一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法与流程

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法。

背景技术：

地铁车站在有明挖施工条件的情况下，且顶板覆土较少时，一般明挖施工难度小、风险小、施工速度快、经济。但往往由于受各种外界条件的限制，在遇地表建筑物无法拆迁的情况下，车站无法采用全明挖施工，若采用全暗挖施工，势必造成施工风险大、难度大、施工时间长、造价高的现象，此时若能采用暗挖与明挖结合的型式，则可收到意想不到的效果。根据近年来的工程实践，明暗结合型式车站大致分为以下几种类型:站台暗挖、站厅及设备管理用房区明挖；半边明挖半边暗挖；两端明挖、中间暗挖；中间明挖、两(单)端暗挖。如图13所示的站台暗挖、站厅及设备层明挖，如图14半边明挖、半边暗挖，如图15两端明挖、中间暗挖，如图16中间明挖、两端暗挖，而两端明挖、中间暗挖方案中，车站的整体布局呈“端厅式”,由于两端站厅互不连通，运营管理不便，通行效率低。站台暗挖、站厅及设备层明挖方案和半边明挖、半边暗挖方案中，站厅宽度往往受限，站厅公共区面积窄小，集散能力低，管理使用不便,设备布置困难。中间明挖、两端暗挖方案中，由于车站长度受限，公共区面积压缩，集散能力降低，设备布置困难。

综上所述，传统的明暗挖结合车站形式虽然能保证可实施性，但都存在运营管理不便，建筑功能缺失和设备布置困难的不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术中存在的上述问题，提出一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，避免拆迁，保证工程进度，降低协调难度，减少工程投资，维持地下箱型框架结构体系不变，对建筑功能和运营管理无影响。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构,包括由若干明挖围护桩围成的明挖区域和建筑物下方的暗挖区域，所述建筑物下方具有暗挖顶板，所述暗挖顶板上方具有暗挖管棚，所述暗挖管棚下方通过暗挖边桩进行支撑，所述明挖区域内具有明挖主体，所述明挖主体顶部具有明挖顶板，所述明挖主体底部具有抗拔结构。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构,所述暗挖边桩通过矩形导洞施工，导洞周边进行深孔预注浆。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构,所述暗挖边桩与暗挖管棚之间具有暗挖初支结构。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构,所述明挖围护桩顶部为半边桩结构。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构,所述所述明挖围护桩顶部分别设置有第一冠梁和第二冠梁。

一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站施工方法，建筑物下方及临近范围内进行暗挖，其余部分为明挖，包括如下步骤：

步骤1：根据施工净空和建筑物安全保护的需要以及结构设缝要求确定明暗挖范围及分界线；

步骤2：明挖部分的明挖围护桩的设置，随挖随撑，开挖至暗挖顶板下方位置；

步骤3：在明暗挖纵向分界处的明挖围护桩上进行沿车站横向超前水平的暗挖管棚的设置；

步骤4：继续向下开挖至明挖部分基底，施做抗拔结构，自下而上施做明挖防水体系及明挖主体，并回填覆土；

步骤5：明挖主体结构施工完成后，在暗挖管棚支护下，自明暗挖横向分界处沿车站纵向进行导洞周边的深孔注浆；

步骤6：沿车站纵向破除明暗挖分界处的明挖围护桩，开挖边导洞土体，施做边导洞初支结构；

步骤7：在边导洞内施工竖向暗挖边桩和暗挖冠梁；

步骤8：开挖中导洞土体，施工中导洞初期支护，将所述中导洞初期支护和明暗挖分界处的明挖围护桩的主筋连接；

步骤9：纵向分段拆除边导洞内侧壁和明暗挖分界处的明挖围护桩，施工暗挖顶板，所述暗挖顶板一端支撑于暗挖冠梁，另一端与明挖顶板连为一体；

步骤10：暗挖区自上而下分段开挖至第一层中板下方，施做侧墙、第一层中板和暗挖防水体系。

步骤11：暗挖区自上而下分段开挖至第二层中板下方，施做侧墙、第二层中板和暗挖防水体系；

步骤12：暗挖区自上而下分段开挖至底板下方，施做侧墙、暗挖底板及暗挖防水体系。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，步骤2中明挖围护桩只浇筑临近建筑物的半边截面部分，做成半边桩，第二冠梁设置在未浇筑的半边截面范围。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，所述暗挖管棚施工前应在相邻的明挖围护桩上横向水平开孔。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，所述暗挖管棚跳孔施做，施做间隔在2个孔以上，单孔成孔后，立即下管注浆填充。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，所述明挖顶板上单独施工钢筋混凝土梁，作为暗挖管棚的支撑梁。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，步骤4中明挖顶板应在明暗挖分界处预埋钢筋接驳器。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，步骤6中边导洞净空需满足围护桩施工需要，一般洞底净宽可取为3～4m，净高可取为3～4m。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，步骤9中纵向分段拆除边导洞内侧壁和明暗挖纵向分界处的明挖围护桩，纵向分段长度不大于6m，拆除后及时采用满堂支架施做暗挖顶板，暗挖顶板通过钢筋接驳器与明挖主体结构连为一体。

本发明的一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，在暗挖顶板支护下，自上而下分层开挖土体，破除明暗挖分界处的明挖围护桩，逆筑各层结构，暗挖各层结构与明挖结构通过钢筋接驳器连为一体。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：提出一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，避免拆迁，保证工程进度，降低协调难度，减少工程投资，维持地下箱型框架结构体系不变，对建筑功能和运营管理无影响。

附图说明

图1是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤1示意图；

图2是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤2示意图；

图3是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤3示意图；

图4是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤4示意图；

图5是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤5示意图；

图6是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤6示意图；

图7是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤7示意图；

图8是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤8示意图；

图9是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤9示意图；

图10是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤10示意图；

图11是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤11示意图；

图12是本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构施工方法步骤12示意图；

图13是背景技术第一种情况；

图14是背景技术第二种情况；

图15是背景技术第三种情况；

图16是背景技术第四种情况。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-12为本发明一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法的实施例，一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构,包括由若干明挖围护桩2围成的明挖区域和建筑物1下方的暗挖区域，所述建筑物1下方具有暗挖顶板6，所述暗挖顶板6上方具有暗挖管棚7，所述暗挖管棚7下方通过暗挖边桩8进行支撑，所述明挖区域内具有明挖主体5，所述明挖主体5顶部具有明挖顶板11，所述明挖主体5底部具有抗拔结构12，所述暗挖边桩8通过矩形导洞施工，导洞周边进行深孔预注浆，所述暗挖边桩8与暗挖管棚7之间具有暗挖初支结构10，所述明挖围护桩2顶部为半边桩结构，所述所述明挖围护桩2顶部分别设置有第一冠梁3和第二冠梁4。

一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站施工方法，建筑物下方及临近范围内进行暗挖，其余部分为明挖，包括如下步骤：

步骤1：根据施工净空和建筑物1安全保护的需要以及结构设缝要求确定明暗挖范围及分界线；

步骤2：明挖部分的明挖围护桩2的设置，随挖随撑，开挖至暗挖顶板6下方位置；

步骤3：在明暗挖纵向分界处的明挖围护桩2上进行沿车站横向超前水平的暗挖管棚7的设置；

步骤4：继续向下开挖至明挖部分基底，施做抗拔结构12，自下而上施做明挖防水体系及明挖主体5，并回填覆土；

步骤5：明挖主体结构施工完成后，在暗挖管棚7支护下，自明暗挖横向分界处沿车站纵向进行导洞周边的深孔注浆；

步骤6：沿车站纵向破除明暗挖分界处的明挖围护桩2，开挖边导洞土体，施做边导洞初支结构10；

步骤7：在边导洞内施工竖向暗挖边桩8和暗挖冠梁9；

步骤8：开挖中导洞土体，施工中导洞初期支护，将所述中导洞初期支护和明暗挖分界处的明挖围护桩2的主筋连接；

步骤9：纵向分段拆除边导洞内侧壁和明暗挖分界处的明挖围护桩2，施工暗挖顶板6，所述暗挖顶板6一端支撑于暗挖冠梁9，另一端与明挖顶板11连为一体；

步骤10：暗挖区自上而下分段开挖至第一层中板下方，施做侧墙、第一层中板和暗挖防水体系。

步骤11：暗挖区自上而下分段开挖至第二层中板下方，施做侧墙、第二层中板和暗挖防水体系；

步骤12：暗挖区自上而下分段开挖至底板下方，施做侧墙、暗挖底板及暗挖防水体系。

步骤2中明挖围护桩2只浇筑临近建筑物1的半边截面部分，做成半边桩，第二冠梁设置在未浇筑的半边截面范围。

所述暗挖管棚7施工前应在相邻的明挖围护桩2上横向水平开孔。

所述暗挖管棚7跳孔施做，施做间隔在2个孔以上，单孔成孔后，立即下管注浆填充。

所述明挖顶板11上单独施工钢筋混凝土梁，作为暗挖管棚7的支撑梁。

步骤4中明挖顶板应在明暗挖分界处预埋钢筋接驳器。

步骤6中边导洞净空需满足围护桩施工需要，一般洞底净宽可取为3～4m，净高可取为3～4m。

步骤9中纵向分段拆除边导洞内侧壁和明暗挖纵向分界处的明挖围护桩，纵向分段长度不大于6m，拆除后及时采用满堂支架施做暗挖顶板，暗挖顶板通过钢筋接驳器与明挖主体结构连为一体。

在暗挖顶板支护下，自上而下分层开挖土体，破除明暗挖分界处的明挖围护桩，逆筑各层结构，暗挖各层结构与明挖结构通过钢筋接驳器连为一体。

以某地铁车站为例：

该地铁站为地下两层14m岛式车站，标准段宽23.1m，沿道路顺向敷设，道路红线宽20m，车站中部有一栋6层框架结构宿舍楼，东西向长21米，南北宽6米，独立基础埋深约1米，房屋侵入车站主体基坑内3.2米为保证车站明挖基坑的正常施工，首先在房屋周边设置隔离桩(兼做明挖部分的围护桩)，将房屋隔离到基坑外，先施工房屋不影响区域的明挖结构，然后再暗挖施工房屋下车站结构。

1、确定明挖及暗挖的施工范围及分界点

根据围护桩施工净空、房屋安全保护需求及结构设缝要求，按照明挖围护桩2缘距离建筑物1基础净距3米进行布置，为减少冠梁施工开挖对建筑物1基础的扰动，将明挖围护桩2做至地面，第二冠梁4以上明挖围护桩2只浇筑临近建筑物的半边截面部分，做成半边桩，第二冠梁4设置在未浇筑的半边截面范围。综合以上可以确定暗挖范围为宽6.85米，长约14米的区段。

2、为兼顾明挖和暗挖结构受力需求，车站顶板覆土取为4m，暗挖部分采用平顶直墙结构。

3、由于暗挖初支结构10为平顶结构，为防止地面坍塌，从明暗挖纵向分界处横向打设双层管棚形成暗挖管棚7，必要时可采用深孔注浆对地层进行加固，以提高地层的粘聚力。

4、明挖围护桩2施工采用旋挖钻机或者人工挖孔，施工应跳孔施做，施做间隔在2个孔以上，并保证泥浆或护壁的质量。在基坑开挖过程中，随挖随撑，根据房屋的监测情况，利用袖阀管对房屋周边及时进行跟踪补偿注浆。明挖主体结构施工完毕后，应分层将土夯实，回填至地面后方可进行暗挖破桩施工，以保证顶板以上围护桩的受力平衡。

5、暗挖开挖前首先施做暗挖管棚7，用双层长管棚对上部土体形成支撑，管棚一端搭在明挖顶板上的管棚支撑梁上，一端伸出边导洞外至少2m。管棚施做前应用合金水钻在桩上开孔，而不能直接切断桩，保证桩对周边土体的围护作用。管棚采用螺旋钻成孔，可对土体产生一定的挤密作用，减少房屋的沉降。应避免使用高压风水类的钻进设备，以减少土体的流失。管棚施工应跳孔施做，施做间隔在2个孔以上。单孔成孔后，立即下管注浆填充，不能待多孔成孔统一注浆，从而保证填充的及时性。

6、暗挖开挖施工，先施做暗挖边墙位置的边导洞，在导洞内人工挖孔施做暗挖边桩8，采用人工挖孔或机械成孔，以及施做暗挖冠梁9，施工应跳孔施做，施做间隔在2个孔以上，并保证泥浆或护壁的质量。暗挖冠梁9上施工钢筋混凝土挡墙，同时做为双层管棚的竖向支撑柱。

7、施工暗挖上部的中导洞，在中导洞实施中，同时完成该排明挖围护桩2的破除。明挖围护桩2的破除对整体受力体系产生的影响最大，应分段破除，并采用静力措施，减少震动，从而减少对房屋的不利影响。

8、纵向分段拆除边导洞内侧壁，拆除长度不大于4m，施做边导洞和中导洞内顶板二衬结构和防水层，一端通过明挖顶板11预留的钢筋接驳器与明挖顶板11连为一体，另一端支撑在边导洞内的暗挖冠梁9上，暗挖防水层与明挖结构做好衔接。二衬采用满堂支架，在二衬混凝土达到强度之前，满堂支架与新浇结构共同作用，形成新的承力结构。二衬混凝土顶板达到强度后，与明挖结构、暗挖边桩共同形成对房屋基础的有效支护体系。

9、在暗挖顶板6及侧向的暗挖边桩8支护下，自上而下分层开挖各层板上土体和破除明挖围护桩2，施做各层结构侧墙、中板和防水层，结构中板与明挖中板通过钢筋接驳器连为一体。开挖暗挖区土体至底板底，施做暗挖区底板防水层及结构。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：提出一种避免房屋拆迁的明暗挖结合地铁车站结构及其施工方法，通过地下室底板排水盲沟进行导流，并通过地下室外围排水盲沟进行导流和汇集，然后在集水井内设置抽水系统，可以集中将地下水进行抽排，从而消除安全隐患，并且在地下室底板排水盲沟和地下室外围排水盲沟设置过滤和排水结构，防止沟管造成堵塞。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。