现浇预制拼装组合式地铁地下车站施工方法与流程

本发明涉及地铁地下车站修建施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种现浇预制拼装组合式地铁地下车站施工方法。

背景技术：

地铁地下车站的开挖方法主要包括有明挖法，盖挖法、浅埋暗挖法。各种开挖方法在涉及地铁地下车站结构的施工时，车站结构的侧墙、立柱、底板、中板、顶板等结构往往采用现场支模板、现场浇筑混凝土、现场养护的方。这种现浇的施工方法具有整体性好、刚度大、抗震冲击性好等优点。但是对于适应施工现场进度安排和绿色施工要求存在很明显的弊端。不仅需要大量的模板，而且现场的作业量打，工期也较长。现浇湿作业也会造成环境水污染、噪声污染以及空气污染。相较于传统的现浇施工，预制拼装组合式施工则具有比较明显的优势。地铁地下车站的构件包括中板、梁、侧墙叠合板、顶板叠合板及立柱等可以在工厂或预制场先制作好，然后在施工现场进行安装。在预制的同时预留接头钢筋，方便后续在现场进行接头处现浇连接形成整体。此外，在工厂或预制场即对这些预制构件进行装饰，可以进一步缩短施工时间。采用预制拼装组合式施工方式可以节省大量模板，改善施工条件提高劳动生产率，加快施工进度。建筑垃圾的排放量和噪声污染程度也比传统工艺低很多，更加符合现代建筑的标准以及绿色施工的要求。而目前地铁地下车站的预制拼装组合施工尚未得到运用。基于此，提出现浇预制拼装组合式地铁地下车站施工方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种现浇预制拼装组合式地铁地下车站施工方法，实现了地铁地下车站结构大部分结构的工业流水化生产。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种现浇预制拼装组合式地铁地下车站施工方法，其施工于地铁基坑开挖支护完成后的基坑中，包括以下步骤：

步骤一、底板施工：将底板钢筋置于基坑的底部，所述底板钢筋上对应底层立柱和底层侧墙处设置有连接筋，之后浇筑底板混凝土，待底板混凝土强度满足要求，拆除底层的基坑支撑；

步骤二、底层立柱和底层侧墙施工：

预制侧墙叠合板的上端头预留连接筋，下端头设置有灌浆套筒，并且预制侧墙叠合板的内侧墙设置有侧钢筋，预制桩的上端头预留连接筋、下端头设置灌浆套筒；先将预制侧墙叠合板的侧钢筋与对应的底板连接筋连接，而后架设预制侧墙叠合板和预制桩，具体为，分别将预制侧墙叠合板和预制桩的灌浆套筒与底板对应的连接筋连接，对连接处、以及预制侧墙叠合板与基坑围护结构之间的间隙通过灌浆套筒浇筑混凝土，使得底层立柱、底层侧墙、底板以及基坑围护结构形成整体，并养护至强度满足要求；

步骤三、中板施工：搭接预制纵梁于底层立柱上，连接相邻预制纵梁端头的钢筋，并浇筑预制纵梁的接头，待接头处混凝土强度满足要求后，搭设预制中板，所述预制中板具有与底层侧墙连接的连接筋、与相邻预制中板连接的连接筋、以及和上一层立柱连接的连接筋；对预制中板与底层侧墙连接处、相邻预制中板连接处浇筑混凝土，养护至强度满足要求，拆除中层的基坑支撑；

步骤四、重复步骤二和步骤三，完成地铁地下车站的上层结构施工，之后对地铁基坑的顶板及以上进行回填覆土；其中，顶板为叠合板，且顶板里装配有钢筋，其两端头按要求预留钢筋。

优选的是，还包括防水施工：

在底板钢筋架设前，先铺设防水卷材覆盖底板的整个底面，且防水卷材两侧的长度预留至延伸至侧墙的顶端，侧墙高度包括底层侧墙和上层侧墙的高度；

在底板钢筋架设后，在底板侧墙和底板的连接处的长度方向竖直预埋钢板止水带，之后再浇筑底板混凝土。

优选的是，所述底层立柱的上端以及底层侧墙的上端均具有牛腿。

优选的是，

所述预制侧墙叠合板下端的中部、以及预制桩下端的中部均固定有圆柱腿，且圆柱腿均略长于灌浆套筒，以支撑预制侧墙叠合板和预制桩。

优选的是，还包括多个支撑杆，具体施工步骤为：

当步骤二中的预制侧墙叠合板和预制桩的灌浆套筒与底板对应的连接筋连接，且圆柱腿支撑预制侧墙叠合板和预制桩后，所述支撑杆倾斜设置，并通过固定件与预制侧墙叠合板、预制桩以及底板固定，在中板施工完成后再拆除支撑杆。

优选的是，当架设中板和顶板的位置遇到临时支柱时，所述中板以及顶板与临时支柱的交叉处预留有豁口，并在豁口处预留连接钢筋，待临时支柱拆除后，连接相邻中板豁口处连接钢筋以及相邻顶板豁口处连接钢筋，并浇筑混凝土。

优选的是，连接处的浇筑具体为，先将连接处划分为内环和外环，内环直接为外环直径的1～3倍，在内环支模，并在内环浇筑混凝土，待内环混凝土初凝后，取走内环模板，之后在外环支模，在内环混凝土的外周一圈固定第一玻璃纤维网格布，之后由外环支模向第一玻璃纤维网格布的方向向下倾斜30°～60°设置环状的第二玻璃纤维网格布，且外环内由上至下设置有多个第二玻璃纤维网格布，相邻第二玻璃纤维网格布的间距为8～10cm，之后在外环支模内浇筑混凝土。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过现浇预制拼装施工方法，节约了立柱，中板等地铁地下车站结构混凝土的养护时间，此外侧墙的叠合板以及预制桩在预制的过程中可以对其表面进行装饰，避免了地铁地下车站结构施工完成后再单独进行大范围的装修，大大节约了装修时间，因此本发明可以很大程度的提高地铁地下车站的修筑效率，加快了施工进度，故而减少了对路面交通影响的时间；

2、本发明涉及到构件的预制，当成规模的采用此施工方法时，能达到减少工期、机械化替代人工现场施工，并且减少模板、钢管的使用，带来了明显的经济效益；

3、本发明大量的采用预制构件替代了原来的现浇结构，减少了现浇湿法作业，因而减少了很多侧墙，中板等的支撑模板，地铁施工中常见的噪声、粉尘、木屑等大量减少，地铁地下车站里的施工空间和施工环境得到极大的改善；

4、本发明大量的采用了在预制场生产的预制构件，预制构件是在工厂或者预制场机械流水线中统一产生制造，控制精度高，相较于现浇结构具有更好的质量。此外预制构件受季节的不良影响小，因此本发明可以从整体上提升地铁地下车站结构施工质量。

本发明的施工方法实现了地铁地下车站结构(中板，立柱等)的工业流水化生产，组合式拼装，与国家产业政策结合、节能减排，使得地铁地下车站结构质量有更好的保障，能适应现场快速化拼装组合施工。由于采用预制化构件，工厂预制与现场施工可同步进行，特别是工厂养护期大大缩短，显著提升建设速度，缩短工期，减少对路面交通的影响。同时由于预制化可以保证构件的质量，此发明安全可靠经济，施工风险小。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明地铁基坑开挖支护完成后基坑的结构示意图；

图2为本发明底板施工示意图；

图3为本发明底层立柱和底层侧墙施工示意图；

图4为本发明支撑杆临时支撑的结构示意图；

图5为本发明中板架设示意图；

图6为本发明中板与底层立柱和底层侧墙浇筑连接的示意图；

图7为本发明上层立柱和上层侧墙施工示意图；

图8为本发明上层立柱和上层侧墙完成浇筑后的示意图；

图9为本发明顶板梁、模板架设的示意图；

图10为本发明浇筑顶板，后拆除顶层的基坑支撑的示意图；

图11为本发明回填覆土后的地铁地下车站的结构示意图；

图12为临时支柱处地铁地下车站施工的结构示意图；

图13为具有豁口的中板的纵向拼接示意图；

图14为相邻中板豁口处连接钢筋连接并完成浇筑后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-11，本发明提供一种现浇预制拼装组合式地铁地下车站施工方法，如图1所示，其施工于地铁基坑开挖支护完成后的基坑中，基坑包括钢筋混凝土冠梁1、围护墙2，支护完成后的基坑中由下至上具有底层的基坑支撑5、中层的基坑支撑4、和顶层的基坑支撑3；

施工方法包括以下步骤：

如图2所示，步骤一、底板7施工：将照施工要求以及规范绑扎的底板钢筋置于基坑的底部，所述底板钢筋上按照构造要求对应底层立柱和底层侧墙处设置有连接筋6，之后浇筑底板混凝土，待底板混凝土强度满足要求，拆除底层的基坑支撑，由于本技术方案中，侧墙采用预制+现浇的形式，因此对底板上对应侧墙的连接筋的方位定位相较于直接采用完全预制好的侧墙要求精度要低，降低了施工难度，现有技术中底板和预制好的侧墙之间需要设置边导墙连接，边导墙中连接筋的施工误差要求控制在±4mm以内，而本申请，由于侧墙采用叠合板和部分现浇，可以根据实际的连接筋位置适当调整，因此施工误差要求控制在±10mm以内即可，相较于现有技术反而节省了施工时间。预制叠合板内预埋设钢筋作为后续的侧钢筋，另一方面可以提高叠合板的抗弯抗剪强度达300％以上，因此叠合板从强度满足作为侧墙模板的条件；现浇+预制侧墙的施工方法，在施工过程中仅需要对侧墙预制叠合板进行吊装、定位以及临时固定，相对整个预制墙体。预制叠合板体量较小，对吊机的吊装能力要求可以减少多达50％左右；同时，由于质量较全预制侧墙轻约80％左右，预制叠合板对临时支撑强度以及数量的要求低很多，总体可减少约80％的临时支撑构件；采用预制+现浇施工方案，防水卷材可预先铺设在墙体中，后进行现浇，将防水卷材埋入侧墙中，可保护防水卷材免受破坏。

另外，侧墙采用现浇+预制：其中的预制叠合板可以代替模板的作用，避免施工现场大规模支模。且在侧墙与中板等处的接头处的现浇混凝土本身也不可避免，故侧墙采用部分现浇不会造成额外的设备增加等。

如图3-4所示，步骤二、底层立柱和底层侧墙施工：预制侧墙叠合板8的上端头预留连接筋，下端头设置有灌浆套筒，并且预制侧墙叠合板的内侧墙(靠近基坑围护结构的一面)设置有侧钢筋且下端延伸出预制侧墙叠合板，预制桩10(预制桩的轴向承载力较现场现浇柱提高可达20％以上)的上端头预留连接筋、下端头设置灌浆套筒；先将预制侧墙叠合板的侧钢筋与对应的底板连接筋连接，例如可以通过螺纹套筒连接，而后架设预制侧墙叠合板和预制桩，具体为，分别将预制侧墙叠合板和预制桩的灌浆套筒与底板对应的连接筋连接，对连接处、以及预制侧墙叠合板与基坑围护结构之间的间隙通过灌浆套筒浇筑混凝土，使得底层立柱、底层侧墙11、底板以及基坑围护结构形成整体，并养护至强度满足要求；其中，预制侧墙叠合板浇筑时采用围护墙2作为模板的一个面，节省了模板用量，图中12为现浇柱板接头。

如图5-6所示，步骤三、中板施工：搭接预制纵梁14(预制纵梁设计为上大下小的梯形结构)于底层立柱上，连接相邻预制纵梁端头的钢筋，并浇筑预制纵梁的接头，待接头处混凝土强度满足要求后，之后搭设预制中板13，所述预制中板具有与底层侧墙连接的连接筋、与相邻预制中板连接的连接筋、以及和上层立柱连接的连接筋；对预制中板与底层侧墙连接处、相邻预制中板连接处浇筑混凝土，养护至强度满足要求，拆除中层的基坑支撑。在上述技术方案中，中板在地铁车站中作为一个承力构件，预制混凝土构件质量稳定，在整个生命周期对环境影响最小；预制板的制作质量有保障，其抗弯能力较同等厚度现浇板提高了20％以上。因此，在满足同等承载力前提下，预制板可以制作的相对更薄一些。

如图7-8所示，步骤四、上层立柱和上层侧墙施工：利用吊机架设上层侧墙叠合板以及上层的预制桩，同样的上层侧墙叠合板的上端头预留连接筋，下端头设置有灌浆套筒，并且上层侧墙叠合板的内侧墙设置有侧钢筋；上层的预制桩的上端头预留连接筋、下端头设置灌浆套筒；预制桩同样的可以在施工前进行装修，以节约工期。之后和步骤二中的架设连接方式相同，并用混凝土浇筑上层侧墙以及地铁站结构中板的各连接处。

如图9所示，步骤五、架设顶层预制纵梁于上层立柱上，预制纵梁的上端较宽，便于后续的顶层模板搭设，连接相邻预制纵梁端头的钢筋，并浇筑预制纵梁的接头，待接头处混凝土强度满足要求后，之后架设顶板15，架设方式同步骤三，此处不同于中板的是顶板为叠合板，顶板叠合板里装配有钢筋，叠合板两端头按要求预留钢筋。

如图10-11所示，步骤六、浇筑地铁地下车站顶板结构以及顶板处的接头，养护至顶板混凝土强度达到要求，形成现浇顶板16。待强度达到要求之后，拆除顶层的基坑支撑。

步骤七、完成地铁地下车站的上层结构施工，之后对地铁基坑的顶板及以上进行回填覆土17，即可恢复地面交通。

在另一种技术方案中，还包括防水施工：

在底板钢筋架设前，先铺设防水卷材覆盖底板的整个底面，且防水卷材两侧的长度预留至延伸至侧墙的顶端，侧墙高度包括底层侧墙和上层侧墙的高度，需要说明的是防水卷材的长度不够从底板一直延伸至侧墙，因此，需要多个防水卷材拼接。

在底板钢筋架设后，在底板侧墙和底板的连接处的长度方向竖直预埋钢板止水带，之后再浇筑底板混凝土。

在上述技术方案中，相较于现有的地铁底下车站施工而言，减少了肥槽的施工，一般肥槽的施工是为了进行防水施工以及临时固定预制侧墙于围护结构上，后期还是要用素混凝土回填，不仅增加了施工成本延长了工期，并且一般肥槽的宽度与侧墙宽度相当，为0.8～1m，地铁地下车站的基坑两侧都要预留肥槽，因此在开挖基坑时宽度至少要增加1.6m，再次增加了开挖成本以及施工难度。采用现浇+预制可以节约近一倍的侧墙混凝土用量；同时，肥槽的存在加大了基坑开挖的宽度，在对环境影响要求严格的市区中，有其一定的局限性。现浇+预制施工地铁车站侧墙可以规避这一问题，减少基坑开挖对周围沉降的影响。

在另一种技术方案中，所述底层立柱的上端以及底层侧墙的上端均具有牛腿，在此处，预制侧墙叠合板的牛腿框架设置在其顶端，最终侧墙叠合板完成浇筑后，形成的顶端面积大，类似上大下小的梯形的牛腿；同样的预制桩顶端设置的牛腿直接为浇筑好的上大下小的梯形结构，内部具有钢筋，设置牛腿均是为了方便预制纵梁的搭设。

在另一种技术方案中，所述预制侧墙叠合板下端的中部、以及预制桩下端的中部均固定有圆柱腿，且圆柱腿均略长于灌浆套筒，以支撑预制侧墙叠合板和预制桩。

在上述技术方案中，省去了预制侧墙叠合板和围护结构(地连墙)之间的临时连接，直接通过圆柱腿作为支撑的一部分，之后被浇筑为一体节省了施工时间。

在另一种技术方案中，还包括多个支撑杆，具体施工步骤为：

当步骤二中的预制侧墙叠合板和预制桩的灌浆套筒与底板对应的连接筋连接，且圆柱腿支撑预制侧墙叠合板和预制桩后，所述支撑杆9倾斜设置，并通过固定件与预制侧墙叠合板、预制桩以及底板固定，在中板施工完成后再拆除支撑杆。

在上述技术方案中，支撑杆设置方式如图4，支撑杆通过固定件两端分别与预制侧墙叠合板以及底板固定，同样的，多根支撑杆从两侧抵住底层立柱，更优化的保证了底层侧墙以及底层立柱的限位，防止倾斜。

用本施工方法所采用临时支撑(支撑杆)对侧墙叠合板进行支撑，方便快捷。避免将临时支撑荷载传递到围护结构上，以防对围护结构的整体安全产生隐患；临时支撑，用预埋在预制件和板上的构件稳固。临时支撑受力、传力合理简单。

如图12-14，在另一种技术方案中，需要说明的是在图1～图12中，从左往右是横向，从前向后为纵向，当架设中板和顶板的位置遇到临时支柱18时(临时支柱一般都是在拆除顶层的基坑支撑3后再拆除)，所述中板以及顶板与临时支柱的交叉处预留有豁口，豁口位于中板和顶板纵向的一侧，，沿纵向上两个中板13或两个顶板的豁口20拼接成一个整体，供临时支柱穿过，且豁口纵向的边预留连接钢筋19，待临时支柱拆除后，连接相邻中板豁口处连接钢筋以及相邻顶板豁口处连接钢筋，并浇筑混凝土。

在另一种技术方案中，连接处的浇筑具体为，先将连接处划分为内环和外环，内环直接为外环直径的1～3倍，在内环支模，并在内环浇筑混凝土，待内环混凝土初凝后，取走内环模板，之后在外环支模，在内环混凝土的外周一圈固定第一玻璃纤维网格布，之后由外环支模向第一玻璃纤维网格布的方向向下倾斜30°～60°设置环状的第二玻璃纤维网格布，且外环内由上至下设置有多个第二玻璃纤维网格布，相邻第二玻璃纤维网格布的间距为8～10cm，之后在外环支模内浇筑混凝土。

由于现有的连接处浇筑后，后期容易出现裂纹，针对这一问题，本技术方案中，通过二次浇筑以及设置第一玻璃纤维网格布和第二玻璃纤维网格布，能够显著提高连接处的抗裂能力，提高施工质量。经过试验比较，直接一次支模浇筑连接处，其抗裂安全系数为1.27，第28天抗水压渗透等级大于P8小于P12，而采用本方法两次支模浇筑并设置玻璃纤维网格布，其抗裂安全系数为1.48，且第28天抗水压渗透等级大于P12。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。