用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系及其施工方法与流程

本发明涉及一种地铁车站施工结构及方法，尤其涉及一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系及其施工方法。

背景技术：

近年来，全国各地城市轨道交通建设的开展犹如雨后春笋，成为当前基础设施建设领域的新浪潮。地铁车站工程比较普遍的施工工法为明挖顺做法，区间工程采用盾构法，车站工程与区间工程存在施工接口需要交叉施工，一般在车站主体结构完成后再进行区间施工，而当车站与区间工程的施工工期短，工期压力大，难度高时，较难确保车站能按期提供双线盾构接收。

按照常规的车站结构设计，车站的围护结构形式为支护桩加内支撑的形式，标准的地铁车站一般为地下2层，在车站大小里程端的中板及顶板结构区域设计有“盾构吊装口”，做为盾构机吊装下井或出井的“通道口”。目前，地铁车站通常为地下2层箱型框架结构，车站主体基坑设计三道支撑体系，三道支撑体系之间通过临时立柱支撑连接，便于车站底板、中板、顶板、侧墙的施工。

在常规的施工工法中，当车站主体结构要提供盾构机的接收条件时，需要完成的工作有：1、盾构接收端的车站主体结构顶板施工完成。2、车站主体结构“盾构吊装口”范围内的内支撑结构全部拆除完成。然而，当车站主体结构提供盾构接收条件的目标工期较短时，车站施工必须采取高强度的抢工措施，加快顶板施工并拆除盾构吊装口范围内支撑结构的进度可能增加安全风险，施工成本会增加，施工质量也不可控，且抢工后仍不能确保实现工期节点施工。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系，在车站主体结构中板施工完成后即可提供盾构接收并出井的条件，在确保施工质量的基础上加快施工工期，降低施工成本。

本发明的目的之二在于提供一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系的施工方法，能在车站工程和区间工程交叉抢工时满足车站按期实现双线盾构提前接收的要求，降低工期压力和施工难度，确保工程的顺利施工，为地铁施工工程提供了借鉴。

本发明是这样实现的：

一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系，包括第一道支撑结构、第二道支撑结构、第三道支撑结构和临时立柱，第一道支撑结构、第二道支撑结构和第三道支撑结构通过临时立柱由上至下平行设置，构成支撑体系；

所述的第一道支撑结构包括支撑结构主体和吊装口支撑梁和吊装口连接梁；支撑结构主体为若干根支撑梁连接形成的矩形框架结构，且在矩形框架结构的非吊出通道区域内间隔设有若干根支撑梁，支撑结构主体与车站主体结构的冠梁固定连接；吊装口支撑梁设置在支撑结构主体内并与支撑结构主体的支撑梁固定连接，吊装口支撑梁与车站主体结构的盾构接收端平行设置；若干根吊装口连接梁分别间隔连接在吊装口支撑梁的一侧与车站主体结构的盾构接收端处的冠梁之间，盾构接收端处的冠梁、吊装口连接梁和吊装口支撑梁之间形成两个盾构吊装口；吊装口支撑梁的另一侧通过若干根吊装口连接梁与支撑结构主体的支撑梁和车站主体结构的冠梁连接固定；车站主体结构的中板上预留两个中板盾构吊装口，两个中板盾构吊装口分别位于两个盾构吊装口的正下方，在车站主体结构内形成双线盾构吊出通道，双线盾构机通过双线盾构吊出通道吊出车站主体结构。

所述的盾构吊装口的长度和宽度能覆盖盾构机的长度和宽度，中板盾构吊装口的长度和宽度能覆盖盾构机的长度和宽度。

所述的盾构吊装口和中板盾构吊装口沿长度方向的中心线与盾构机的中心线位于同一竖直平面内。

所述的吊装口支撑梁与支撑结构主体的支撑梁之间设有连接梁。

所述的吊装口连接梁与支撑结构主体的支撑梁之间设有连接梁。

所述的支撑结构主体的若干根支撑梁之间设有连接梁。

所述的支撑结构主体和吊装口支撑梁和吊装口连接梁位于同一平面内。

一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：完成盾构接收端车站主体结构的第一道支撑结构的施工，在第一道支撑结构的吊出通道区域内形成两个盾构吊装口，并对第一道支撑结构进行养护；

步骤2：在第一道支撑结构达到设计强度的100％后，进行第一道支撑结构下的基坑土方开挖；

步骤3：基坑土方开挖至第二道支撑结构，施工第二道支撑结构，并对第二道支撑结构进行养护；

步骤4：在第二道支撑结构达到设计强度100％后，进行第二道支撑结构下的基坑土方开挖；

步骤5：基坑土方开挖至基槽面，施工第三道支撑结构，并对第三道支撑结构进行养护；

步骤6：施工盾构接收端的车站主体结构底板，在底板达到设计强度100％后，拆除第三道支撑结构；

步骤7：施工盾构接收端的车站主体结构负二层侧墙及中板，在中板的吊出通道区域预留两个中板盾构吊装口，在中板达到设计强度100％后，拆除第二道支撑结构；

步骤8：盾构机双线接收，并通过中板上预留的两个中板盾构吊装口和第一道支撑结构上的两个盾构吊装口形成的双线盾构吊出通道吊装出井。

所述的第一道支撑结构的施工步骤是：

步骤1.1：基坑土方开挖至第一道支撑结构下方指定标高并夯实；

步骤1.2：凿除地连墙顶的浮浆；

步骤1.3：测放出第一道支撑结构的每根支撑梁与冠梁交点处坐标；

步骤1.4：浇筑垫层，并敷设隔离胶垫；

步骤1.5：绑扎冠梁以及第一道支撑结构的支撑结构主体和吊装口支撑梁和吊装口连接梁的钢筋，并在盾构接收端预留出两个盾构吊装口；

步骤1.6：施工第一道支撑结构的支撑结构主体和吊装口支撑梁和吊装口连接梁的模板，并进行混凝土浇筑；

步骤1.7：待第一道支撑结构的混凝土达到设计强度后拆除模板。

在所述的步骤1.1中，基坑土方开挖至第一道支撑结构的底面标高以下0.1m处并夯实。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明的支撑结构能在车站主体结构中板施工完成后提供盾构提前接收并出井的条件，无需施工车站负一层侧墙和顶板，也无需拆除第一道支撑结构，减少对工期的占用，可将工期节点提前30天以上，确保总工期节点的顺利实施。

2、本发明的支撑结构在第一道支撑结构上为左线和右线盾构机预留盾构吊装口，并配合中板上预留的中板盾构吊装口形成双线盾构吊出通道，提供左线和右线盾构机的同时吊出施工，为中板施工完成后提供双线盾构提前接收的条件提供保障。

3、本发明的施工方法只需要完成盾构接收区域的车站主体结构底板及中板，即可提前实现双线盾构接收的工期节点，同时减少了车站主体结构的施工任务量，有效减轻了车站结构主体施工的工期压力。

附图说明

图1是本发明用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系中第一道支撑结构的施工平面图；

图2是本发明用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系的施工方法的流程图。

图中，1第一道支撑结构，11支撑结构主体，111支撑梁，12吊装口支撑梁，13吊装口连接梁，14盾构吊装口，15连接梁，2车站主体结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1，一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系，包括第一道支撑结构1、第二道支撑结构、第三道支撑结构和临时立柱，第一道支撑结构1、第二道支撑结构和第三道支撑结构通过临时立柱由上至下平行设置，构成支撑体系，作为地下2层地铁车站主体结构的支撑体系。

所述的第一道支撑结构1包括支撑结构主体11和吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13；支撑结构主体11为若干根支撑梁111连接形成的矩形框架结构，且在矩形框架结构的非吊出通道区域内间隔设有若干根支撑梁111，支撑结构主体11与车站主体结构2的冠梁固定连接，可在支撑结构主体11和冠梁的钢筋绑扎时连接固定并同时浇筑，以达到可靠的连接强度；吊装口支撑梁12设置在支撑结构主体11内并与支撑结构主体11的支撑梁111固定连接，可在吊装口支撑梁12和支撑梁111的钢筋绑扎时连接固定并同时浇筑，以达到可靠的连接强度，吊装口支撑梁12与车站主体结构2的盾构接收端平行设置；若干根吊装口连接梁13分别间隔连接在吊装口支撑梁12的一侧与车站主体结构2的盾构接收端处的冠梁之间，盾构接收端处的冠梁、吊装口连接梁13和吊装口支撑梁12之间形成两个盾构吊装口14；吊装口支撑梁12的另一侧通过若干根吊装口连接梁13与支撑结构主体11的支撑梁111和车站主体结构2的冠梁连接固定，可在吊装口支撑梁12、吊装口连接梁13和支撑梁111的钢筋绑扎时连接固定并同时浇筑，以达到可靠的连接强度；车站主体结构2的中板上预留两个中板盾构吊装口，两个中板盾构吊装口分别位于两个盾构吊装口14的正下方，在车站主体结构2内形成双线盾构吊出通道，双线盾构机通过双线盾构吊出通道吊出车站主体结构2，实现双向盾构机的同时接收。

所述的盾构吊装口14的长度和宽度能覆盖盾构机的长度和宽度，中板盾构吊装口的长度和宽度能覆盖盾构机的长度和宽度，即盾构吊装口14和中板盾构吊装口的宽度均大于盾构机的宽度，盾构吊装口14和中板盾构吊装口的长度均大于盾构机的长度，确保盾构机能顺利吊出。

所述的盾构吊装口14和中板盾构吊装口沿长度方向的中心线与盾构机的中心线位于同一竖直平面内，确保盾构机吊出轨迹与吊出通道的同轴性，从而确保盾构机的安全吊出。

所述的吊装口支撑梁12与支撑结构主体11的支撑梁111之间设有连接梁15，可提高吊装口支撑梁12的可靠性。

所述的吊装口连接梁13与支撑结构主体11的若干根支撑梁111之间设有连接梁15，可提高吊装口连接梁13的可靠性。

所述的支撑结构主体11的支撑梁111之间设有连接梁15，可提高支撑结构主体11的可靠性。

所述的支撑结构主体11和吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13位于同一平面内，确保第一道支撑结构1的施工及其支撑性能。

请参见附图2，一种用于双线盾构提前接收的地铁车站支撑体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：完成盾构接收端车站主体结构的第一道支撑结构1的施工，在第一道支撑结构1的吊出通道区域内形成两个盾构吊装口14，用于盾构机的吊出，并对第一道支撑结构1进行养护，确保其达到设计强度。

所述的第一道支撑结构1的施工步骤是：

步骤1.1：基坑土方开挖至第一道支撑结构1下方指定标高并夯实。优选的，所述的基坑土方开挖至第一道支撑结构1的底面标高以下0.1m处并夯实。

步骤1.2：凿除地连墙顶的浮浆。

步骤1.3：测放出第一道支撑结构1的每根支撑梁与冠梁交点处坐标。

步骤1.4：浇筑垫层，并敷设隔离胶垫。

步骤1.5：绑扎冠梁以及第一道支撑结构1的支撑结构主体11和吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13的钢筋，并在盾构接收端预留出两个盾构吊装口14，用于盾构机的吊出。

步骤1.6：施工第一道支撑结构1的支撑结构主体11和吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13的模板，并进行混凝土浇筑。

步骤1.7：待第一道支撑结构1的混凝土达到设计强度后拆除模板。

步骤2：在第一道支撑结构1达到设计强度的100％后，进行第一道支撑结构1下的基坑土方开挖。

步骤3：基坑土方开挖至第二道支撑结构，施工第二道支撑结构，并对第二道支撑结构进行养护。

步骤4：在第二道支撑结构达到设计强度100％后，进行第二道支撑结构下的基坑土方开挖。

步骤5：基坑土方开挖至基槽面，施工第三道支撑结构，并对第三道支撑结构进行养护。

步骤6：施工盾构接收端的车站主体结构底板，在底板达到设计强度100％后，拆除第三道支撑结构。

步骤7：施工盾构接收端的车站主体结构负二层侧墙及中板，在中板的吊出通道区域预留两个中板盾构吊装口，在中板达到设计强度100％后，拆除第二道支撑结构。

步骤8：盾构机双线接收，并通过中板上预留的两个中板盾构吊装口和第一道支撑结构1上的两个盾构吊装口14形成的双线盾构吊出通道吊装出井。

实施例：

在某地铁工程施工过程中，地铁车站为地下2层箱型框架结构，车站主体基坑设计三道支撑体系，由于前期工作的延误，导致工程的开工时间严重滞后，需要提前进行左线和右线盾构机的双线同时接收。在该地铁工程中使用的盾构机的平面宽度为6.28m，经综合考虑，在中板施工时预留的左线盾构机的盾构吊装口的净空尺寸为7.1m*13.5m，第一道支撑结构1施工时通过吊装口支撑框架12预留左线盾构机的盾构吊装口14的净空尺寸为7.1m*13.5m，用于左线盾构机的吊出；在中板施工时预留的右线盾构机的盾构吊装口的净空尺寸为7.8m*13.5m，第一道支撑结构1施工时通过吊装口支撑框架12预留右线盾构机的盾构吊装口14的净空尺寸为7.8m*13.5m，用于右线盾构机的吊出。

由于盾构机的平面宽度的覆盖范围为沿盾构中心线(即盾构机的掘进方向)向两侧均分设置，因此，盾构吊装口的平面位置和宽度也以盾构中心线向两侧均分设置，确保盾构机能沿吊出通道安全吊出且不发生倾斜、碰撞等问题。

施工步骤如下：

步骤1：完成盾构接收端车站主体结构的第一道支撑结构1的施工，在第一道支撑结构1的吊出通道区域内形成两个盾构吊装口14，并对第一道支撑结构1进行养护。

所述的第一道支撑结构1的施工步骤是：

步骤1.1：基坑土方开挖至第一道支撑结构1的底面标高以下0.1m，采用反铲挖掘机开挖并装车，自卸汽车装土外运。开挖至指定标高后由人工配合机械整平并夯实。

步骤1.2：凿除地连墙顶的浮浆：施工现场标出凿除地连墙桩头的“1.000控制线”，由人工凿除桩头至冠梁底部的设计标高处。桩头破除完成后，对上部露出钢筋进行校正，保证钢筋位置正确，对于有损坏的钢筋应加筋或补强。

步骤1.3：根据设计图纸提供的坐标测放出第一道支撑结构1的每根支撑梁与冠梁交点处坐标。

步骤1.4：浇筑垫层，并敷设隔离胶垫。

根据施放的支撑轴线的控制线做为参考，将冠梁、支撑区域的土基面用蛙式夯夯打密实，垫层侧模使用方木进行封闭，冠梁、第一道支撑结构1的垫层浇筑宽度比车站主体结构2的尺寸边线每侧各加宽20cm，模板安装完毕后浇筑5cm厚的c15混凝土做为冠梁或第一道支撑结构1的底模。

在垫层混凝土终凝后，在该混凝土面层全部满铺一层塑料胶垫，使用气钉枪按1m间距进行固定，做为第一道支撑结构1与垫层的混凝土隔离措施，确保在后期对冠梁、第一道支撑结构1的垫层混凝土能有效快捷的清理。

步骤1.5：绑扎冠梁以及第一道支撑结构1的支撑结构主体11和吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13的钢筋，并在盾构接收端预留7.1m*13.5m左线盾构机的盾构吊装口14和右线盾构机的盾构吊装口14。

第一道支撑结构1施工时，支撑梁111、吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13的布置形式(即间隔距离、平行或交叉设置、横向或斜向设置等)可根据车站主体结构2的设计要求设置和调节，以满足第一道支撑结构1的支撑强度要求。经设计计算，吊装口支撑梁12和支撑梁111的截面尺寸为1.0*0.8m，吊装口连接梁13的截面尺寸为1.2*0.8m，结构主筋采用hrb400级钢筋，箍筋采用hpb235级钢筋。

采用的钢筋在加工场地严格按设计图纸进行集中加工，加工好的钢筋按规格、长度、编号进行分类堆放整齐，并注意防雨防锈。钢筋原材料在使用前应先进行型式检验，符合要求后才能使用。

钢筋安装可采用常规的绑扎方法，钢筋连接采用机械连接或焊接。总体顺序为先安装冠梁，再安装支撑。首先将钢筋笼的纵向钢筋就位，然后纵向钢筋每隔约4～6米摆放1个钢筋托架，钢筋托架采用扣件式钢管脚手架搭设，将上、下通长钢筋架设就位，随后套入箍筋。施工中必须确保钢筋定位准确，在纵向主筋上按设计图纸的间距要求施放箍筋的定位线，并依据定位线进行钢筋绑扎。

主筋接长采用焊接或直螺纹套筒连接，采用焊接时焊缝长度不小于10d，同一断面接头不得超过50％。每段冠梁钢筋为下段冠梁施工预留出搭接长度，并错开不小于1m。钢筋绑扎完成后，按要求埋设基坑挡土墙钢筋。

步骤1.6：施工第一道支撑结构1的支撑结构主体11和吊装口支撑梁12和吊装口连接梁13的模板，并进行混凝土浇筑。

可采用木模板拼装，模板加固采用50*100木枋配合φ48mm脚手架钢管，形成一个加固体系。模板支立前清理干净并涂刷隔离剂，确保模板面清洁光滑。为防止浇筑混凝土时漏浆，在侧模内侧底端的模板外使用水泥砂浆修补，当模板拼缝≥10mm时用白铁皮封钉。

浇筑采用的混凝土强度等级为c30，浇注前清理模板内杂物和垃圾，并浇水湿润模板，模板内不得有积水。

混凝土振捣采用插入式振捣棒，振捣时快插慢拔，插点排列均匀，按顺序依次振捣，以免发生漏振，确保振捣密实。浇注时采用“平面分段、斜面分层、薄层振捣、自然流淌、循序渐进、一次到位”的连续振捣方法。每层浇筑厚度为30cm，振捣棒振动时移动间距不超过振动棒作用半径的1.5倍。振捣过程中，振动棒与模板间距保持5～10cm的距离，并避免碰撞钢筋及钢板预埋件，不得直接和间接地通过钢筋施加振动。振捣上层混凝土，振捣棒应插入下层混凝土内5～10cm，以混凝土表面泛浆，无大量汽泡产生为止。

对混凝土的表面采用二次抹面收光，以防止和减少混凝土表面裂缝。

步骤1.7：待第一道支撑结构1的混凝土强度大于2.5mpa后，拆除模板。拆除模板时应使用钢钎、撬棍等工具，禁止用大锤敲击，防止混凝土面出现裂纹。拆除的模板必须及时进行清理和修整，涂上脱模剂，并妥善存放。

第一道支撑结构1在养护时采用自然养护的方式，混凝土终凝后立即浇水养护并，在混凝土外表面用塑料布覆盖包裹，保持不间断的淋水养护，确保混凝土表面湿润，养护期不少于7天。

步骤2：在第一道支撑结构1达到设计强度的100％后，进行第一道支撑结构1下的基坑土方开挖。

步骤3：基坑土方开挖至第二道支撑结构，施工第二道支撑结构，并对第二道支撑结构进行养护。第二道支撑结构可采用与第一道支撑结构1相同的结构和施工方法，此处不再赘述。

步骤4：在第二道支撑结构达到设计强度100％后，进行第二道支撑结构下的基坑土方开挖。

步骤5：基坑土方开挖至基槽面，施工第三道支撑结构，并对第三道支撑结构进行养护。第三道支撑结构可采用与第一道支撑结构1相同的结构和施工方法，此处不再赘述。

步骤6：施工盾构接收端的车站主体结构底板，在底板达到设计强度100％后，拆除第三道支撑结构。

步骤7：施工盾构接收端的车站主体结构负二层侧墙及中板，在中板的吊出通道区域预留两个中板盾构吊装口，在中板达到设计强度100％后，拆除第二道支撑结构。

步骤8：盾构机双线接收，并通过中板上预留的两个中板盾构吊装口和第一道支撑结构1上的两个盾构吊装口14形成的双线盾构吊出通道吊装出井。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。