本发明涉及地铁工程结构技术领域，更具体地说，它涉及一种明挖车站主体结构及其施工方法。
背景技术
随着国内主要城市地铁建设快速发展，地铁出行已经成为城市最重要的日常交通选择方式之一，并且随着国内经济的不断发展，目前很多城市中，地下轨道交通的建设也正在如火如荼的进行，地铁与城市综合管廊均沿着城市主要道路来进行敷设；地铁建设也需要适应各种地质条件，同时，复杂的地下环境对地铁结构耐久性提出严峻的考验。
目前明挖车站使用的盾构法施工使得盾构机在施工期间灵活性差，其反复的拆装组卸拖拉过站等大大降低的了盾构机的使用寿命。同时，盾构始发井、接收井、掉头井的施工及盾构机的解体、吊出、转场等所造成的额外的施工费用，使盾构法施工中的工程成本造价每km较盾构机正常推进的费用增加高达近10％左右；而对于盾构机的拖拉过站，涉及到加深加宽车站所带来的额外费用，每km增加约6％～8％。可见，需要一种新型的明挖车站主体结构及其施工方法改善现有的盾构法施工中的非推进作业施工所存在的缺陷，提高车站施工的效率，降低施工成本，提高施工的安全性。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种明挖车站主体结构及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种明挖车站主体结构，车站主体为两层双柱三跨箱形结构，车站共设置3个出入口、1个安全出入口及2组风亭。车站南侧设置3个出入口；1号风亭位于车站一端顶出，2号风亭设置在车站另一端的侧面，外挂于车站主体；1号安全出入口位于车站侧面。
车站结构施工步骤：车站主体为两层双柱三跨箱形结构，采用顺作法由基底向上进行结构施工，施工时遵循“竖向分层，纵向分段，从下至上”的施工原则，横向每层整体施作，竖向从底板开始自下而上施作。根据场地条件以及基坑开挖施工情况，先施工车站主体结构，其次附属结构，其中车站主体结构先施工一端头井，其次另一端头井，最后施工中间标准段。其中车站主体结构施工按设计图的诱导缝分块进行施工。每施工段的施工顺序：垫层施工→底板、底板梁施工→站台层立柱施工→站台层侧墙、中板、中板梁施工→站厅层立柱施工→站厅层侧墙、顶板、顶板梁施工→其他项目施工。
明挖车站主体结构的施工工艺流程为：施工准备→清底、接地网、垫层、倒滤层→底板防水施工→底板钢筋绑扎→底板浇筑砼养护→底板侧墙防水施工→底层柱、墙、中板钢筋→底层柱、墙、中板立模→底层柱、墙、中板浇砼→上层侧墙防水施工→上层柱、墙、顶板钢筋→上层柱、墙、顶板立模→上层柱、墙、顶板浇砼→顶板防水→基坑回填。
作为本发明进一步的方案，所述的接地网由水平接地体、垂直接地体构成并经接地引出线引出。接地网在车站底板垫层下的埋设深度为0.6m，车站整个接地网设置70根垂直接地体。
作为本发明进一步的方案，所述垫层采用c15混凝土，在坑内开挖排水沟、集水井，抽干基底积水；坑底渗水较大，且有一定承压水时，则采取排水减压的措施后浇注封底混凝土。垫层混凝土施工完必须保证其表面平顺、干净、干燥。
作为本发明进一步的方案，所述底板采用c40抗渗混凝土，基坑底板长度较长，为减少混凝土的收缩缝的产生，每次浇注长度不大于24m，并通过科学调整混凝土的配合比，掺加多功能膨胀型防水剂与粉煤灰达到对混凝土因水化热产生的温差收缩进行补偿，有效降低混凝土的水化热，同时辅以有效的浇注和养护方法，从而达到控制混凝土的温差收缩裂缝的效果。
作为本发明进一步的方案，所述柱采用c50、c30混凝土，柱为框架柱的模板采用厚18mm木胶板，支撑采用“井”字架和定位斜撑；柱施工时，对柱脚边不平整处，应用人工凿除松动混凝土，柱模固定时，应对准下面控制线，上部拉线，进行水平垂直校正；对同排柱模板应先装两端柱模板校正固定，拉通长线，校正中间各柱模板。
作为本发明进一步的方案，所述侧墙采用c40抗渗混凝土，由于车站主体结构为紧贴围护结构，无法采用对拉支撑系统，侧墙模板采用整装整拆施工方法，侧墙模板为钢框竹胶合板模板，三道斜撑支撑系统。
作为本发明进一步的方案，墙、板倒角模板及底、顶纵梁模板均采用槽钢骨架加竹合板面板做成定型模板，这样可缩短支模时间，提高模板利用率。由于倒角高度不大，利用焊接在墙、板已绑扎钢筋上的拉杆固定模板；底、顶纵梁采用对拉螺杆穿透纵梁，固定模板。
一种明挖车站主体结构的施工方法，具体包括以下步骤：
步骤一、平整场地，打设降水井并进行降水，施作基坑排水措施，施作钻孔灌注桩；
步骤二、基坑开挖至第一道支撑下0.7m深度，施作桩顶冠梁，并架设第一道钢支撑；
步骤三、继续向下开挖至基坑底，依次架设第二道、第三道支撑，及时安放腰梁，验槽后及时施作坑底垫层，铺设地板防水层和防水保护层；
步骤四、浇筑底板混凝土结构，施作侧墙防水层，浇筑部分侧墙；
步骤五、施作倒撑，拆除第三道钢支撑，浇筑地下二层剩余侧墙结构及地下一层中板结构；
步骤六、拆除第二道钢支撑，浇筑地下一层侧墙及顶板结构，施作顶板防水层并及时回填，回填至第一道钢支撑位置处，土层压实后拆除第一道钢支撑及倒撑，在回填至地面，施作站台板结构及其他内部构件。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明所提出的一种明挖车站主体结构及其施工方法，施工工序匹配地铁明挖车站常规工法，施工工序简便灵活、操作性强，缩短了施工工期。同时，较常规的地铁明挖车站，综合防护体系主要增设防水层、施作钻孔灌注桩、第一、二、三道钢支撑、底板、侧墙以及倒撑提高其施工的结构强度，既保证了结构主体的整体稳定性，也去除了施工过程中所隐藏的安全隐患，防水处理更加简单易行，底板的施工加强了墙柱的稳定性。车站主体采用明挖法施工，施工简单、快捷、经济、安全，在墙间加了钢支撑，可更好保证墙柱结构及地层横向稳定性，其施工应用将带来巨大的经济效益、社会效益和环保效益。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明的车站主体结构横剖面示意图。
图2为本发明中钻孔灌注桩的施工示意图。
图3为本发明中第一道钢支撑的架设示意图。
图4为本发明中第二、三道钢支撑的架设示意图。
图5为本发明中浇筑底板混凝土结构的施工示意图。
图6为本发明中施做倒撑的结构示意图。
图7为本发明中回填至地面的施工示意图。
图8为本发明中车站结构施工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图1，一种明挖车站主体结构，车站主体为两层双柱三跨箱形结构，车站共设置3个出入口、1个安全出入口及2组风亭。车站南侧设置3个出入口；1号风亭位于车站一端顶出，2号风亭设置在车站另一端的侧面，外挂于车站主体；1号安全出入口位于车站侧面。
以车站总长285.75m，有效站台中心里程右bk5+453.000，车站有效站台中心处轨面高程27.970m为例：车站为明挖双层三跨车站，有效站台宽12m，结构标准段宽21.1m，高15.08m，车站有效站台中心里程处顶板覆土4.0m。车站两端均为盾构法区间，且车站两端均提供盾构始发条件。
车站结构施工步骤：车站主体为两层双柱三跨箱形结构，采用顺作法由基底向上进行结构施工，施工时遵循“竖向分层，纵向分段，从下至上”的施工原则，横向每层整体施作，竖向从底板开始自下而上施作。根据场地条件以及基坑开挖施工情况，先施工车站主体结构，其次附属结构，其中车站主体结构先施工一端头井，其次另一端头井，最后施工中间标准段。其中车站主体结构施工按设计图的诱导缝分块进行施工。每施工段的施工顺序：垫层施工→底板、底板梁施工→站台层立柱施工→站台层侧墙、中板、中板梁施工→站厅层立柱施工→站厅层侧墙、顶板、顶板梁施工→其他项目施工。
参见图8所示，明挖车站主体结构的施工工艺流程为：施工准备→清底、接地网、垫层、倒滤层→底板防水施工→底板钢筋绑扎→底板浇筑砼养护→底板侧墙防水施工→底层柱、墙、中板钢筋→底层柱、墙、中板立模→底层柱、墙、中板浇砼→上层侧墙防水施工→上层柱、墙、顶板钢筋→上层柱、墙、顶板立模→上层柱、墙、顶板浇砼→顶板防水→基坑回填。
在本实施例中，所述的接地网由水平接地体、垂直接地体构成并经接地引出线引出。接地网在车站底板垫层下的埋设深度为0.6m，车站整个接地网设置70根垂直接地体。
在本实施例中，所述垫层采用c15混凝土，在坑内开挖排水沟、集水井，抽干基底积水；坑底渗水较大，且有一定承压水时，则采取排水减压的措施后浇注封底混凝土。垫层混凝土施工完必须保证其表面平顺、干净、干燥。
在本实施中例，所示底板采用c40抗渗混凝土，基坑底板长度较长，为减少混凝土的收缩缝的产生，每次浇注长度不大于24m，并通过科学调整混凝土的配合比，掺加多功能膨胀型防水剂与粉煤灰达到对混凝土因水化热产生的温差收缩进行补偿，有效降低混凝土的水化热，同时辅以有效的浇注和养护方法，从而达到控制混凝土的温差收缩裂缝的效果。
在本实施例中，所述柱采用c50、c30混凝土，柱为框架柱的模板采用厚18mm木胶板，支撑采用“井”字架和定位斜撑；柱施工时，对柱脚边不平整处，应用人工凿除松动混凝土，柱模固定时，应对准下面控制线，上部拉线，进行水平垂直校正；对同排柱模板应先装两端柱模板校正固定，拉通长线，校正中间各柱模板。
在本实施例中，所述侧墙采用c40抗渗混凝土，由于车站主体结构为紧贴围护结构，无法采用对拉支撑系统，侧墙模板采用整装整拆施工方法，侧墙模板为钢框竹胶合板模板，三道斜撑支撑系统。
在本实施例中，墙、板倒角模板及底、顶纵梁模板均采用槽钢骨架加竹合板面板做成定型模板，这样可缩短支模时间，提高模板利用率。由于倒角高度不大，利用焊接在墙、板已绑扎钢筋上的拉杆固定模板；底、顶纵梁采用对拉螺杆穿透纵梁，固定模板。
参见图2-7所示，一种明挖车站主体结构的施工方法，具体包括以下步骤：
步骤一、平整场地，打设降水井并进行降水，施作基坑排水措施，施作钻孔灌注桩；
步骤二、基坑开挖至第一道支撑下0.7m深度，施作桩顶冠梁，并架设第一道钢支撑；
步骤三、继续向下开挖至基坑底，依次架设第二道、第三道支撑，及时安放腰梁，验槽后及时施作坑底垫层，铺设地板防水层和防水保护层；
步骤四、浇筑底板混凝土结构，施作侧墙防水层，浇筑部分侧墙；
步骤五、施作倒撑，拆除第三道钢支撑，浇筑地下二层剩余侧墙结构及地下一层中板结构；
步骤六、拆除第二道钢支撑，浇筑地下一层侧墙及顶板结构，施作顶板防水层并及时回填，回填至第一道钢支撑位置处，土层压实后拆除第一道钢支撑及倒撑，在回填至地面，施作站台板结构及其他内部构件。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。