一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法
【专利摘要】本发明公开了运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，属于地下空间开发的【技术领域】。该方法如下：首先将施工区域内地铁隧道箱体中的积水全部抽入地下室集水井中；其次在地下墙上安装竖向的钢立柱支撑组件；接着部分凿除钢立柱支撑组件两侧的地下墙墙体，形成两个洞口一；接着在洞口一的边缘浇筑结构柱，结构柱的钢筋与地下墙的主筋固定连接；接着凿除位于钢立柱支撑组件内的地下墙墙体，形成洞口二；最后在洞口二的边缘浇筑结构梁，结构梁的钢筋与地下墙的主筋形成固定连接，结构梁与结构柱形成矩形框架结构，同时拆除钢立柱支撑组件。该施工方法能保证施工过程中施工区域上方地铁的正常运营，解决了运营中地铁隧道地下墙周边新结构连通的难题。
【专利说明】—种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地下空间开发的【技术领域】，尤其涉及一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法。
【背景技术】
[0002]随着经济增长和城市化进程的加速，以及土地资源的日趋紧张，城市中地下空间建设的需求量越来越大。当在运营中地铁箱体的周边构建新的建筑结构时，为了使得新的建筑结构互相贯通，往往需要在运营中地铁箱体的地下墙上开凿门洞。然而，当在运营中地铁隧道地下墙上开设尺寸较大的门洞时，如何确保其上方的运营中地铁正常运营，目前尚没有十分可靠的技术。因此，亟需提供一种可靠的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工技术。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，以解决现有的运营中地铁隧道地下墙周边构建新的建筑结构时的地下空间不连贯的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0005]一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，包括如下步骤:
[0006]步骤一:将施工区域内所述运营中地铁隧道箱体中的积水全部抽入地下室集水井中；
[0007]步骤二:在所述地下墙上安装竖向的钢立柱支撑组件；
[0008]步骤三:部分凿除所述步骤二中所述钢立柱支撑组件两侧的地下墙墙体，形成两个洞口一 ；
[0009]步骤四:在步骤三所述洞口一的边缘浇筑结构柱，并使得所述结构柱的钢筋与所述地下墙的主筋形成固定连接；
[0010]步骤五:待所述步骤四的结构柱的混凝土强度达到设计要求后，凿除位于所述钢立柱支撑组件内的地下墙墙体，形成洞口二 ；
[0011]步骤六:在步骤五所述洞口二的边缘浇筑结构梁，且所述结构梁的钢筋与所述地下墙的主筋形成固定连接，使得所述结构梁与所述结构柱形成连为一体的矩形框架结构，同时拆除所述钢立柱支撑组件。
[0012]进一步地，所述步骤一包括:在所述运营中地铁隧道地下墙上预设门洞位置纵向开设若干水位检查孔，待水位确定后，在水位线的上方开设抽水孔，用于将所述施工区域内的地铁箱体中的积水抽出。
[0013]进一步地,所述步骤二包括:
[0014]步骤a，在所述地下墙上预设门洞位置开设至少两个互相平行的凹槽；
[0015]步骤b，在每个所述凹槽内依次安装钢立柱支撑，以完成整个钢立柱支撑组件的安装。
[0016]进一步地，所述步骤a和步骤b之间还包括通过所述凹槽进入与所述地下墙相邻的所述地铁隧道箱体，并在所述地铁隧道箱体上设置钢立柱支撑。
[0017]进一步地，所述步骤b包括:首先在所述凹槽的上端和下端分别种植钢筋，并焊接上端埋板和下端埋板；然后在所述上端埋板和所述下端埋板之间安装所述钢立柱支撑，并采用千斤顶对所述钢立柱支撑施加向上的预定压力；最后拆除所述千斤顶，同时采用钢板塞补所述钢立柱支撑下端与所述下端埋板之间的缝隙。
[0018]进一步地，所述步骤b还包括，在所述钢立柱支撑的下端翼缘板及腹板之间焊接用于加固的加劲板。
[0019]进一步地，所述步骤三中采用静力切割和人工破碎相结合的方式凿除所述地下墙墙体。
[0020]进一步地，所述步骤三和所述步骤五中，所述洞口一和所述洞口二的边缘向中心600mm宽度的范围内的地下墙墙体采用人工凿除。
[0021]进一步地，所述凹槽的宽度为800mm-1500mm。
[0022]进一步地，相邻所述凹槽的间距为900mm-1500mm。
[0023]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:本发明的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，采用先将施工区域内的地铁隧道箱体中的积水全部抽入地下室集水井中；然后在地下墙上安装竖向的钢立柱支撑组件；接着按照受力稳定性要求分步骤凿除地下墙墙体，同时在相应位置浇筑结构柱和结构梁，并使得结构柱和结构梁的钢筋和地下墙的主筋形成固定连接，结构梁与结构柱形成连为一体的矩形框架结构；最后拆除竖向的钢立柱支撑组件。采用本发明的施工方法，开设了尺寸达到9000mmX2900mm(长X高)的门洞，而且施工区域位于运营中的地铁下方，施工过程中需要严格控制对运营中地铁隧道箱体造成的影响。故在凿除运营中地铁隧道地下墙预设门洞位置的墙体混凝土之前，先在施工区域完成由至少两个竖向的钢立柱支撑组成的钢立柱支撑组件的施工，以形成施工区域的临时支撑。考虑到预设门洞的尺寸较大，其所在位置的特殊性，以及整个地下墙系统的受力稳定性，采用分步骤安装门洞的结构柱和结构梁作为该门洞的永久性支撑结构。待永久性支撑结构体系结构柱和结构梁施工完成且混凝土达到施工强度后，再拆除钢立柱支撑组件。采用这样的施工方法，按照运营中地铁隧道箱体以及运营中地铁隧道地下墙的受力稳定性要求，在运营中地铁隧道地下墙上开设尺寸较大的门洞施工过程中，严格控制运营中地铁隧道的沉降变形量，使得其沉降变形量不会超过报警值，且施工过程中施工区域上方的地铁能够正常运营，并实现了运营中地铁隧道地下墙两端的新的建筑新结构互相贯通。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]本发明的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法由以下的实施例及附图给出。
[0025]图1-图6是本发明一实施例运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法各步骤的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和具体实施例对本发明的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0027]本实施例中，运营中地铁隧道地下墙两侧的新的建筑结构基坑已经施工完成，根据工程需要，为了使得所述新的建筑结构互相贯通，需要在运营中地铁隧道地下墙上开设门洞。
[0028]结合图1至图6详细说明本发明的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法。
[0029]一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，包括如下步骤:
[0030]步骤一:将施工区域内运营中地铁隧道箱体中的积水全部抽入地下室集水井中。
[0031]由于预设门洞位置在运营中地铁隧道地下墙上，运营中地铁隧道地下墙与运营中地铁隧道箱体相邻，因此在开设门洞施工之前先要抽出施工区域内运营中地铁隧道箱体中的积水。同时还要做好运营中地铁隧道地下墙以及运营中地铁隧道箱体地下室外墙间隙的防水处理工作，以保证施工过程中施工区域以及运营中地铁隧道箱体的安全性。
[0032]步骤二:如图1所示，在地下墙10上安装竖向的钢立柱支撑组件20。
[0033]本实施例中预设门洞的尺寸较大,达到9000mmX2900mm(长X高)，而且施工区域位于运营中的地铁下方。因此，施工难度大，施工过程中需要严格控制对运营中地铁隧道箱体造成的影响。在凿除地铁运营中隧道地下墙预设门洞位置的墙体混凝土之前，必须先完成施工区域的临时支撑结构的施工。本实施例中的临时支撑结构采用由至少两个竖向的钢立柱支撑组成的钢立柱支撑组件20。
[0034]步骤三:如图2所示，部分凿除步骤二中钢立柱支撑组件20两侧的地下墙墙体，形成两个洞口一(11-1，11-2)。
[0035]考虑到预设门洞的尺寸较大，其所在位置的特殊性，以及整个地下墙系统的受力稳定性，需要分步骤安装门洞的结构柱和结构梁作为永久性的支撑结构。故在钢立柱支撑组件20安装完成后，先凿除钢立柱20两侧的地下墙墙体，形成两个洞口一(I 1-1，11-2)，以方便后续浇筑结构柱的施工工作的开展。
[0036]步骤四:如图3所示，在步骤三洞口一(11-1，11-2)的边缘浇筑结构柱(21-1，21-2)，并使得结构柱(21-1,21-2)的钢筋与地下墙10的主筋形成固定连接。
[0037]具体来说，在洞口一(11-1,11-2)形成之后，及时进行结构柱(21-1,21-2)的施工，以形成预设门洞竖向的支撑体系。而且，为了保证在运营中地铁隧道地下墙10上开设门洞后运营中地铁隧道的安全，结构柱(21-1，21-2)的钢筋与地下墙10的主筋形成固定连接。本实施例中，预设门洞的尺寸较大，要求竖向的永久性支撑结构具有较好的受力稳定性，故结构柱(21-1，21-2)呈U形，且方便该结构柱(11-1，11-2)与后续浇筑的结构梁形成固定连接。待结构柱(21-1，21-2)的混凝土强度达到设计要求后，才可以进行后续凿除混凝土的施工。
[0038]步骤五:如图4所示，待步骤四的结构柱(21-1，21-2)混凝土强度达到设计要求后，凿除位于钢立柱支撑组件20内的地下墙墙体，形成洞口二 12。
[0039]结构柱(21-1，21-2)浇筑完成后，运营中地铁隧道地下墙10门洞的竖向受力体系基本完成。为了保证运营中地铁的地下墙10开设门洞后原有地下墙以及运营中地铁箱体受力体系的稳定性，待结构柱(21-1，21-2)的混凝土强度达到设计要求后，才能进行位于钢立柱支撑组件20内的地下墙墙体的凿除施工。待洞口二 12施工完成后，开设门洞的混凝土凿除工作基本完成，此时洞口一(11-1，11-2)与洞口二 12互相连通。特别注意，在进行分幅地下墙的上、下地块结构节点间开设门洞，打开下部节点时，要做好防水措施防止地下水涌出，以保证运营中地铁箱体以及运营中地铁隧道地下墙的整体安全性。此外，在施工完成后投入使用的运营中地铁隧道箱体底板表面，最好采用可拆卸的花纹钢板，以对混凝土地坪以及所述地铁隧道箱体连接板表面的混凝土进行保护。
[0040]步骤六:如图5所示，在步骤五所述洞口二 12的上、下边缘浇筑结构梁(22-1，22-2)，且结构梁(22-1，22-2)的钢筋与地下墙10的主筋形成固定连接，使得结构梁(22-1, 22-2)与结构柱(21-1,21-2)形成连为一体的矩形框架结构，同时拆除钢立柱支撑组件20。最后运营中地铁隧道地下墙10上形成如图6所示的门洞结构。
[0041]待门洞的永久性支撑结构体系结构柱(21-1，21-2)和结构梁(22_1，22-2)施工完成且混凝土达到施工强度后，方可进行钢立柱支撑组件20的拆除工作。
[0042]特别地，在运营中地铁隧道地下墙10上预设门洞位置纵向开设若干水位检查孔，相邻水位检查孔的间距为500mm-600mm ;待水位确定后，在水位线的上方开设尺寸为100mmX700mm的抽水孔，用于将施工区域内的地铁箱体中的积水抽出。
[0043]具体来说，采用水钻在运营中地铁隧道地下墙10上预设门洞位置纵向开设水位检查孔，相邻的水位检查孔的间距为500mm，根据实际施工情况，可以选择开设直径为200mm的水位检查孔。通过开设水位检查孔确定水位后,在水位线的上方用直径为200mm的水钻开设预定尺寸的抽水孔。接着，将水泵放入运营中地铁的箱体中，通过所述抽水孔，将施工区域内地铁箱体中的积水全部抽入运营中地铁箱体地下室集水井中。考虑到抽出运营中地铁隧道箱体中的积水相当于对运营中地铁箱体结构进行卸载，因此，在本实施例中，根据设计要求，每天的抽水量应小于80吨。此外，在严格控制每天抽水量的同时，还同步进行运营中地铁隧道地下墙的沉降观测。可以选择在运营中地铁隧道地下墙10预设门洞位置设置5个沉降监测孔，每天至少监测两次，从而保证施工的安全性和可控性。
[0044]特别地，主要分为两个步骤来完成步骤二中钢立柱支撑组件20的安装。具体步骤为:步骤a，在地下墙10上预设门洞位置开设至少两个互相平行的凹槽13 ;为了施工方便，在抽水孔位置开设第一个凹槽13。为了减少对运营中地铁隧道地下墙墙体结构造成的扰动，采用静力切割方式开设凹槽13。由于该步骤中所开设的凹槽作为施工区域进入运营中地铁隧道箱体的入口，以及该凹槽为后续钢立柱支撑的施工提供材料运输通道，该凹槽的深度与运营中地铁隧道地下墙的厚度一致，即该凹槽贯穿于运营中地铁隧道地下墙。
[0045]步骤b，在每个凹槽13内依次安装钢立柱支撑，以完成整个钢立柱支撑组件20的安装。钢立柱支撑组件20是由至少两根等间距设置的钢立柱支撑组成的。在本实施例中，根据设计要求，采用3根等间距设置的钢立柱支撑形成钢立柱支撑组件20。同时为了减少后续施工对运营中地铁隧道箱体的受力稳定性造成影响，开设完成第一个凹槽13后，通过该凹槽13进入与运营中地铁隧道地下墙相邻的地铁隧道箱体，并在地铁隧道箱体上设置至少一个钢立柱支撑。
[0046]具体来说，钢立柱支撑组件20的安装主要采用如下方法:首先在凹槽13的上端和下端分别种植钢筋，并焊接上端埋板和下端埋板；然后在上端埋板和下端埋板之间安装钢立柱支撑，并根据设计要求，在钢立柱支撑的下端和下端埋板之间采用千斤顶对钢立柱支撑施加向上的预定压力，例如预定压力为30吨；最后拆除千斤顶，同时采用厚度为20mm的钢板塞补因拆除千斤顶之后钢立柱支撑下端与下端埋板之间的缝隙。当然，按照设计规范，钢立柱支撑的下端翼缘板及腹板之间还需加设用于加固的加劲板，该加劲板可以选择厚度为20mm的钢板。而且所有节点构造均需采用全焊缝连接，焊接高度不小于8mm。当需要在运营中地铁隧道地下墙10上竖向开设多个门洞时，钢立柱支撑组件20从运营中地铁隧道箱体底板开始设置，待位于底端的钢立柱支撑组件10安装完成并验收合格后才可进行上一层钢立柱支撑的安装。根据施工场地的要求，钢立柱支撑的预拼装工序是在运营中地铁隧道箱体中完成的。钢立柱支撑的尺寸是根据强度和稳定性计算选择的，通常选择电动葫芦来整根吊装。起吊时通过埋设在运营中地铁隧道箱体中的钢筋吊钩安装，吊起后，钢立柱支撑的上端与上端埋板焊接连接，固定好后再松开葫芦。本实施例中选择最大长度为3000mm,单根重量大约为0.9吨的钢立柱支撑。故吊钩选择长度为35d，A级胶，满足《混凝土加固设计规范》要求的植筋。考虑到整体的受力稳定性，钢立柱支撑的端面和运营中地铁隧道箱体的接触面应保持密贴和平整。
[0047]由于运营中地铁隧道地下墙预设门洞位置在营运中的地铁下面，安全要求比较高。故为了保证施工过程中地铁的运营安全性，开设门洞时采用静力切割和人工破碎相结合的方式凿除地下墙墙体混凝土。考虑到运营中地铁隧道箱体有厚度为500_的内衬墙，以及为了进一步减少施工过程中对运营中地铁隧道箱体造成扰动的不利影响，洞口一(11-1，11-2)和洞口二 12边缘向中心600mm宽度的范围内的地下墙墙体均采用人工凿除，即空压机凿除。
[0048]根据运营中地铁隧道地下墙上预设门洞的尺寸以及后续安装钢立柱支撑的尺寸，凹槽13的宽度可以为800mm-1500mm，相邻凹槽13的间距可以为900_1500mm。
[0049]综上所述，本发明的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，由于在运营中的地铁下面进行施工，采用先将施工区域内的地铁隧道箱体中的积水全部抽入地下室集水井中；然后在地下墙上安装竖向的钢立柱支撑组件；接着按照受力稳定性要求分步骤凿除地下墙墙体，同时在相应位置浇筑结构柱和结构梁，并使得结构柱和结构梁的钢筋和地下墙的主筋形成固定连接，结构梁与结构柱形成连为一体的矩形框架结构；最后拆除竖向的钢立柱支撑组件。采用本发明的施工方法，在运营中地铁隧道地下墙上开设尺寸较大的门洞施工过程中，能够保证运营中地铁的沉降变形量不会超过报警值，且施工过程中施工区域上方的地铁能够正常运营，并实现了运营中地铁隧道地下墙两端的新的建筑结构互相贯通。
[0050]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:将施工区域内所述运营中地铁隧道箱体中的积水全部抽入地下室集水井中； 步骤二:在所述地下墙上安装竖向的钢立柱支撑组件； 步骤三:部分凿除所述步骤二中所述钢立柱支撑组件两侧的地下墙墙体，形成两个洞口一 ； 步骤四:在步骤三所述洞口一的边缘浇筑结构柱，并使得所述结构柱的钢筋与所述地下墙的主筋形成固定连接； 步骤五:待所述步骤四的结构柱的混凝土强度达到设计要求后，凿除位于所述钢立柱支撑组件内的地下墙墙体，形成洞口二 ； 步骤六:在步骤五所述洞口二的边缘浇筑结构梁，且所述结构梁的钢筋与所述地下墙的主筋形成固定连接，使得所述结构梁与所述结构柱形成连为一体的矩形框架结构，同时拆除所述钢立柱支撑组件。
2.如权利要求1所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤一包括:在所述运营中地铁隧道地下墙上预设门洞位置纵向开设若干水位检查孔，待水位确定后，在水位线的上方开设抽水孔，用于将所述施工区域内的地铁箱体中的积水抽出。
3.如权利要求1所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤二包括: 步骤a，在所述地下墙上预设门洞位置开设至少两个互相平行的凹槽； 步骤b，在每个所述凹槽内依次安装钢立柱支撑，以完成整个钢立柱支撑组件的安装。
4.如权利要求3所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤a和步骤b之间还包括通过所述凹槽进入与所述地下墙相邻的所述地铁隧道箱体，并在所述地铁隧道箱体上设置钢立柱支撑。
5.如权利要求3所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤b包括:首先在所述凹槽的上端和下端分别种植钢筋，并焊接上端埋板和下端埋板；然后在所述上端埋板和所述下端埋板之间安装所述钢立柱支撑，并采用千斤顶对所述钢立柱支撑施加向上的预定压力；最后拆除所述千斤顶，同时采用钢板塞补所述钢立柱支撑下端与所述下端埋板之间的缝隙。
6.如权利要求5所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤b还包括，在所述钢立柱支撑的下端翼缘板及腹板之间焊接用于加固的加劲板。
7.如权利要求1所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤三中采用静力切割和人工破碎相结合的方式凿除所述地下墙墙体。
8.如权利要求1所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述步骤三和所述步骤五中，所述洞口一和所述洞口二的边缘向中心600mm宽度的范围内的地下墙墙体采用人工凿除。
9.如权利要求3所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，所述凹槽的宽度为800mm-1500mm。
10.如权利要求3所述的运营中地铁隧道地下墙开门洞的施工方法，其特征在于，相邻所述凹槽的间距为900mm-1500mm。
【文档编号】E21D9/00GK104131816SQ201410280759
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】周玮, 倪悠悠, 徐红海, 徐俊传 申请人:上海建工五建集团有限公司