車站結構施工。本發明可以提高地鐵建設的工程質量，降低工程造價，縮短工期。
文檔編號E21D11/04GK101086209SQ20071011937
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月23日 優先權日2007年7月23日
發明者劉維寧, 羅富榮, 李兆平, 路美麗, 張新金, 賀少輝, 袁大軍, 郭婷, 李曉霖, 李海鋒, 許世偉 申請人:北京交通大學