一种地铁换乘车站复杂异型基坑的基坑群开挖结构的制作方法

本实用新型涉及基坑工程开挖施工的技术领域，尤其是一种地铁换乘车站复杂异型基坑的基坑群开挖结构。

背景技术：

近年来，随着我国经济的快速发展，各大主要城市的版图在逐渐扩大，城市人口的增加迅速，对城市交通网络的发展带来了严峻的考验。而由于城市轨道交通的便利性和准时性，地铁这种出行方式越来越受广大市民的喜爱，因此各大城市都在大力发展城市地下轨道交通网络。

随着城市地铁的大力兴建，越来越多的地铁基坑需要占用城市道路的部分空间，给城市地面交通带来了拥堵。同时，很多地铁基坑离周围建筑物的距离越来越近，如何最小化基坑开挖对周边既有建筑物的不利影响，保障人们的生命财产安全，也需要纳入地铁设计方和施工方的考虑范畴以内。此外，随着地铁线路的逐渐增多，出现了更多交叉的地铁线路，必然会出现更多的地铁换乘车站。由于地铁换乘车站的基坑情况复杂和体量较大的特点，如何合理规划基坑开挖施工的过程以保证既有地铁线路的安全运行，给设计和施工都带来了很大的挑战。所以，提出一种地铁换乘车站复杂异型基坑的基坑群开挖方法，将基坑开挖对城市地面交通、周边建筑物和地铁线路的影响降至最小，具有重要意义。

目前，现有的关于地铁的基坑开挖施工方法研究，主要是关于在保护邻近地铁隧道情况下的基坑施工方法的研究。经检索发现，中国专利cn103321230a提出了“在运行浅埋地铁长距离穿越场地中的深大基坑开挖方法”，通过设置分隔墙，将基坑分为远离地铁隧道的大基坑和紧邻地铁隧道的小基坑，在小基坑内采用超深搅拌桩和旋喷桩相结合的加固方式，在地铁隧道既有地墙两侧设置一排绑桩，先开挖大基坑，后开挖小基坑，大基坑采用钢筋混凝土支撑，小基坑第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，余下道支撑采用钢支撑，利用降水井采取相应的降水回灌和限载的措施来限制隧道变形。通过该方法大大减少了基坑隆起变形和隧道变形。经检索发现，中国专利cn108086327a提出了“一种邻近地铁隧道的异形深基坑施工方法”，包括施工准备、施工部署、支撑的安装、基坑平面开挖、基坑竖向开挖、基坑周边防护及支撑的拆除，同时为了提高施工质量及进程，在施工过程中增加了栈桥结构和止水帷幕。通过该方法，得出了邻近地铁隧道位移量未超控制值率为95%，超出了预定90%的未超控制告率，大大提高了施工质量，降低了维修次数，增加了经济效益，确保了地铁隧道的安全。但是，以上专利只研究了邻近地铁隧道的基坑施工方法，对于地铁换乘车站异型基坑群的施工方法或结构的研究未曾涉及。

由此可知，需要一种地铁换乘车站复杂异型基坑的基坑群开挖结构，将地铁换乘车站基坑开挖对城市地面交通、周边建筑物和地铁线路的影响降至最低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种地铁换乘车站复杂异型基坑的基坑群开挖结构，通过分区开挖，将地铁换乘车站的基坑开挖对周边环境产生的影响降至最小。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种地铁换乘车站复杂异型基坑的基坑群开挖结构，其特征在于：包括复杂异型基坑群，所述复杂异型基坑群包括一期盾构井基坑、二期盾构井基坑和三期换乘区域基坑，所述二期盾构井基坑在其占用地面道路的基坑区域内设置有结构顶板和支撑机构，所述二期盾构井基坑在其未占用地面道路的基坑区域内设置有所述支撑机构；所述一期盾构井基坑在其未占用地面道路的基坑区域内设置有所述支撑机构；所述三期换乘区域基坑内设有分隔墙，以将所述三期换乘区域基坑分割成若干规则的基坑块，并且所述基坑块内设有多层支撑机构。

所述复杂异型基坑群外侧设有地下连续墙，所述地下连续墙与其外侧的建筑物间依次设有三轴搅拌桩和预埋袖阀管。

所述结构顶板设于所述二期盾构井基坑所占用地面道路的下方。

所述一期盾构井基坑与所述三期换乘区域基坑的重叠区域设有一排钻孔灌注桩。

所述多层支撑机构包括三层支撑机构和四层支撑机构，所述三层支撑机构从上往下依次为钢筋混凝土支撑、预应力钢支撑、所述预应力钢支撑，所述四层支撑机构从上往下依次为所述钢筋混凝土支撑、所述预应力钢支撑、所述预应力钢支撑、所述预应力钢支撑。

所述基坑块内设有若干小型基坑，两相邻且深度不同的所述小型基坑间设有三轴搅拌桩。

所述三期换乘区域基坑内设有若干栈桥板。

本实用新型的优点是：提高施工效率和缩短施工工期的同时，有效减小了地铁换乘车站复杂异型基坑的开挖对周边环境包括城市地面交通、建筑物和地铁线路的影响。

附图说明

图1为本实用新型的场地示意图；

图2为本实用新型的换乘车站基坑的示意图；

图3为本实用新型的地下连续墙与建筑物加固示意图；

图4为本实用新型的盾构井基坑开挖示意图；

图5为本实用新型的换乘区域基坑分区示意图；

图6为本实用新型的栈桥板位置示意图；

图7为本实用新型的不同深度小型基坑的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-7所示，图中标记分别表示为：一期盾构井基坑1、二期盾构井基坑2、三期换乘区域基坑3、基坑块3-1至3-11、三轴搅拌桩4、预埋袖阀管5、占用地面道路基坑区域6、钻孔灌注桩7、栈桥板8、钢筋混凝土支撑9、预应力钢支撑10、地下连续墙11、既有建筑物12、换乘车站基坑ⅰ、南昌地铁2号线ⅱ、南昌地铁3号线ⅲ、南昌市28中教学楼ⅳ、物质交易中心北侧楼ⅴ、叠山路立交ⅵ、八一大道ⅶ、阳明路ⅷ。

实施例：如图1-7所示，本实施例是以南昌市地铁换乘站青山路口站为例，地铁换乘站青山路口站位于南昌市八一大道、青山南路与阳明路交叉路口西南侧地块内。如图1所示，换乘车站基坑ⅰ为复杂异型基坑群，南昌地铁2号线ⅱ为地下二层岛式车站，南昌地铁3号线ⅲ为地下三层岛式车站，基坑中部有南昌市28中教学楼ⅳ需要拆除，基坑东南部有物质交易中心北侧楼ⅴ以及叠山路立交ⅵ，基坑东部为八一大道ⅶ，基坑北部为阳明路ⅷ，场地周边环境极其复杂。

如图1所示，根据土质条件和基坑安全要求，换乘车站基坑ⅰ施工有1000mm的地下连续墙，作为换乘车站基坑ⅰ的围护结构。如图1和图3所示，根据周边建筑物的保护要求，在换乘车站基坑ⅰ的地下连续墙11外侧和既有建筑物12的基础之间施工一排三轴搅拌桩4进行加固，该三轴搅拌桩4的大小型号为φ850@600。另外，对于换乘车站基坑ⅰ的地下连续墙11外侧和既有建筑物12基础之间的软弱土层，选用间距为1000×1000mm、倾角为10°的预埋袖阀管5，采用跟踪注浆的方式进行加固。三轴搅拌桩4和预埋袖阀管5均用于加固地下连续墙11和既有建筑物12。

如图2、图4、图5、图6所示，将换乘车站基坑ⅰ分为一期盾构井基坑1、二期盾构井基坑2、三期换乘区域基坑3三个部分。对一期盾构井基坑1与二期盾构井基坑2进行开挖，其中，二期盾构井基坑2的占用地面道路基坑区域6采用盖挖半逆作法进行施工，即首先施作结构顶板（结构顶板设于二期盾构井基坑2所占用地面道路的下方），结构顶板用于支撑地面道路，随后从一侧对结构顶板下的土进行逐层降水掏挖，并设置支撑机构；一期盾构井基坑1的未占用地面道路基坑区域和二期盾构井基坑2的未占用地面道路基坑区域均采用明挖顺作法进行施工，即逐层降水开挖土体，并设置支撑机构。上述支撑机构在二期盾构井基坑2开挖均起支撑作用。

如图5所示，一期盾构井基坑1和三期换乘区域基坑3的重叠区域施做有一排直径为1200mm的钻孔灌注桩7，钻孔灌注桩7可作为挡土墙，利用已经开挖出来的土体对重叠区域进行填土充实，将“坑中坑”的施工转化为常规基坑施工，保证基坑的稳定性与安全性。根据三期换乘区域基坑3的基坑形状和基坑稳定性及开挖安全，通过分隔墙（地下墙）将三期换乘区域基坑3分成分割成11个规则的基坑块（基坑块3-1至3-11），三期换乘区域基坑3内的土层采取分区域、分层对称开挖。具体地，分区域对称开挖为，每层土方开挖时首先开挖3-3、3-4、3-6和3-7区域土方，再开挖3-5区域土方，然后开挖3-1和3-2区域土方，接着开挖3-8和3-9区域土方，最后开挖3-10和3-11区域的土方；分层开挖为，开挖时每层土方开挖不得超挖，每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在3m-6m，每层开挖深度不大于2m，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底。另外，如图7所示，对于三期换乘区域基坑3内较浅小的基坑，可设置三层支撑机构，从上往下依次为钢筋混凝土支撑9、预应力钢支撑10、预应力钢支撑10；对于三期换乘区域基坑3内较深小的基坑，可设置四层支撑机构，从上往下依次为钢筋混凝土支撑9、预应力钢支撑10、预应力钢支撑10、预应力钢支撑10。三期换乘区域基坑3的基坑块内设有多个小型基坑，两相邻且深度不同的小型基坑间设有三轴搅拌桩4，三轴搅拌桩4可作为挡土墙对基坑块进行分隔，以提高基坑的稳定性。

如图5所示，本实施例中，三期换乘区域基坑3内增设有2个栈桥板8，栈桥板8作为施工过程中施工场地内的交通运输通道，避免了由于受施工场地限制，基坑开挖后整个场地内交通被中断的情况出现，大幅度提高了土方运输和施工效率。

此外，结合图1-7所示，本实施例还具有以下开挖方法：

步骤a：将一期盾构井基坑1分为一期盾构井基坑1，二期盾构井基坑2，三期换乘区域基坑3。

步骤b：在一期盾构井基坑1上施工1000mm的地下连续墙作为一期盾构井基坑1的围护结构。

步骤c：在换乘车站基坑ⅰ的地下连续墙外侧和既有建筑物的基础之间施工一排三轴搅拌桩4进行加固，三轴搅拌桩4的大小型号为φ850@600，对于换乘车站基坑ⅰ的地下连续墙外侧和既有建筑物基础之间的软弱土层，选用间距为1000×1000mm、倾角为10°的预埋袖阀管5，采用跟踪注浆的方式进行加固。

步骤d：根据邻近地铁隧道的保护要求，在既有运营地铁两侧同时施工一排钻孔灌注桩7进行加固，钻孔灌注桩7的大小型号为φ1200@1600。

步骤e：采用明挖顺作法和盖挖半逆作法相结合的思路对一期盾构井基坑1和二期盾构井基坑2进行开挖，具体方式如前文所述，故在此不作赘述。另外，并对三期换乘区域基坑3地表上的南昌市28中教学楼ⅳ进行拆除。

步骤f：在一期盾构井基坑1和三期换乘区域基坑3的重叠区域施做一排直径为1200mm的钻孔灌注桩7，钻孔灌注桩7可作为挡土墙，再通过分隔墙（地下墙）将三期换乘区域基坑3分成分割成11个规则的基坑块（基坑块3-1至3-11）。三期换乘区域基坑3内的土层采取分区域、分层对称开挖。另外，在三期换乘区域基坑3内设置2个栈桥板8。

步骤g：先对三期换乘区域基坑3进行降水，随后对三期换乘区域基坑3内的土层进行分区域、分层对称开挖，具体方式如前文所述，故在此不作赘述。

综上，本实施例在提高施工效率和缩短施工工期的同时，有效减小了地铁换乘车站复杂异型基坑的开挖对周边环境包括城市地面交通、建筑物和地铁线路的影响。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。