一种地铁车站的装配式修建方法与流程

1.本发明属于隧道及地下工程技术领域，特别涉及一种地铁车站的装配式修建方法。


背景技术：

2.建设单位对工程质量与工期的要求日益提高。而传统地铁车站采用明(盖) 挖全现浇方式，存在工期长，造价高、能耗大、施工质量控制难度大等诸多问题。
3.地下结构主要受水平荷载(水土压力)、竖向荷载(中板与内隔墙自重、活荷载等)、地震作用，并满足人防、防水、防火、放腐蚀的要求。结构需满足强度、刚度、稳定性和耐久性要求。传统地下工程采用现浇钢筋混凝土。绑扎钢筋、浇筑混凝土、搭模板等施工环节多，工期长，现场质量控制难度大。
4.综上，目前的地铁车站或地下空间开发的结构仍主要采用全现浇钢筋砼的施工方法。为在以地铁为典型代表的地下结构中逐步推行装配式建筑，加快地下结构的施工速度，提高施工质量，达到节约造价、节约能源、绿色建造的目的，有必要地铁车站的装配式修建方法进行深入的研究。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种地铁车站的装配式修建方法，以有效简化设计地下结构与施工，加快施工速度，提高施工质量。
6.本发明解决以上技术问题所采用的技术方案如下：
7.本发明一种地铁车站的装配式修建方法，包括如下步骤：
8.步骤1.地铁车站采用明挖或盖挖法施工，按照实施顺序完成降排水，基坑开挖、基坑围护结构、架设临时支撑和防水层施工；
9.步骤2.按照设计定位开始底板预制构件的定位与拼装，对该部分梁柱节点、梁板后浇部分内的钢筋进行连接，完成底板现浇部分的混凝土浇筑；
10.步骤3.拆除中板与底板间的基坑围护结构支撑，拼装中板与底板之间的第一侧墙块，对墙板后浇部分内的钢筋进行连接，完成下层侧墙现浇部分的混凝土浇筑；
11.步骤4.定位与拼装中板框架预制构件，对该部分梁柱节点后浇部分内的钢筋进行连接，完成中板框架现浇部分的混凝土浇筑，实现中板框架预制构件与底板预制构件中柱类构件的固结；
12.步骤5.准确确定中板开孔后，定位、铺设和拼装中板预制板，绑扎中板预制板上部叠合板钢筋，完成中板板面现浇部分的混凝土浇筑；
13.步骤6.拆除中板与顶板间的基坑围护结构支撑，拼装中板与顶板之间的第二侧墙块，对墙板后浇部分内的钢筋进行连接，完成上层侧墙现浇部分的混凝土浇筑；
14.步骤7.定位与拼装顶板框架预制构件，对该部分梁柱节点后浇部分内的钢筋进行连接，完成顶板框架现浇部分的混凝土浇筑，实现顶板框架预制构件与中板预制构件中柱
类构件的固结；
15.步骤8.准确确定顶板开孔后，定位、铺设和拼装顶板预制板，绑扎顶板预制板上部叠合板钢筋，完成顶板板面现浇部分的混凝土浇筑。
16.本发明的有益效果主要体现在如下方面：
17.一、有效节约混凝土与钢筋用量。传统地铁车站的构件尺寸根据结构布置、构件受力的跨度等因素确定。以中板为例，在双柱车站一般采用 400mm，单柱车站一般采用500mm，无柱车站板厚600～700mm。采用本方法后，现浇框架横梁高度与传统板厚保持一致，装配式叠合中板总厚一般为200mm～300mm。相对传统方法，中板采用装配式叠合板时，有柱车站板厚减小37.5％～50％，无柱车站板厚减小50％～64％，具有良好的技术与经济效益；
18.二、对梁柱节点、墙板节点等关键部位采用后浇“湿接头”，保证整体受力性能的前提下，实现构件预制最大化。预制构件可采用高强混凝土与高强钢筋，实现资源节约和减小预制构件尺寸及自重；
19.三、框架部分以外的侧墙、中板、顶板块可拆除，可满足已建成车站后期结构改造并与周边地下空间共享互连的需求；
20.四、在地铁车站设计中可取消开孔尺寸小于6m的中板、顶板孔边梁，简化设计，节约投资，若地下空间的设备区采用本装配式方法，可减少机电设备招标滞后带来的设备区中板开孔改造；
21.五、工序可灵活转换，可用于全地下明(盖)挖地铁车站的全构件整体装配式修建，也可以用于底板与侧墙现浇，结构中板、顶板的局部装配式修建；
22.六、可简化设计与施工、提高地铁车站的装配式构件使用率、优化构件尺寸、提高施工质量、节约造价、节约能源、减少碳排放。可通过建筑信息模型(bim)技术，实现信息化管理与标准化设计，可实现多工作面机械化流水施工。
附图说明
23.本说明书包括如下18幅附图：
24.图1是装配式地铁车站底板典型平面布置图；
25.图2是装配式地铁车站中板典型平面布置图；
26.图3是装配式地铁车站顶板典型平面布置图；
27.图4是沿图1、图2和图3中a-a线的剖面图；
28.图5是沿图1、图2和图3中b-b线的剖面图；
29.图6a是底纵梁块dzl1的俯视图；
30.图6b是底纵梁块dzl1的侧视图；
31.图7a是底墙梁块dql1的俯视图；
32.图7b是底墙梁块dql1的侧视图；
33.图8a是中纵梁块zzl1的俯视图；
34.图8b是中纵梁块zzl1的侧视图；
35.图9a是中墙梁块zql1的俯视图；
36.图9b是中墙梁块zql1的侧视图；
37.图10a是顶纵梁块tzl1的俯视图；
38.图10b是顶纵梁块tzl1的侧视图；
39.图11a是顶墙梁块tql1的俯视图；
40.图11b是顶墙梁块tql1的侧视图；
41.图12是中纵梁块zzl1与中立柱z1的连接方式侧视图；
42.图13是中墙梁块zql1与墙柱qz1的连接方式侧视图；
43.图14是顶纵梁块tzl1与中立柱z1的连接方式侧视图；
44.图15是顶墙梁块tql1与墙柱qz1的连接方式侧视图；
45.图16是底纵梁块dzl1(底墙梁块dql1)与中立柱z1(墙柱qz1) 的连接方式侧视图；
46.图17墙柱qz1与横梁块纵筋构造方式示意图；
47.图18是中立柱z1与横梁块纵筋构造方式示意图。
48.图中示出构件名称及所对应的标记：底纵梁块dzl1，底墙梁块dql1，底横梁块dhl1、墙柱qz1、中立柱z1，底板块db1，底板第一后浇节点dxj1，底板第二后浇节点dxj2，底板后浇带dxj3；中纵梁块 zzl1，中墙梁块zql1，中横梁块zhl1，中板预制板zb1，中板第一后浇节点zxj1、中板第二后浇节点zxj2、中板第三后浇节点zxj3，中板第四后浇节点zxj4，中板叠合层zxj5；顶纵梁块tzl1，顶墙梁块tql1，顶横梁块thl1，顶板预制板tb1，顶板第一后浇节点txj1、顶板第二后浇节点txj2、顶板第三后浇节点txj3，顶板第四后浇节点txj4，顶板叠合层txj5；第一侧墙块q1，第二侧墙块q2；侧墙第一后浇带qxj1，侧墙第二后浇带qxj2，台阶型侧板10，跨中凹槽11，端头凸台12。
具体实施方式
49.参照图1至图5，本发明一种地铁车站的装配式修建方法，包括如下步骤：
50.步骤1.地铁车站采用明挖或盖挖法施工，按照实施顺序完成降排水，基坑围护结构、基坑开挖、架设临时支撑和防水层施工；
51.步骤2.按照设计定位开始底板预制构件的定位与拼装，对该部分梁柱节点、梁板后浇部分内的钢筋进行连接，完成底板现浇部分的混凝土浇筑；
52.步骤3.拆除中板与底板间的基坑围护结构支撑，拼装中板与底板之间的第一侧墙块q1，对墙板后浇部分内的钢筋进行连接，完成下层侧墙现浇部分的混凝土浇筑；
53.步骤4.定位与拼装中板框架预制构件，对该部分梁柱节点后浇部分内的钢筋进行安装与连接，完成中板框架现浇部分的混凝土浇筑，实现中板框架预制构件与底板预制构件中柱类构件的固结；
54.步骤5.准确确定中板开孔后，定位、铺设和拼装中板预制板zb1，绑扎中板预制板zb1上部叠合板钢筋，完成中板板面现浇部分的混凝土浇筑；
55.步骤6.拆除中板与顶板间的基坑围护结构支撑，拼装中板与顶板之间的第二侧墙块q2，对墙板后浇部分内的钢筋进行安装与连接，完成上层侧墙现浇部分的混凝土浇筑；
56.步骤7.定位与拼装顶板框架预制构件，对该部分梁柱节点后浇部分内的钢筋进行连接，完成顶板框架现浇部分的混凝土浇筑，实现顶板框架预制构件与中板预制构件中柱类构件的固结；
57.步骤8.准确确定顶板开孔后，定位、铺设和拼装顶板预制板tb1，绑扎顶板预制板tb1上部叠合板钢筋，完成顶板板面现浇部分的混凝土浇筑。
58.本发明有效简化设计地下结构与施工，加快施工速度和提高施工质量，能有效节约混凝土与钢筋用量，有利于降低工程造价。相对传统方法，中板采用装配式叠合板时，有柱车站板厚减小37.5％～50％，无柱车站板厚减小50％～64％，具有良好的技术与经济效益。
59.地铁车站装配式构造包括装配式结构部分和现浇部分。装配式结构部分主要包括底板框架预制构件、底板预制板db1、中板框架预制构件、中板预制板zb1、顶板框架预制构件、顶板预制板tb1等，各预制构件的尺寸及配筋根据施工阶段和使用阶段的具体受力计算确定。现浇部分可分为预制框架梁与预制框架柱之间的后浇节点，预制框架与预制底板、侧墙之间的后浇带，中板、顶板的后浇叠合层。后浇节点和后浇带的位置，均根据结构整体受力设置于弯矩、剪力较小的区域。参照图4，通过梁、柱、底板和侧墙构件形成受力框架结构体系，有效解决地铁车站整体受力问题。在梁、柱、底板、侧墙装配式构件完成后浇“湿接头”并达到强度后，结合工期需求完成中板、顶板预制构件的安装，及现浇叠合层的实施。中板预制板zb1、顶板预制板tb1承担其投影范围内的竖向荷载，并将荷载传递给同层的横梁预制构件。本发明可简化设计与施工、优化构件尺寸、提高施工质量、节约造价、节约能源、减少碳排放。可通过建筑信息模型 (bim)技术，实现信息化管理与标准化设计，实现多工作面机械化流水施工。
60.参照图1、图4和图5示出的实施例，所述底板预制构件包括底纵梁块dzl1、底墙梁块dql1、底横梁块dhl1、墙柱qz1、中立柱z1和底板块db1。所述底纵梁块dzl1、底墙梁块dql1沿车站长度方向布置，底横梁块dhl1沿车站宽度方向布置，墙柱qz1和中立柱z1沿车站高度方向布置，中立柱z1位于底纵梁块dzl1与底横梁块dhl1相交的位置，墙柱qz1位于底墙梁块dql1、底横梁块dhl1相交位置。所述底板块 db1位于底纵梁块dzl1、底墙梁块dql1、底横梁块dhl1围合的矩形范围内。所述底板现浇部分包括第一后浇节点dxj1、底板第二后浇节点 dxj2和底板后浇带dxj3。所述底板第一后浇节点dxj1设置于底墙梁块dql1端部、底横梁块dhl1端部与墙柱qz1相交的区域，用于连接底墙梁块dql1、底横梁块dhl1、墙柱qz1；所述底板第二后浇节点 dxj2设置于底纵梁块dzl1端部、底横梁块dhl1端部与中立柱z1相交的区域，用于连接底纵梁块dzl1、底横梁块dhl1、中立柱z1。所述底板后浇带dxj3设置于底板块db1与底纵梁块dzl1、底墙梁块dql1、底横梁块dhl1之间，用于连接底纵梁块dzl1、底墙梁块dql1、底横梁块dhl1和底板块db1。
61.参照图2、图4和图5示出的实施例，所述中板框架预制构件包括中纵梁块zzl1、中横梁块zhl1、中墙梁块zql1，墙柱qz1和中立柱z1。中纵梁块zzl1和中墙梁块zql1沿车站长度方向布置，中横梁块zhl1 沿车站宽度方向布置，墙柱qz1和中立柱z1沿车站高度方向布置。所述中立柱z1位于中纵梁块zzl1与中横梁块zhl1相交的位置，墙柱qz1 位于中墙梁块zql1、中横梁块zhl1相交位置。所述中板框架现浇部分包括中板第一后浇节点zxj1、中板第二后浇节点zxj2、中板第三后浇节点zxj3和中板第四后浇节点zxj4。所述中板第一后浇节点zxj1设置于中横梁块zhl1端部、中墙梁块zql1端部与墙柱qz1相交的区域，用于连接中横梁块zhl1、中墙梁块zql1和墙柱qz1；所述中板第二后浇节点zxj2设置于中横梁块zhl1端部、中纵梁块zzl1端部与中立柱z1 相交的区域，用于连接中纵梁块zzl1、中横梁块zhl1和中立柱z1。所述中板第三后浇节点zxj3设置于中横梁zhl1端部与中墙梁块zql1跨中相交的区域，用于连接中横梁块zhl1和中墙梁块zql1。所述中板第四后浇节点zxj4设置于中横梁
zhl1端部与中纵梁块zzl1跨中相交的区域，用于连接中横梁块zhl1和中纵梁块zzl1。所述中板板面现浇部分为浇筑于中板预制板zb1顶面上的混凝土所形成的中板叠合层zxj5。
62.参照图1和图5，在中板现浇部分全部完成后，安装第一侧墙块q1，所述侧墙块q1位于墙柱qz1、底墙梁块dql1、中墙梁块zql1围合的矩形范围内。所述墙体后浇带qxj1设置于侧墙块q1与墙柱qz1、底墙梁块dql1、中墙梁块zql1之间，用于连接墙柱qz1、底墙梁块dql1、中墙梁块zql1和第一侧墙块q1。
63.参照图4和图5，柱类构件从底板到顶板为一个整体构件，在底板、中板、顶板节点部位保留柱构件钢筋，在底板预制构件安装定位后，节点现浇成为整体。柱类构件在初期定位阶段，可采用临时支撑，对其进行固定。
64.参照图3、图4和图5示出的实施例，所述顶板框架预制构件包括顶纵梁块tzl1、顶横梁块thl1、顶墙梁块tql1、中立柱z1和墙柱qz1，顶纵梁块tzl1、顶墙梁块tql1沿车站长度方向布置，顶横梁块thl1 沿车站宽度方向布置，中立柱z1和墙柱qz1沿车站高度方向布置，中立柱z1位于顶纵梁块tzl1与顶横梁块thl1相交的位置，墙柱qz1位于顶墙梁块tql1、顶横梁块thl1相交位置。所述顶板框架现浇部分包括顶板第一后浇节点txj1、顶板第二后浇节点txj2、顶板第三后浇节点 txj3和顶板第四后浇节点txj4。所述顶板第一后浇节点txj1设置于顶横梁块thl1端部、顶墙梁块tql1端部与墙柱qz1相交的区域，用于连接中横梁块zhl1、中墙梁块zql1和墙柱qz1。所述顶板第二后浇节点txj2设置于顶横梁块thl1端部、顶纵梁块tzl1端部与中立柱z1 相交的区域，用于连接顶纵梁块tzl1、顶横梁块thl1和中立柱z1。所述顶板第三后浇节点txj3设置于顶横梁thl1端部与顶墙梁块tql1跨中相交的区域，用于连接顶横梁块thl1和顶墙梁块tql1。所述顶板第四后浇节点txj4设置于顶横梁thl1端部与顶纵梁块tzl1跨中相交的区域，用于连接顶横梁块thl1和顶纵梁块tzl1。所述顶板板面现浇部分为浇筑于中板预制板zb1顶面上的混凝土所形成的顶板叠合层txj5。
65.现浇部分叠合层所采用的混凝土为高性能混凝土或水泥基复合材料，其强度等级与力学性能不低于c50。
66.所述底纵梁块dzl1、底墙梁块dql1、中纵梁块zzl1、中墙梁块 zql1、顶纵梁块tzl1和顶墙梁块tql1具有梁端台阶型侧板10构造，使梁柱节点的现浇部分不需要模板，并保证框架现浇部分节点整理受力性能良好。
67.参照图2和图5，在顶板现浇部分全部完成后，安装第二侧墙块q2，所述侧墙块q2位于墙柱qz1、中墙梁块zql1、顶墙梁块tql1围合的矩形范围内。所述墙体后浇带qxj2设置于侧墙块q2与墙柱qz1、中墙梁块zql1、顶墙梁块tql1之间，用于连接墙柱qz1、中墙梁块zql1、顶墙梁块tql1和第二侧墙块q2。
68.参照图1、图4和图5，所述底墙梁dql1具有带键槽的l型梁截面，这种截面使底墙梁dql1与底板块db1和侧墙块q1的后浇带位于弯矩、剪力较小的位置，结构受力性能良好。
69.参照图2、图4和图5，所述中墙梁zql1具有带键槽的t型梁截面，这种截面使中墙梁zql1具有水平方向和竖向两个方向的承载能力与刚度，同时与中横梁zhl1形成的t型中板第一后浇节点zxj1，截面尺寸与刚度大于标准断面，结构受力性能良好。
70.参照图3、图4和图5，所述顶墙梁tql1具有带键槽的l型梁截面，这种截面使顶墙梁tql1具有水平方向和竖向两个方向的承载能力与刚度，同时与顶横梁thl1形成的l型顶板第一后浇节点txj1，截面尺寸与刚度大于标准断面，结构受力性能良好。
71.参照6a和图6b，所述底纵梁块dzl1的梁端具有一对台阶型侧板10。参照图7a和图7b，所述底墙梁块dql1的梁端具有台阶型侧板10。预留与中立柱z1、中横梁块zhl1连接空间，并起到底板后浇节点txj1、txj2 模板的作用，保证后浇节点的质量与整体性。
72.参照8a和图8b，所述中纵梁块zzl1的梁端具有一对台阶型侧板10，预留与中立柱z1、中横梁块zhl1连接空间，并起到中板第二后浇节点 zxj2模板的作用，保证后浇节点的质量与整体性。中纵梁块zzl1上设置跨中凹槽11，预留与中横梁块zhl1连接空间。
73.参照9a和图9b，所述中墙梁块zql1的梁端具有台阶型侧板10，且设置有端头凸台12，预留与墙柱qz1、中横梁块zhl1连接空间，并起到中板第一后浇节点zxj1模板的作用，保证后浇节点的质量与整体性。中墙梁块zql1上设置跨中凹槽11，预留与中横梁块zhl1连接空间。
74.参照10a和图10b，所述顶纵梁块tzl1的梁端具有一对台阶型侧板 10，预留与立柱z1、顶横梁块thl1的连接空间，并起到顶板第二后浇节点txj2模板的作用，保证后浇节点的质量与整体性。顶板纵梁块tzl1 设置跨中凹槽11，预留与中横梁块zhl1连接空间。
75.参照11a和图11b，所述顶墙梁块tql1的梁端具有台阶型侧板10，且设置有端头凸台12，预留墙柱qz1、顶横梁块thl1的连接空间，并起到顶板第一后浇节点txj1模板的作用，保证后浇节点的质量与整体性。顶墙梁块tql11设置跨中凹槽11，预留与中横梁块zhl1连接空间。
76.图12至图16为各现浇节点的纵筋构造示意图。其中，图12是中纵梁块zzl1与中立柱z1在中板第二后浇节点zxj2的纵筋构造，图13是中墙梁块zql1与墙柱qz1在中板第一后浇节点zxj1的纵筋构造，图 14是顶纵梁块tzl1与中立柱z1在顶板第二后浇节点txj2的纵筋构造，图15是顶墙梁块tql1与墙柱qz1在顶板第一后浇节点txj1的纵筋构造，图16是底纵梁块dzl1(或底墙梁块dql1)与中立柱z1(或墙柱qz1) 在底板第二后浇节点dxj2(或底板第一后浇节点dxj1)的纵筋构造。参照图12至图16，纵梁块的台阶型侧板10起到后浇节点梁高范围内的侧面模板作用。
77.图17为墙柱qz1与横梁块纵筋构造方式示意图，表示墙柱qz1与底横梁块dhl1、中横梁块zhl1、顶横梁块thl1在节点处的纵筋构造，其中中横梁块zhl1和顶横梁块thl1的上缘纵筋需在中板第一后浇节点zxj1、顶板第一后浇节点txj1与中板叠合层zxj5、顶板叠合层txj5 浇筑前进行现场绑扎安装，其余纵筋均为预制构件预留钢筋。
78.图18为中立柱z1与横梁块纵筋构造方式示意图，表示中立柱z1与底横梁块dhl1、中横梁块zhl1、顶横梁块thl1在节点处的纵筋构造，其中中横梁块zhl1和顶横梁块thl1的上缘纵筋需在中板第二后浇节点 zxj2、顶板第二后浇节点txj2与中板叠合层zxj5、顶板叠合层txj5 浇筑前进行现场绑扎安装，其余纵筋均为预制构件预留钢筋。
79.以上所述只是用图解说明本发明一种地铁车站的装配式修建方法的基本方法与原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构、工序和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。