暗挖车站的施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，特指一种暗挖车站的施工方法。

背景技术：

城市地铁车站基本都设置在城市繁华地段，周边环境复杂，受市政管线或建筑物的影响，大多采用暗挖施工。

中国在先专利(专利申请号为：201310307919.0，发明创造名称为：大直径管幕支护下暗挖施工超浅埋大断面地铁车站结构及施工方法)公开了一种暗挖施工方法，其采用向下后上依次开挖下导洞、上导洞的施工方法，由于下导洞位于地下水位下，在施工下导洞时，需要先进行降水处理，这样使得工程量大，施工周期长，成本也较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种暗挖车站的施工方法，解决现有技术中采用设置下导洞的暗挖施工方法中存在的需要降水处理而导致的工程量大、施工周期长以及成本高的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种暗挖车站的施工方法，包括如下步骤：

于待施工的车站的设计位置的顶部布设两个边导洞和位于两个所述边导洞之间的中导洞；

施工形成所述边导洞和所述中导洞；

于对应的边导洞底部施工边桩，将所述边桩布设于所述车站的设计位置的边缘处并深入待施工的车站的底部以下；

于所述中导洞底部施工桩孔，将所述桩孔布设于待施工的车站内结构柱所设的位置处，并将所述桩孔的底部设于所述待施工的车站的底部以下；

于所述桩孔内浇筑形成基础桩，所述基础桩的顶部位于所述待施工的车站的底部处；

从顶至底依次挖掘土体并施工车站的主体结构，从而完成车站的施工。

本发明将暗挖车站的施工方法设计为从上至下的顺作法，取消了现有施工方法中的下导洞的设置，从而省略了降水处理的工序，减小了工程量，加快施工工期，降低施工成本，还提高了施工安全。本发明的施工方法，在施工完成顶部处的边导洞和中导洞后设置了立设在车站边缘的边桩和设于结构柱处的基础桩，边桩和基础桩为后续施工车站的整个区域提供了支护作用，能够确保后续施工的结构稳定以及施工安全。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，于所述桩孔内浇筑形成基础桩之前，还包括：于所述桩孔内插入钢护筒。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，从顶至底依次挖掘土体并施工车站的主体结构之前，还包括：施工车站顶部的拱顶结构，包括：

于所述边导洞内的边桩顶部施工边桩冠梁，并于所述边导洞的顶部和所述边桩冠梁之间架设格栅架体；

于所述格栅架体和所述边导洞顶部之间的空间内填筑砼形成回填砼结构；

于所述桩孔内施工位于所述基础桩之上的钢管混凝土柱，将所述钢管混凝土柱的顶部延伸至靠近所述中导洞的顶部处；

于所述中导洞的顶部处施工纵梁结构，通过所述纵梁结构将所述钢管混凝土柱顶部部分锚固；

挖掘所述中导洞和所述边导洞之间的土体，并架设连接所述格栅架体和所述纵梁结构的连接格栅；

于所述连接格栅和所述格栅架体之下浇筑拱衬结构，所述拱衬结构连接于所述边桩冠梁和所述纵梁结构之间，从而形成拱顶结构。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，还包括：

于所述钢护筒内施工钢管混凝土柱，在将钢管柱吊入所述钢护筒内之后，向所述钢管柱和所述钢护筒之间填充砂以定位所述钢管柱。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，在挖掘土体并施工车站的主体结构时，将露出的钢护筒割除并保留所述钢管混凝土柱作为车站内的结构柱。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，从顶至底依次挖掘土体并施工车站的主体结构，包括：

挖掘土体至负一层底标高处并施工负一层的主体结构；

待车站处的盾构管片施工完成后，挖掘土体至负二层底标高处并施工负二层的主体结构；

拆除车站处的盾构管片，挖掘土体至待施工的车站的底部，施工垫层封闭坑底，并施工负三层的主体结构。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，施工形成所述边导洞和所述中导洞，包括：

对所述边导洞和所述中导洞顶部的土体进行注浆加固；

挖掘所述边导洞和所述中导洞的土体时，先挖掘四周边缘的土体从而于中部留设土体形成凸台结构；在挖掘形成的坑底边缘打设锁脚锚杆，而后再将所形成的凸台结构挖除，重复上述挖掘步骤直至完成所述边导洞和所述中导洞的挖掘。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，在施工所述边导洞时，于所述边导洞的顶部处预留连接节点。

本发明暗挖车站的施工方法的进一步改进在于，从顶至底依次挖掘土体时，随着所述边桩的露出而于所述边桩间设置拉结网并喷射砼覆设所述拉结网从而形成加固边桩的网喷支护结构。

附图说明

图1为本发明暗挖车站的施工方法中施工边导洞和中导洞的结构示意图。

图2为本发明暗挖车站的施工方法中施工边桩和基础桩的结构示意图。

图3至图5为本发明暗挖车站的施工方法中施工拱顶结构的分解步骤示意图。

图6至图9为本发明暗挖车站的施工方法中施工车站的主体结构的分解步骤示意图。

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。

参阅图1，本发明提供了一种暗挖车站的施工方法，用于解决现有暗挖方法中需要施工下导洞而必须先进行降水处理的工序，降水处理的工程量大、工期长、成本高。而本发明提出的暗挖车站的施工方法，取消了下导洞的设置，从而省略了降水处理的工序，避免了降水处理的工程量大、工期长以及成本高的问题。本发明先施工位于车站顶部处的边导洞和中导洞，并且在导洞的底部施工支护整个结构的边桩和基础桩，在基础桩上施工有钢管混凝土柱，通过设置牢固的支护结构，来确保后续顺作法的稳定及安全，边桩、基础桩以及钢管混凝土柱为后续的土方开挖形成的基坑提供了支护作用，保证了基坑的稳定，为后续施工的主体结构提供支撑，且钢管混凝土柱作为车站的主体结构的结构柱，保证了主体结构的稳定性以及提高了结构强度。下面结合附图对本发明暗挖车站的施工方法进行说明。

如图1所示，本发明提供的暗挖车站的施工方法，包括如下步骤：

于待施工的车站的设计位置的顶部布设两个边导洞21和位于两个边导洞21之间的中导洞22；将边导洞21设于车站的设计位置的两侧边缘处，中导洞22设于车站的设计位置的中部处，中导洞22和两个边导洞21之间隔设有土体10；

施工形成边导洞21和中导洞22；边导洞21和中导洞22的施工采用暗挖法，在土体10内形成边导洞21和中导洞22，在施工形成边导洞21和中导洞22时包括：

对边导洞21和中导洞22顶部的土体进行注浆加固；在边导洞21和中导洞22顶部周缘处布设导管31，通过导管31向土体内超前预注浆加固地层，而后在进行导洞土体的开挖；

挖掘边导洞21和中导洞22的土体时，先挖掘四周边缘的土体从而于中部留设土体形成凸台结构214和凸台结构224；在挖掘形成的坑底215和坑底225的边缘打设锁脚锚杆213和锁脚锚杆223，而后再将所形成的凸台结构214和凸台结构224挖除，重复上述挖掘步骤直至完成边导洞21和中导洞22的挖掘。锁脚锚杆213和锁脚锚杆223斜向下打入土体内，通过锁脚锚杆213和锁脚锚杆223来支护挖掘边导洞21和中导洞22土体所形成的坑，确保坑的稳定性。

边导洞21和中导洞22呈拱形状，在挖掘土体时，对拱形脚处的浮土进行清除，清除后采用c20的混凝土填塞密实，对不密实处塞挤钢板，确保边导洞21和中导洞22的格栅拱脚不下沉。随着边导洞21和中导洞22的土体挖掘，在边导洞21的四周设置导洞格栅，结合图2所示，包括底部格栅212和侧部格栅211以及顶部格栅；在中导洞22的四周也设置导洞格栅，包括底部格栅222和侧部格栅221以及顶部格栅。在中导洞22内立设有临时支撑226，为中导洞22提供临时的支护作用。施工边导洞21和中导洞22时，当导洞格栅形成封闭环后，对导洞格栅和土体之间进行填充注浆，且严格控制注浆效果，以控制边导洞21和中导洞22处的土体沉降，提高边导洞21和中导洞22的结构强度。

进一步地，在施工边导洞21时，在边导洞21的顶部处预留连接节点216。在设置顶部格栅时，在顶部格栅的设定位置处预连接一个连接节点216，为后续构件提供连接基础。

在边导洞21和中导洞22施工完成后，于对应的边导洞21底部施工边桩23，将边桩23布设于车站的设计位置的边缘处并深入待施工的车站的底部以下；将边桩23设置在车站的设计位置的边缘处，作为车站的施工过程中的支护结构，为车站的施工过程以及车站的主体结构提供支护作用。在施工边桩时，选用成熟的钻孔机械，确保成桩速度和质量，并利用泥浆护壁保护边桩孔，施工边桩孔时采用隔二钻一的顺序进行施工，保证施工安全。钻孔完成后清理孔底并及时浇筑形成边桩23。

于中导洞22底部施工桩孔241，将桩孔241布设于待施工的车站内结构柱所设的位置处，并将桩孔241的底部设于待施工的车站的底部以下；于桩孔241内浇筑形成基础桩242，基础桩242的顶部位于待施工的车站的底部处；于桩孔241内浇筑形成基础桩242之前，还包括：于桩孔241内插入钢护筒244。通过钢护筒244来确保桩孔241的孔壁稳定。浇筑形成基础桩242时，将钢护筒244的底部部分锚固于基础桩242内。

在边桩23和基础桩242施工好后，结合图3至图5所示，施工车站顶部的拱顶结构25，包括：

于边导洞21内的边桩23顶部施工边桩冠梁231，并于边导洞21的顶部和边桩冠梁231之间架设格栅架体251；格栅架体251的一端有部分埋入到边桩冠梁231内，另一端与边导洞21内预留的连接节点216固定连接；

于格栅架体251和边导洞21顶部之间的空间内填筑砼形成回填砼结构252；架设格栅架体251时，在格栅架体251的表面进行喷砼，形成牢固的拱顶支撑结构，而后将各格栅架体251和边导洞21顶部之间的空间利用混凝土回填密实。

于桩孔241内施工位于基础桩242之上的钢管混凝土柱243，将钢管混凝土柱243的顶部延伸至靠近中导洞22的顶部处；在桩孔241内施工钢管混凝土柱243时，先将桩孔241内的护壁泥浆抽出，而后在基础桩242的顶部处人工安装定位器246，再分节吊装钢管柱，将钢管柱吊装至钢护筒244内，确保钢管柱的吊装准确到位，钢管柱内吊装钢筋笼，钢管柱安装完成后，采用临时支撑措施进行固定，以防止钢管柱偏移，钢筋笼的顶部有部分凸伸出钢管柱的顶部，该凸伸出的部分作为连接端；

在将钢管柱吊入钢护筒244内之后，向钢管柱和钢护筒244之间填充砂形成填充层245以定位钢管柱。

于中导洞22的顶部处施工纵梁结构253，通过纵梁结构253将钢管混凝土柱243顶部部分锚固；纵梁结构253为拱形结构，其两个拱脚对应两个钢管混凝土柱243设置，浇筑纵梁结构253时，将钢管混凝土柱243顶部凸伸出的钢筋笼的部分锚固在纵梁结构253内，钢管柱的顶部抵靠在纵梁结构253的底面，使得钢管混凝土柱243和纵梁结构253有效的支撑连接，为车站的主体结构提供有力的支撑作用。纵梁结构253浇筑形成于中导洞22的顶部周缘，使得纵梁结构253与中导洞22的顶部形成一体结构。

挖掘中导洞22和边导洞21之间的土体，并架设连接格栅架体251和纵梁结构253的连接格栅254；在挖掘中导洞22和边导洞21之间的土体之前，在中导洞22和边导洞21之间待挖掘的土体之上设置导管31，并进行注浆加固土层，而后在开挖土体。架设连接格栅254时，将连接格栅254的两端与中导洞22和边导洞21上对应的导洞格栅有效的连接，由于纵梁结构253与中导洞22的导洞格栅浇筑形成一体结构，格栅架体251与连接节点216固定连接，其也与边导洞21的导洞格栅连接成一体，从而使得连接格栅254支撑连接于格栅架体251和纵梁结构253之间。在安装好连接格栅254后，对连接格栅254外侧与土体之间进行填充注浆，并严格控制注浆效果，每个洞室应错开10m左右，根据施工现场情况并结合监控量测结构调整。

于导洞格栅254和格栅架体251之下浇筑拱衬结构255，拱衬结构255连接于边桩冠梁231和纵梁结构253之间，从而形成拱顶结构25。在浇筑拱衬结构255时，逐段拆卸位于拱衬结构255处的导洞格栅，铺设防水层，立设模板浇筑拱衬结构255。在施工时，确保中导洞22两侧的拱衬结构255对称施工，以确保拱顶结构25施工的受力稳定，保证结构安全。

接着如图6所示，从顶至底依次挖掘土体并施工车站的主体结构，从而完成车站的施工。

从顶至底依次挖掘土体并施工车站的主体结构，包括：

挖掘土体至负一层底标高处并施工负一层的主体结构26；土方开挖应采用中拉槽、后剔边的方式施工。负一层的主体结构26包括楼板261、侧墙262和纵梁263，侧墙262浇筑形成于楼板261的两侧，侧墙262处铺设防水层，且侧墙262贴设于边桩23的内侧面，在挖掘土体露出边桩23时，随着边桩23的露出而于边桩23间设置拉结网并喷射砼覆设拉结网从而形成加固边桩的网喷支护结构。侧墙262贴设在该网喷支护结构上。挖掘土体露出钢护筒244时，将露出的钢护筒244割除并保留内部的钢管混凝土柱243作为车站内的结构柱，由于钢管混凝土柱243底部设于位于车站底部以下的基础桩上，通过基础桩为钢管混凝土柱243提供有力支撑，钢管混凝土柱243的顶部与纵梁结构253有效的连接，从而提高了车站的主体结构的整体稳定性；将纵梁263设于侧墙262的底部处和楼板261和钢管混凝土柱243连接处的底部处，施工楼板261和位于中部的纵梁263时，应该确保楼板261和中部的纵梁263与钢管混凝土柱243的有效连接，在中部的纵梁263和钢管混凝土柱243的连接处施工抗剪牛腿，提高梁柱节点的连接强度。施工时重点振捣纵梁263、楼板261以及钢管混凝土柱243节点处的混凝土，确保浇筑密实，并使得纵梁与抗剪牛腿、环板密贴。

施工完成负一层的主体结构26后，待车站处的盾构管片32施工完成后，结合图7所示，挖掘土体至负二层底标高处并施工负二层的主体结构27；待区间盾构通过后，再进行负二层土体的挖掘施工，土方开挖应采用中拉槽、后剔边的方式施工。随着土体的开挖在边桩23露出的部分处设置拉结网并喷射砼覆设拉结网从而形成加固边桩的网喷支护结构。将露出的钢护筒244割除并保留内部的钢管混凝土柱243作为车站内的结构柱。挖至底标高后，施工主体结构27，该主体结构26包括楼板271、侧墙272和纵梁273，侧墙272贴设在边桩23的网喷支护结构上，侧墙272与侧墙262连接，纵梁273设于侧墙272的底部处和楼板271和钢管混凝土柱243连接处的底部处，施工楼板271和位于中部的纵梁273时，应确保楼板271和中部的纵梁273与钢管混凝土柱243的有效连接，在中部的纵梁273和钢管混凝土柱243的连接处施工抗剪牛腿，提高梁柱节点的连接强度。在施工时重点振捣纵梁273、楼板271以及钢管混凝土柱243节点处的混凝土，确保浇筑密实，并使得纵梁与抗剪牛腿、环板密贴。

结合图8和图9所示，拆除车站处的盾构管片，挖掘土体至待施工的车站的底部，施工垫层281封闭坑底，并施工负三层的主体结构28。待负二层的主体结构27达到设计强度后，区间盾构接收完成，逐步拆除区间盾构的盾构管片32，开挖土体至底板的位置，开挖土体时应遵循先拉中槽、后剔边、最后清底的步骤。为了避免对坑底土的较大扰动，机械卡位只能挖至基坑垫层以上300mm位置，其余采用人工挖除；开挖至设计标高后应及时平整基坑，疏干基坑内集水，及时施工垫层封闭基坑。主体结构28包括垫层281、侧墙282以及纵梁283，垫层281和侧墙282均需铺设防水层，施工时重点振捣纵梁283、垫层281以及钢管混凝土柱243节点处的混凝土，确保浇筑密实，并使得纵梁与抗剪牛腿、环板密贴。侧墙282与侧墙272连接，在完成主体结构28的施工后，在负三层结构内部施工内部结构，从而完成车站的施工。

本发明将暗挖车站的施工方法设计为从上至下的顺作法，取消了现有施工方法中的下导洞的设置，从而省略了降水处理的工序，减小了工程量，加快施工工期，降低施工成本，还提高了施工安全。本发明的施工方法，在施工完成顶部处的边导洞和中导洞后设置了立设在车站边缘的边桩和设于结构柱处的基础桩，边桩和基础桩为后续施工车站的整个区域提供了支护作用，能够确保后续施工的结构稳定以及施工安全。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。