一種曲線頂管支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)建盾構(gòu)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(kāi)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(wèn)題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)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(guò)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，并提供一種曲線頂管支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)建盾構(gòu)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(kāi)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，一種曲線頂管支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)建盾構(gòu)施工地鐵車站的方法，包括如下步驟:
[0006](1)采用盾構(gòu)法施工地鐵車站預(yù)留地下空間形成盾構(gòu)隧道，盾構(gòu)隧道由盾構(gòu)管片支撐，在盾構(gòu)隧道中安裝豎向臨時(shí)支撐，在盾構(gòu)隧道上部安裝頂管工作平臺(tái)；
[0007](2)在頂管工作平臺(tái)上安裝頂管設(shè)備，在盾構(gòu)管片頂片兩側(cè)對(duì)稱鉆孔切割并安裝孔口裝置作為頂管始發(fā)端，在盾構(gòu)管片底片兩側(cè)對(duì)稱鉆孔切割形成頂管接收端，通過(guò)頂管設(shè)備采用曲線頂管法向盾構(gòu)隧道兩外側(cè)并排頂進(jìn)2根以上支護(hù)管道，支護(hù)管道從盾構(gòu)隧道頂部始發(fā)并在盾構(gòu)隧道底部接收，沿盾構(gòu)隧道軸向平行排布的各支護(hù)管道構(gòu)成地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)；
[0008](3)向各支護(hù)管道內(nèi)填充混凝土，在盾構(gòu)隧道中施工支撐基礎(chǔ)和中隔墻，中隔墻的頂部與盾構(gòu)管片頂片連接；
[0009](4)拆除豎向臨時(shí)支撐，沿盾構(gòu)隧道軸向拆除盾構(gòu)隧道上部的盾構(gòu)管片，開(kāi)挖兩側(cè)支護(hù)管道與盾構(gòu)隧道之間的土體，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，拆除位于盾構(gòu)管片底片上方的盾構(gòu)管片并對(duì)稱開(kāi)挖兩側(cè)支護(hù)管道與盾構(gòu)隧道之間的土體至達(dá)到地鐵車站設(shè)計(jì)標(biāo)高，施工側(cè)墻初襯和側(cè)墻二襯，待側(cè)墻二襯達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施工底板和地鐵車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成地鐵車站施工。
[0011]步驟(2)中在支護(hù)管道上預(yù)置注漿孔，支護(hù)管道頂進(jìn)完成后通過(guò)支護(hù)管道的注漿孔向相鄰兩根支護(hù)管道間的土體進(jìn)行注漿加固，形成注漿加固區(qū)。
[0012]步驟(2)中在支護(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，支護(hù)管道頂進(jìn)完成后向凍結(jié)管中注入低溫流體，低溫流體對(duì)相鄰兩根支護(hù)管道間的土體進(jìn)行凍結(jié)，形成凍結(jié)加固區(qū)。
[0013]步驟(4)中施工拱頂初襯的具體內(nèi)容為在地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的拱頂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。
[0014]步驟(5)中施工側(cè)墻初襯的具體內(nèi)容為在地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上施工側(cè)墻防水層并且錨固側(cè)墻模板，施工側(cè)墻二襯的具體內(nèi)容為在側(cè)墻模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土。
[0015]步驟(5)中施工底板的具體內(nèi)容為施工底部防水層并且錨固底部模板，在底部模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土。
[0016]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的曲線頂管支護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)建盾構(gòu)施工地鐵車站的方法，采用曲線頂管技術(shù)在盾構(gòu)隧道兩側(cè)施工支護(hù)管道，支護(hù)管道從盾構(gòu)隧道頂部始發(fā)并在盾構(gòu)隧道底部接收，一次施工即可直接形成地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，減小施工過(guò)程中的土體變形量，相比于現(xiàn)有技術(shù)順序施工拱頂支撐結(jié)構(gòu)和側(cè)墻支撐結(jié)構(gòu)的方法，本發(fā)明精簡(jiǎn)了施工工序、大大降低了施工時(shí)間；盾構(gòu)隧道自身具有一定強(qiáng)度，可短時(shí)間內(nèi)承受土體壓力不變形，本方法一次施工直接形成地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，施工時(shí)間短，因此地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)在施工前不需施工中隔墻作為支撐結(jié)構(gòu)，為頂管工作平臺(tái)和頂管設(shè)備的安裝提供的足夠的空間，并且地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中無(wú)中隔墻阻礙，施工效率更高。
[0017]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):
[0018](1)采用盾構(gòu)法直接過(guò)站，不需停工等待車站施工，提高了盾構(gòu)設(shè)備的利用率；
[0019](2)地鐵車站內(nèi)部的擴(kuò)建通過(guò)施工支護(hù)管道實(shí)現(xiàn)，不需對(duì)城市道路進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)城市交通干擾小，工序簡(jiǎn)單，施工效率高；
[0020](3)支護(hù)管道從盾構(gòu)隧道頂部始發(fā)并在盾構(gòu)隧道底部接收，所有施工操作都在盾構(gòu)隧道內(nèi)完成，不需占用其他施工場(chǎng)地；
[0021](4)地鐵車站的拱頂由地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)(支護(hù)管道組)的拱頂、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)上增加支護(hù)管道組，可大大提升拱頂?shù)膹?qiáng)度，并且支護(hù)管道之間注漿加固形成注漿加固區(qū)，一方面增大支護(hù)管道管間強(qiáng)度，同時(shí)起到良好的防水效果;
[0022](5)采用曲線頂管法頂進(jìn)支護(hù)管道，因此形成的地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)呈上拱曲線狀，曲線狀增加了支護(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](6)地鐵車站的側(cè)壁由地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)(支護(hù)管道組)的側(cè)壁、側(cè)墻初襯和側(cè)墻二襯構(gòu)成，地鐵車站側(cè)壁主要承受來(lái)自側(cè)向土體的擠壓作用，作用力較大時(shí)可能造成側(cè)墻襯砌出現(xiàn)裂紋，本發(fā)明針對(duì)上述事實(shí)采用側(cè)壁三層襯砌結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有側(cè)墻初襯和側(cè)墻二襯的結(jié)構(gòu)上增加支護(hù)管道組，可大大提升側(cè)壁的強(qiáng)度，并且支護(hù)管道之間注漿加固形成注漿加固區(qū)，一方面增大支護(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](7)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(kāi)挖引起的周圍土體變形；
[0025](8)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(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的施工地鐵車站方法的施工原理圖。
[0027]圖2為實(shí)施例1中地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖。
[0028]圖3為施工豎向臨時(shí)支撐和頂管工作平臺(tái)的示意圖。
[0029]圖4為曲線頂管法施工地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖5為填充混凝土的示意圖。
[0031]圖6為施工支撐基礎(chǔ)和中隔墻的示意圖。
[0032]圖7為施工拱頂初襯和拱頂二襯的示意圖。
[0033]圖8為開(kāi)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。
[0034]圖9為施工側(cè)墻初襯、側(cè)墻二襯和底板的示意圖。
[0035]圖10為施工地鐵車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0036]圖11為實(shí)施例2中地鐵車站外側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖。
[0037]其中，1-頂片，2-上側(cè)盾構(gòu)管片，3-中部盾構(gòu)管片，4-底片，5-左側(cè)豎向臨時(shí)支撐，6-右側(cè)豎向臨時(shí)支撐，7-支護(hù)管道，8-混凝土，9-支撐基礎(chǔ)，10-中隔墻，11-拱頂二襯，12-側(cè)墻二襯，13-底板，14-站臺(tái)，15-頂管工作平臺(tái)，16-注漿加固區(qū)，17-注漿孔，18-凍結(jié)管，19-凍結(jié)加固區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面