一种采用预制构件建造地铁车站的施工方法与流程

本发明涉及地下建筑工程技术领域，主要涉及一种采用预制构件建造地铁车站的施工方法，尤其适用于城市中心区的地铁车站施工。

背景技术：
目前地铁车站施工可采用明挖法、浅埋暗挖法或盾构法，其中以明挖法或浅埋暗挖法较为常用。地铁车站多建设在城区中心地带，采用明挖法施工，需全日封闭城市道路，加重了城市交通拥堵问题；城区地下管线密集，改移难度大；基坑施工对周边环境污染严重，施工噪声对周边居民的生活和工作影响较大；这些缺陷使明挖法施工所受干扰大、工期长、工程间接费用增加。浅埋暗挖法或盖挖法施工在一定程度上缓解了地面交通压力及管线迁移的问题，但该工法需在地下现浇钢筋混凝土，存在工期长、工作环境差、安全风险多、质量难保证等缺陷。盾构法施工地铁车站往往需要和浅埋暗挖法配合使用，且盾构施工存在地层适应性差，短距离施工优势无法发挥等缺点。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种采用预制构件建造地铁车站的施工方法，该方法简单，方便，能够有效提高车站的整体稳定性，具有不影响路面交通，施工安全快捷，环境污染小，可推动地下工程产业化等优点。对比现有技术，本发明的技术方案如下：一种采用预制构件建造地铁车站的施工方法，该施工方法的步骤如下：第一步：在车站设计轮廓的外围进行止水帷幕结构施工，并进行降水施工；第二步：根据车站的设计结构，沿着拟建车站的延伸方向施工预制桩至设计标高；第三步：在路侧开挖竖井，在竖井内施工横通道至车站断面，并对断面周围土体进行加固施工；第四步：进行断面上台阶土体开挖，同时对相邻排桩之间的侧向土体进行初次衬砌；开挖至中板标高位置后，拼装预制顶拱和侧墙板，并现浇顶纵梁；同时在两侧预制桩之间横向设置第一临时水平支撑；第五步：进行断面下台阶土体开挖，同时对相邻排桩之间的侧向土体进行初次衬砌，拼装预制仰拱和侧墙板，并现浇中纵梁及底纵梁；同时在两侧预制桩之间横向设置第二临时水平支撑；第六步：预制构件施工完成后，分段拆除临时水平支撑，同时在桩间侧墙板的内侧立模板，架钢筋笼，进行现浇侧墙施工；第七步：拼装中板结构；然后根据车站空间设计要求，拆除临时预制桩，形成车站整体结构。作为本发明进一步改进，临时水平支撑为圆钢管、工字钢或槽钢。采用这种结构的水平支撑具有较强的韧性和抗弯强度，能够起到很好的辅助支撑的作用，有效提高了支护结构的整体稳定性，安全系数更高，稳定性更强。作为本发明进一步改进，所述临时预制桩采用型钢桩或钢混组合桩，其余均为钢筋混凝土桩。采用型钢桩或钢混组合桩作为临时预制桩具有较好的支撑强度，同时这种结构的预制桩还能方便在不使用时拆除，省时省力，比较人化；而采用钢筋混凝土桩作为永久支撑体具有较强的支撑强度，不容易倒塌，安全稳定。作为本发明进一步改进，现浇混凝土施工前，先对侧墙板进行凿毛处理，浇筑时使混凝土与侧墙板之间形成叠合结构。采用此种工艺的好处是：有利于混凝土与侧墙板凝结为一个整体，提高了混凝土与侧墙板的结合强度，增强了车站结构的整体稳定性，更加安全和稳定。作为本发明进一步改进，所述预制顶拱、预制桩以及预制仰拱上均预留钢筋接驳器或插筋，并通过该钢筋接驳器或插筋与现浇侧墙的钢筋笼连接形成共同受力的整体。采用此种工艺的好处是：使预制顶拱、预制桩以及预制仰拱能够与侧墙有效成为一体，提高了车站结构的整体稳定性，更加安全和稳定。作为本发明进一步改进，进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面。此种工艺的好处：可以对预制桩进行有效加固，提高了预制桩的稳定性，更加安全和稳定；同时及时将路面修复，不会对路面交通造成影响。作为本发明进一步改进，所述预制桩在相应的标高位置处设置有双向牛腿和通长肋板。设置双向牛腿方便中板和仰拱的安装，设置通长肋板方便侧墙板的安装固定，更加方便和人性化。对比现有技术，本发明的有益效果是：（1）本发明的施工方法采用预制构件拼装，实现了地下车站施工的产业化，为地下车站的设计施工提供了新的思路，推动了地下工程产业化的进一步发展；（2）本发明的施工方法除竖井施工外，其它施工作业均在地下进行，既不影响路面交通，又可减少对附近居民产生噪声和振动的影响，同时施工不会受到地面气候条件的限制，有利于缩短工期。（3）本发明的施工方法采用预制构件拼装，施工环境好，工人的劳动强度低。（4）本发明的施工方法简单、方便，容易施工，能够有效提高地铁车站的整体强度和稳定性，有效提高了车站的使用寿命。附图说明图1是本发明实施例的车站结构示意图；图2是本发明步骤二中车站断面的结构示意图；图3是本发明步骤四中车站断面的结构示意图；图4是本发明步骤五中车站断面的结构示意图；图5是本发明步骤七中车站断面的结构示意图；图中：1、止水帷幕，2、预制桩，3、双向牛腿，4、通长肋板，5、竖井，6、横通道，7、顶拱，8、顶纵梁，9、中纵梁，10、底纵梁，11、仰拱，12、中板结构，13、第一临时水平支撑，14、第二临时水平支撑。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。本发明提供了一种采用预制构件建造地铁车站的施工方法，该方法的具体步骤如下：第一步：如图1所示，根据车站的设计要求，在拟建车站的设计轮廓的外围进行止水帷幕1施工，并进行降水施工。（1）止水帷幕1根据地质和水文条件确定，可选用高压旋喷桩止水帷幕，也可选用水泥土搅拌桩或者压密注浆措施；（2）降水施工，根据周围地表建筑物的要求采用相应回灌措施确保建筑物的安全。第二步：如图2所示，根据车站的设计结构，沿着拟建车站的延伸方向施工预制桩2至设计标高。其具体步骤如下：利用夜间车流量较小的时段，在拟建地铁车站结构的延伸方向上施工预制桩2至设计标高，并进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，修复路面，桩的插入深度满足设计承载力及抗浮要求。进行桩底注浆，素混凝土填充钻孔，此种工艺能够对预制桩做进一步加固，保证了预装桩的稳定性，安全系数更高，可以进一步提高车站结构的整体稳定性，更加安全和稳定。及时修复路面，消除了施工对路面交通造成的影响，更加方便和人性化。所述地铁车站可以为双层双跨结构，也可以为多层多跨结构，具体结构形式需根据车站的设计规模及用途确定，预制桩的横向排数根据车站跨数确定。需要说明的是在本实施例中，该地铁车站为双层双跨结构。根据车站空间设计要求，在后期需要拆除的临时预制桩采用型钢桩或钢混组合桩，其余均为钢筋混凝土桩。采用型钢桩或钢混组合桩作为临时预制桩具有较好的支撑强度，同时这种结构的预制桩还能方便在不使用时拆除，省时省力，比较人化；而采用钢筋混凝土桩作为永久支撑体具有较强的支撑强度，不容易倒塌，安全稳定。预制桩在在相应的标高位置设置有双向牛腿3和通长肋板4。设置双向牛腿方便中板和仰拱的安装，设置通长肋板方便侧墙板的安装固定，更加方便和人性化。第三步：在路侧开挖竖井5，在竖井5内施工横通道6至车站断面，并对断面周围土体进行加固施工。其具体步骤如下：在路侧不影响正常交通的位置开挖竖井5，并施工横通道6至车站断面，并对断面周围土体进行加固施工，避免初十开挖时出现涌水及土地坍塌现象。第四步：如图3所示，进行断面上台阶土体开挖，同时对相邻排桩之间的侧向土体进行初次衬砌，开挖至中板标高位置后，拼装预制顶拱7和侧墙板，并现浇顶纵梁8。为了提高支护结构的整体稳定性，同时在两侧预制桩之间横向设置第一临时水平支撑13。预制顶拱与预制桩通过手孔进行连接，预制侧墙板通过螺栓与预制桩上的通长肋板相连接，预制构件连接处均布设防水材料；顶纵梁与预制桩通过螺栓连接。第五步：如图4所示，进行断面下台阶土体开挖，同时对相邻排桩之间的侧向土体进行初次衬砌，拼装预制仰拱11和侧墙板，并现浇中纵梁9及底纵梁10；为了进一步提高支护结构的整体稳定性，同时在两侧预制桩之间横向设置第二临时水平支撑14；预制仰拱与预制桩通过螺栓进行连接，预制侧墙板通过螺栓与预制桩上的通常肋板连接，预制构件连接处布设防水材料。所述第一临时水平支撑和第二临时水平支撑均为圆钢管、工字钢或槽钢。第六步：预制构件施工完成后，分段拆除临时水平支撑，同时在桩间侧墙板的内侧立模板，架钢筋笼，进行现浇侧墙施工。其具体步骤如下：现浇混凝土施工前，先对侧墙板进行凿毛处理，浇筑时使混凝土与侧墙板之间形成叠合结构。采用此种工艺的好处是：有利于混凝土与侧墙板凝结为一个整体，提高了混凝土与侧墙板的结合强度，增强了车站结构的整体稳定性，更加安全和稳定；所述预制顶拱、预制桩以及预制仰拱上均预留钢筋接驳器或插筋，并通过该钢筋接驳器或插筋与现浇侧墙的钢筋笼连接形成共同受力的整体。采用此种工艺的好处是：使预制顶拱、预制桩以及预制仰拱能够与侧墙有效成为一体，提高了车站结构的整体稳定性，更加安全和稳定。拆除的临时水平支撑包括第一临时水平支撑13和第二临时水平支撑14第七步：如图5所示，在预制桩的双向牛腿3上拼装中板结构12；然后根据车站空间设计要求，拆除临时预制桩，形成车站整体结构。综上所述，本发明的有益效果是：（1）本发明的施工方法基本采用预制构件拼装，实现了地下车站施工的产业化，为地下车站的设计施工提供了新的思路，推动了地下工程产业化的进一步发展；（2）本发明的施工方法除竖井施工外，其它施工作业均在地下进行，既不影响路面交通，又可减少对附近居民产生噪声和振动的影响，同时施工不会受到地面气候条件的限制，有利于缩短工期。（3）本发明的施工方法采用预制构件拼装，施工环境好，工人的劳动强度低。（4）本发明的施工方法简单、方便，容易施工，能够有效提高地铁车站的整体强度和稳定性，有效提高了车站的使用寿命。需要说明是本实施例是本发明的最优选的实施方式，并非是对本发明作其它形式的限制，任何属于本领域的技术人员都可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本发明技术原理的前提下，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入发明专利保护范围。