一种机械化暗挖组合式地铁车站结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种机械化暗挖组合式地铁车站结构，属于隧道结构设计技术领域。


背景技术：

2.目前，地铁车站施工多采用传统的明挖法、矿山法等工法，对城市交通、环境等影响较大。随着城市发展的日趋成熟，城市空间越来越狭小，地铁施工与城市交通及地面建筑相冲突，采用暗挖法施工地铁车站的案例日趋增多，为减少暗挖法施工带来的风险，机械化暗挖建造地铁车站也是城市发展到一定阶段的迫切需求。
3.近年来机械化暗挖技术(尤其是盾构法、顶管法)在城市地铁的建设中有了一定的应用，例如授权公告号为cn214273648u的中国实用新型专利公开的一种三圆盾构修建地铁车站结构，以及申请公布号为cn107642361a的中国发明专利申请公开的一种采用矩形盾构顶管机修建地铁暗挖车站的方法，然而这些技术方案的站厅层与站台层为同一空间，隧道断面较大，不仅施工难度大、施工风险和成本高，而且建筑使用功能存在不便，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种机械化暗挖组合式地铁车站结构，以解决现有地铁车站的站厅层与站台层为同一空间而导致施工难度大、施工风险和成本高、存在使用安全隐患的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型中的机械化暗挖组合式地铁车站结构采用如下技术方案：
6.一种机械化暗挖组合式地铁车站结构，包括单独开挖的机械化暗挖上分部和机械化暗挖下分部，机械化暗挖上分部的空间形成站厅层，机械化暗挖下分部的空间形成站台层，站厅层位于站台层的上方设定高度；机械化暗挖组合式地铁车站结构还包括人行通道和至少一个联络通道，人行通道的一端与站厅层相连通，另外一端与外界相连通，站厅层的侧壁或顶壁上设置有用于与人行通道相连通的站厅口；站台层内设置有供地铁行驶的车行区和供乘客上下地铁的站台区；联络通道连通站厅层和站台层，站厅层的底壁上以及站台层的顶壁上分别设置有与联络通道相连通的站台口，联络通道内安装有自站厅层内的站台口延伸至所述站台区的楼梯或/和电梯。
7.上述技术方案的有益效果在于：本实用新型提供了一种机械化暗挖组合式地铁车站结构，包括单独开挖的机械化暗挖上分部和机械化暗挖下分部，其中机械化暗挖上分部形成的站厅层位于机械化暗挖下分部形成的站台层的上方设定高度，也即站厅层和站台层是分离的，各自独立，分开施工，相比现有技术，任何一个隧道断面都变小了，因此可以降低施工难度、施工风险和成本，提高施工效率。
8.同时，机械化暗挖组合式地铁车站结构还包括人行通道和至少一个联络通道，人
行通道的一端与站厅层相连通，另外一端与外界相连通，站厅层的侧壁或顶壁上设置有用于与人行通道相连通的站厅口，方便乘客从外界进入站厅层或者是离开站厅层到外界；站台层内设置有供地铁行驶的车行区和供乘客上下地铁的站台区，满足站台层基本功能；联络通道连通站厅层和站台层，站厅层的底壁上以及站台层的顶壁上分别设置有与联络通道相连通的站台口，联络通道内安装有自站厅层内的站台口延伸至所述站台区的楼梯或/和电梯，这样站厅层内的乘客就可以通过楼梯或/和电梯下行进入到站台区，方便候车，当然下车的乘客也可以通过楼梯或/和电梯上行到站厅层，进而再通过人行通道离开地铁站。
9.综上，本实用新型所提供的站厅层和站台层在空间上相互独立，不仅可以分开施工，降低施工难度、风险和成本，而且功能区分开，可提高车站运营使用的安全性，同时两者又通过联络通道相互连通，满足了乘客进站候车以及下车出站的正常使用功能。
10.进一步地，所述机械化暗挖下分部的断面为三圆断面，三圆断面由左边圆、右边圆以及中圆拟合而成，所述车行区有两个且分别设置在左边圆和右边圆形成的空间内，站台区位于两个车行区之间。
11.上述技术方案的有益效果在于：三圆断面隧道方便开挖，同时也方便车行区和站台区的布置。
12.进一步地，左边圆与中圆的上下交界位置之间以及右边圆与中圆的上下交界位置之间分别设置有下分部内支撑结构，下分部内支撑结构包括上下两个下分部纵梁以及固定在两个下分部纵梁之间的下支撑墙或下支撑柱。
13.上述技术方案的有益效果在于：下分部内支撑结构位于左边圆与中圆的交界位置以及右边圆与中圆的交界位置，且下分部内支撑结构包括两个下分部纵梁和中间的下支撑墙或下支撑柱，提高了站台层的整体结构强度，保障乘客和设备的安全。
14.进一步地，左边圆和右边圆的顶部于车行区的上方分别设置有用于布置管路和风道的设备区。
15.上述技术方案的有益效果在于：设备区位于左边圆和右边圆的顶部，且位于车行区的上方，充分利用了左边圆和右边圆的内部空间，提高了边圆空间的利用率，避免设置在其他位置而增加成本或造成不便。
16.进一步地，所述三圆断面由三圆盾构机或三圆顶管机一次施工成型。
17.上述技术方案的有益效果在于：施工效率高。
18.进一步地，机械化暗挖上分部的断面为矩形断面，矩形断面在长度方向上的两个三等分位置分别设置有上分部内支撑结构，上分部内支撑结构包括上下两个上分部纵梁以及固定在两个上分部纵梁之间的上支撑墙或上支撑柱。
19.上述技术方案的有益效果在于：矩形断面方便站厅层各种功能的设置，同时在两个三等分位置分别设置有上分部内支撑结构，且上分部内支撑结构包括两个上分部纵梁和中间的上支撑墙或上支撑柱，提高了站厅层整体结构强度，保障乘客和设备的安全。
20.进一步地，所述矩形断面由矩形盾构机或矩形顶管机一次施工成型。
21.上述技术方案的有益效果在于：施工效率高。
22.进一步地，站厅层内的站台口处现浇固定有加强环梁。
23.上述技术方案的有益效果在于：安全性更高，避免发生安全事故。
24.进一步地，所述站厅口和人行通道均成对设置，一对站厅口分别设置在站厅层的
横向两个相对侧壁上，一对人行通道分为位于站厅层的横向两侧，人行通道的长度延伸方向与站厅层和站台层的长度延伸方向垂直。
25.上述技术方案的有益效果在于：站厅口和人行通道均成对设置，方便乘客从不同方向进站或出站；一对人行通道分别位于站厅层的横向两侧，人行通道的长度延伸方向与站厅层和站台层的长度延伸方向垂直，方便了人行通道的施工。
26.进一步地，联络通道包括竖直延伸的直通道和倾斜延伸的斜通道，所述电梯包括安装在直通道内的轿厢电梯以及安装在斜通道内的扶手电梯。
27.上述技术方案的有益效果在于：乘客从站厅层下行至站台层，或者是从站台层上行至站厅层，可选择轿厢电梯或者是扶手电梯，选择更多，上下更方便。
附图说明
28.图1为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例1的正视图；
29.图2为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例1一个视角的立体图；
30.图3为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例1另一个视角的立体图；
31.图4为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例2的机械化暗挖下分部的施工流程图；
32.图5为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例3的机械化暗挖下分部的施工流程图；
33.图6为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例4的侧视图；
34.图7为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例4的正视图；
35.图8为本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构实施例5的正视图。
36.图中：1、机械化暗挖下分部；1-1、下分部衬砌环；1-2、中圆；1-3、左边圆；1-4、右边圆；1-5、站台层；1-6、车行区；1-7、站台区；1-8、设备区；1-9、下分部内支撑结构；2、机械化暗挖上分部；2-1、站厅层；2-2、上分部衬砌环；2-3、上分部内支撑结构；3、人行通道；3-1、站厅口；4、联络通道；4-1、加强环梁；4-2、楼扶梯；5、整体式矩形管节；6、左矩形隧道；7、右矩形隧道；8、衬砌结构。
具体实施方式
37.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步地详细描述。
41.本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构的实施例1：
42.如图1、图2和图3所示，包括单独开挖的机械化暗挖上分部2和机械化暗挖下分部1，机械化暗挖下分部1埋深较大，通过三圆盾构机或三圆顶管机全断面一次施工成型，形成三圆断面，三圆断面由左边圆1-3、右边圆1-4以及中圆1-2拟合而成，隧道内壁拼装固定下分部衬砌环1-1，形成机械化暗挖下分部1，机械化暗挖下分部1的空间形成站台层1-5。其中，下分部衬砌环1-1采用多分块形式，并且中圆1-2的顶部分块管片易于拆卸。
43.如图1所示，左边圆1-3与中圆1-2的上下交界位置之间以及右边圆1-4与中圆1-2的上下交界位置之间分别设置有下分部内支撑结构1-9，形成结构支护体系，有利于保证三圆断面结构受力稳定性。下分部内支撑结构1-9为后做结构，包括上下两个下分部纵梁以及固定在两个下分部纵梁之间的下支撑墙或下支撑柱。
44.如图1和图2所示，站台层1-5底部进行混凝土回填形成平整面，在其两侧设置左右线的供地铁行驶的车行区1-6以及中部的供乘客上下地铁的站台区1-7，也即车行区1-6有两个且分别设置在左边圆1-3和右边圆1-4形成的空间内，站台区1-7位于两个车行区1-6之间。此外，左边圆1-3和右边圆1-4的顶部于车行区1-6的上方分别设置有设备区1-8，用作隧道行车所需的管路、风道等设备布设。
45.机械化暗挖上分部2位于机械化暗挖下分部1的上方，通过矩形盾构机或矩形顶管机全断面一次施工成型，形成矩形断面，内壁拼装固定上分部衬砌环2-2，本实施例中的上分部衬砌环2-2采用多分块预制形式，围成的空间形成站厅层2-1，也即站厅层2-1位于站台层1-5的上方设定高度。矩形断面在长度方向(即图1中的左右方向或者横向)上的两个三等分位置分别设置有上分部内支撑结构2-3，形成支护体系，有利于保证矩形断面结构受力稳定性。上分部内支撑结构2-3也为后做结构，包括上下两个上分部纵梁以及固定在两个上分部纵梁之间的上支撑墙或上支撑柱。
46.如图1～图3所示，机械化暗挖组合式地铁车站结构还包括人行通道3和至少一个联络通道4，人行通道3可采用传统暗挖手段，也可采用顶管法施作，人行通道3的一端与站厅层2-1相连通，另外一端与外界相连通，因此在站厅层2-1的侧壁上设置有用于与人行通道3相连通的站厅口3-1，方便乘客从外界进入站厅层2-1或者是离开站厅层2-1到外界。在本实施例中，站厅口3-1和人行通道3均成对设置，一对站厅口3-1分别设置在站厅层2-1的横向两个相对侧壁上，一对人行通道3分为位于站厅层2-1的横向两侧，人行通道3的长度延伸方向与站厅层2-1和站台层1-5的长度延伸方向垂直，方便了人行通道3的施工，同时也方便了乘客从不同方向进站或出站。
47.联络通道4连通站厅层2-1和站台层1-5，站厅层2-1的底壁上以及站台层1-5的顶壁上分别设置有与联络通道4相连通的站台口，站台口是通过破除管片形成的，并且在站厅
层2-1内的站台口处现浇固定有加强环梁4-1，以提高安全性，避免发生安全事故。联络通道4内安装有自站厅层2-1内的站台口延伸至站台区1-7的楼梯，如图1～图3所示，本实施例中的楼梯为楼扶梯4-2，且为倾斜延伸，这样站厅层2-1内的乘客就可以通过楼扶梯4-2下行进入到站台区1-7，方便候车，当然下车的乘客也可以通过楼扶梯4-2上行到站厅层2-1，进而再通过人行通道3离开地铁站。
48.本实用新型机械化暗挖组合式地铁车站结构的站厅层2-1和站台层1-5在空间上相互独立，不仅可以分开施工，降低施工难度、风险和成本，而且功能区分开，可提高车站运营使用的安全性，同时两者又通过联络通道4相互连通，满足了乘客进站候车以及下车出站的正常使用功能。机械化暗挖组合式地铁车站结构的施工步序为：
49.一、施作机械化暗挖下分部1。
50.机械化暗挖下分部1由左边圆1-3、右边圆1-4以及中圆1-2三个单圆拟合而成，通过三圆盾构机或三圆顶管机全断面一次掘进，并设置下分部衬砌环1-1，形成三圆站台层1-5。同时，可根据实际情况，在站台层1-5的空间内施作下分部内支撑结构1-9，利于结构受力。在站台层1-5空间内，下分部衬砌环1-1的底部回填混凝土，两端施作车行区1-6，中间施作站台区1-7；车行区1-6上方施作设备区1-8，该区可用作列车行进所需管路铺设、隧道通风之功能。
51.二、施作机械化暗挖上分部2。
52.机械化暗挖上分部2通过矩形盾构机或矩形顶管机全断面掘进形成整体断面，并设置上分部衬砌环2-2，形成站厅层2-1，再施作上分部内支撑结构2-3以增加结构稳定性。
53.三、施作厅台联络通道4。
54.破除下分部衬砌环1-1顶部和上分部衬砌环2-2底部的部分结构形成站台口，站厅层2-1内的站台口四周施作加强环梁4-1，站台口的数量应根据地铁车站的客流量合理间隔设置。在上下两个站台口之间施作联络通道4，联络通道4可为钢筋混凝土墙体，将站台层结构和站厅层结构相连通，然后设置楼扶梯4-2，供乘客通行。
55.四、与人行通道3相连。
56.将矩形断面区侧墙衬砌结构局部破除，形成站厅口3-1，与人行通道3相连通，人行通道3可通过传统暗挖施作。
57.本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构的实施例2：
58.如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例中的机械化暗挖上分部2是采用整体式矩形管节5形成站厅层2-1，然后在整体式矩形管节5内施作上分部内支撑结构2-3。
59.本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构的实施例3：
60.如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例中机械化暗挖上分部2的断面施工方式为多洞组合形式，首先通过矩形顶管机依次施作左矩形隧道6和右矩形隧道7，然后在两个矩形隧道内分别施作上分部内支撑结构2-3，施作完成后，将左矩形隧道6右侧和右矩形隧道7左侧的衬砌结构8拆除，并将二者的顶底板进行混凝土后浇施工，形成整体的站厅层2-1。
61.本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构的实施例4：
62.如图6和图7所示，与实施例1不同的是，本实施例中的联络通道包括竖直延伸的直通道4-3和倾斜延伸的斜通道4-4，直通道4-3内安装有轿厢电梯，斜通道4-4内安装有扶手
电梯，此外在斜通道4-4内于两个扶手电梯的中间还安装有楼梯，方便乘客直接步行上下。
63.本实用新型中机械化暗挖组合式地铁车站结构的实施例5：
64.如图8所示，与实施例1不同的是，人行通道3位于机械化暗挖上分部2的上方，因此站厅层内与人行通道3相连通的站厅口位于站厅层的顶壁上，且人行通道3设置成坡道，内设楼扶梯，乘客可通过地面入口乘梯斜下入站厅层空间。
65.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：联络通道也可以全部是竖直延伸的直通道，直通道内安装轿厢电梯；当联络通道倾斜设置时，也可以只安装扶手电梯。
66.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：当人行通道沿横向延伸时，人行通道和站厅口可以不是成对设置，而是单独设置，位于站厅层的横向一侧。
67.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：站厅层内的站台口处不固定加强环梁。
68.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：机械化暗挖上分部的断面不是矩形，而是马蹄形或城门洞形。
69.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：机械化暗挖下分部的三圆断面也可不是一次施工成型，而是单独掘进三个圆形隧道，然后再打通。
70.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：设备区可以不是在车行区的上方，而是在站台区的上方。
71.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：左边圆和右边圆与中圆的交界位置可以不设置下分部内支撑结构。
72.在机械化暗挖组合式地铁车站结构的其他实施例中：机械化暗挖下分部的断面也可以是矩形断面。
73.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。