一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，根据两相邻地铁车站的平面位置关系，确定主施工通道、施工支通道和两车站施工联络通道，将车站开挖支护分为4步，即：主施工通道以及施工支通道的开挖，开挖顺序以及和车站交接段的转换、左右线车站上导洞的开挖支护顺序、联络通道的开挖支护、车站左右线二衬的施做以及核心土的解除。本发明通过合理设置两车站联络施工通道，调整施工通道与车站的空间位置关系，安排联络通道和地铁车站的施工顺序。极大程度的增大隧道掌子面的工作效率，充分发挥主施工通道以及施工直通道的运输能力，显著缩短施工工期，降低工程造价。
【专利说明】
一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种建筑施工方法，尤其涉及一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法。
【背景技术】
[0002]现代城市的快速发展导致城市交通越发拥堵，所以大力发展公共交通，特别是轨道交通是很多大城市和特大城市的必然要求。受地形特征限制，为节约土地、降低噪声、节约能源、美化环境，以及减少施工对城市交通的干扰，越来越多的地铁车站选择采用暗挖法进行施工。以重庆市为例，轨道交通环线沙坪坝车站、凤天路车站、天星桥车站及二郎车站等均采用暗挖法进行施工。为便于乘客在车站内快速便捷的实现交叉换成，地铁车站设计中经常出现平行布置两个地铁车站的情况。以重庆市轨道交通六号线礼嘉车站为例，轨道交通六号线与六号线支线于该站实现交叉换乘，该站设计为地下双层暗挖双洞同向同站台换乘车站，采用双岛四线，双拱双层结构，两个地铁车站净距仅为6.5m。
[0003]浅埋暗挖地铁车站的施工是一个多维的动态过程，施工过程中采取何种开挖方法最优，如何保障围岩稳定和变形控制在允许范围内，是城市车站施工的一大难题。在不受地形、地质条件限制的情况下，《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)要求隧道宜设计为上下行分离的两座独立隧道。然而而在地形陡峭、脊骨相间的“鸡爪”地带，为满足两洞间最小净距的要求，往往出现隧道展现不灵活、占地面积大、高边坡等问题，并由此导致工程造价、养护费增加，同时也不利于环境保护。城区地铁车站采用暗挖法施工时，需要开辟施工通道以满足地铁车站掌子面开辟、运送渣土以及通排风的需要。一般情况下，地铁车站埋深在20m左右，施工通道的长度一般在300m左右以满足汽车运输对坡度的要求。地铁车站施工时为了加快施工进度，在施工通道内往往设置施工直通道以尽可能多的开辟掌子面。当城市中心区域采用同向通站台换成车站时，经常遇到城市中心区域只得设置一条施工通道的情形。按照现有隧道施工方法，通常是修好一座地铁车站一定长度之后进行另一座地铁车站的修建。这种施工方法将造成工作面闲置，导致工期较长，不能满足地铁车站快速安全修建的要求。因此，亟需提出一种高效合理的施工方法，以适应单施工通道双洞同向地铁车站快速安全施工的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法。
[0005]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0006]本发明包括主施工通道、施工支通道以及左线与右线隧道的施工联络通道的设置，以及地铁车站施工的开挖支护方法以及渣土运送方式，
[0007]所述主施工通道和地铁车站内的施工包括以下步骤:
[0008](I)由单一施工主通道向车站主体掘进后，分三个支通道分别同时进入车站，其中，主施工通道上的I，2号支通道入口水平距离为20m，从3号支通道进入车站主体，开挖5号联络通道，直接掘进至左线隧道，此时，通过门式钢架，对左线隧道右上导坑及右线隧道左上导坑同时进行转换段施工，完成施工转换后，左线隧道右上导洞向大里程和小里程两个方向同步开挖，右线隧道左上导洞大里程和小里程两个方向同步开挖，从2号支通道进入右线隧道，完成挑顶后，右线隧道向小里程端开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序错序设置，步序间隔为50m，与此同时进行10号联络通道的掘进施工，施工完10号联络通道后进入左线隧道挑顶转换，从I号支通道进入右线隧道，挑顶完成转换后，右线隧道向大里程端开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序错序设置，步序间隔为50m，与此同时进行I号联络通道的掘进施工，通过I号联络通道进入左线隧道，完成左线隧道挑顶转换；
[0009](2)1号支通道经过I号联络通道进入左线隧道后，左线隧道开始向大里程方向端开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序依然错序设置，步序间隔为50m，右线隧道继续往大里程方向开挖左右两侧的上侧壁导洞，2号支通道经10号联络通道进入左线隧道后，左线隧道开挖往小里程方向开挖左右侧壁上导洞，右线隧道继续往小里程方向开挖上侧壁导洞，3号支通道继续开挖左右线隧道的侧壁上导洞；
[0010](3)1号支通道、I号联络通道以及I号支通道左线隧道，底板标高降标高至侧壁中导洞标高，此时，I号支通道进入车站入口处可将入口阔挖至15m以便于后续二衬台车进入车站有足够的转弯空间，同时I号支通道左线隧道核心土向大里程方向取20m，完成拱顶闭合，I号支通道右线隧道继续向大里程方向开挖上导洞，小里程方向保留核心土，在降板过程中2号联络通道可先开挖，直接开挖至中导坑标高，然后利用2号联络通道出左线隧道解除核心土的渣土，2号支通道降标高至侧壁中导洞标高，2号支通道进入车站入口处也可将入口阔挖至15m以便于后续二衬台车进入车站有足够的转弯空间，同时右线隧道核心土向小里程方向取20m，完成拱顶闭合，3号支通道已把侧壁导洞挖完，此时可跳槽开挖联络通道，即4号，6号，8号联络通道，通过3号支通道出渣，各联络通道开挖支护完成后及时施工二衬；
[0011](4)1号支通道、I号联络通道以及I号支通道左线隧道，降标高至站台层标高，保持核心土下部距首段仰拱开挖段15?20m，待2段仰拱施工完成后再组装I号二衬台车及防水板台车，向大里程方向施工，2号支通道进入右线隧道降标高至站台层标高，保持核心土下部距首段仰拱开挖段15?20m，待2段仰拱施工完成后再组装2号二衬台车及防水板台车，向小里程方向施工，此后，I号台车的左右侧壁中下导洞，核心土的中下部保持合理步距继续向前推进，仰拱及衬砌与核心土下部保持合理距离继续向大里程方向施工，10号联络通道降标高至下导坑，2号台车继续向小里程施工，同时左右侧壁中下导洞，核心土的中下部保持合理步距继续向前推进，仰拱及衬砌与核心土下部保持合理距离向小里程方向施工。
[0012]所述步骤(I)中，由于地质条件，周边建筑等外在条件限制，只能有一条主施工通道的条件下，通过展开多条施工支通道依然由车站隧道单侧进入车站进行开挖掘进，配合施工步序，加速施工进度。
[0013]所述步骤(I)中，利用车站形式为双线同向同站台，将3号支通道直接开挖至左线，然后经过施工转换后同时开挖左右线车站隧道，且只进行左线右侧隧道和右线左侧隧道的两端开挖。
[0014]所述步骤(3)中，I号支通道进行降标高至中导坑前，首先进行2号联络通道的开挖，降标高过程中同时解除左线隧道核心土，利用2号联络通道出核心土的渣，此时的渣土外运方式为:I号支通道右线隧道开挖的中导坑渣土仍然从I号支通道运出，I号支通道左线隧道开挖的中导坑的渣土经过I号联络通道从I号支通道运出，拆除左线核心土的渣土通过2号联络通道从I号支通道运出。
[0015]所述步骤(3)中，在左线右侧和右线左侧壁导洞开挖完成后，跳槽进行联络通道的，开挖，即开挖4号，6号，8号联络通道，开挖支护后，直接进行二衬施工。
[0016]即使进行至所述步骤(3)中，3号支通道已把侧壁导洞开挖完成，跳槽开挖联络通道时，5号联络通道始终不能降低底板标高，因此，步骤(3)中，跳槽开挖联络通道时可进行联络通道的两端同时开挖，渣土均通过3号支通道运出。
[0017]所述步骤(4)中，组装的两部二衬台车分别从左线小里程端和右线大里程端以相对方向进行二衬施做同时保持合理距离解除台车前方的核心土，左线隧道就近利用开挖好的联络通道出拆除核心土的渣。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]本发明是一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，与现有技术相比，本发明通过增加施工通道支通道和联络通道，使得两隧道达到联合开挖的效果，增加了施工作业面，有利于缩短工期及施工进度控制。安全性方面，联络通道采用独特的跳槽开挖方式，既增加了作业机械的运行渠道，又有效的确保了整体双洞的围岩稳定性。二衬施做采用相向同时施工，在加快施工进度的同时，使得围岩应力均匀变化，避免不平衡应力区产生。方法中所提供的联合开挖方法通过增加施工通道支通道以及联络隧道，将两个隧道实际上作为一个整体进行施工流水组织，节省了资源分配，减少了人力机械在施工过程上的耗费，主施工通道与车站隧道转换段施工方法有效避免了传统方法中主施工通道挑顶所带来的施工困难和风险，减少了测量放线的麻烦并提高了此段开挖的精确度，进而提高了使用的安全性，节约转换段施工工期。此外，以同一断面进行开挖支护，不需要更改施工台车高度和掌子面爆破范围，加快了施工进度。
[0020]本发明方法在辅助施工通道与车站转换段采用从车站进尺，在车站上导洞开挖完成后，在辅助施工通道与车站交接位置断面解除上部核心土并开挖中台阶露出辅助施工通道与车站接口，将接口进行支护加固即完成辅助施工通道与车站的转换连接。传统方法采用在车站尚未开挖时从辅助施工通道进尺向车站内部开挖转换，直至将辅助施工通道以上车站断面开挖支护完成。相较于传统方法，本方法是从车站进尺，有效避免了从辅助施工通道进尺斜坡放线、先开挖车站中部并在上部设立临时支撑的繁杂施工步序，降低了施工难度和风险，减少了临时支撑数量，达到了节约工程造价和缩短工期并提高安全的目的。
[0021]总而言之，本发明方法目的在于解决传统施工方法中的施工步序繁杂，关键段施工风险较大，临时支撑使用较多的问题，以期待地下车站隧道施工达到更加安全和高效的目的。
【附图说明】
[0022]图1为本发明车站联络通道进入车站主体开挖步序平面示意图。
[0023]图2为本发明车站主体上导坑开挖平面示意图。
[0024]图3为本发明中导坑及二衬台车工作面开挖工平面示意图。
[0025]图4为本发明二衬台车开挖步序平面示意图。
[0026]图5为本发明二衬台车与联络通道开挖步序平面示意图。
[0027]图6为本发明二衬台车行进开挖平面示意图。
[0028]图7为本发明二衬台车进尺方案示意图。
[0029]附图标记:1-1号施工通道、2-3号施工通道、3-2号施工通道、4-1号联络通道、5-2号联络通道、6-3号联络通道、7-4号联络通道、8-5号联络通道、9-6号联络通道、10-7号联络通道、11-8号联络通道、12-9号联络通道、13-10号联络通道、14-隧道小里程端、15-隧道大里程端、16-车站左线隧道、17-车站右线隧道、18-车站隧道上台阶开挖、19-车站隧道中导坑开挖、20-仰拱开挖段、21-1号二衬台车、22-2号二衬台车、23-核心土上部掌子面开挖、24-车站隧道站台层标高开挖、7.1-核心土上部、7.2-核心土中部、7.3-核心土下部准备、7.4-仰拱施工、7.5-绑钢筋和防水板、7.6-二衬。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0031]实施例参见图1-7所示，一种采用暗挖的大断面，小净距地铁同向双线车站隧道联合开挖支护的方法，根据车站确定主施工通道和辅助施工通道的位置，将车站开挖支护分为4步，S卩:主施工通道以及施工支通道的开挖，开挖顺序以及和车站交接段的转换、左右线车站上导洞的开挖支护顺序、联络通道的开挖支护、车站左右线二衬的施做以及核心土的解除。
[0032]车站隧道的开挖后支护涉及到初期支护结构、临时支护结构和二次衬砌结构，每次导洞开挖进尺要及时进行初期支护和临时支护以保证导洞封闭成环。
[0033]这种快速低风险的地铁车站隧道施工方法，具体施工步骤如下:
[0034](I)由单一施工主通道向车站主体掘进后，分三个支通道分别同时进入车站(如图1所示)。其中，主施工通道上的I，2号支通道入口水平距离为20m。从3号支通道2进入车站主体，开挖5号联络通道8，直接掘进至左线隧道16。此时，通过门式钢架，对左线隧道右上导坑及右线隧道左上导坑18同时进行转换段施工。完成施工转换后，左线隧道右上导洞向隧道大里程15和隧道小里程14两个方向同步开挖，右线隧道左上导洞大里程和小里程两个方向同步开挖。从2号支通道3进入右线隧道，完成挑顶后，右线隧道向小里程端14开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序错序设置，步序间隔为50m，与此同时进行10号联络通道13的掘进施工。施工完10号联络通道13后进入左线隧道16挑顶转换。从I号支通道I进入右线隧道，挑顶完成转换后，右线隧道17向大里程端15开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序错序设置，步序间隔为50m，与此同时进行I号联络通道4的掘进施工。通过I号联络通4道进入左线隧道16，完成左线隧道16挑顶转换。
[0035](2)1号支通道I经过I号联络通道4进入左线隧道16后，左线隧道16开始向大里程方向15开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序依然错序设置，步序间隔为50m。右线隧道17继续往大里程方向15开挖左右两侧的上侧壁导洞。2号支通道3经10号联络通道13进入左线隧道16后，左线隧道16往小里程方向14开挖左右侧壁上导洞。右线隧道17继续往小里程方向14开挖上侧壁导洞，3号支通道2继续开挖左右线隧道的侧壁上导洞(如图2所示)。
[0036](3)1号支通道1、1号联络通道4、以及左线隧道16处，底板降标高至侧壁中导洞标高19。此时，I号支通道I进入车站入口处可将入口阔挖至15m以便于后续二衬台车进入车站有足够的转弯空间。同时I号支通道I左线隧道16核心土向大里程方向15取20m，完成拱顶闭合。右线隧道17继续向大里程开挖上导洞18。1号支通道1、1号联络通道4、以及左线隧道16处，在降板过程中2号联络通道5可先开挖，直接开挖至中导坑标高19，然后利用2号联络通道5出左线隧道14解除核心土的渣土。2号支通3道降标高至侧壁中导洞标高19。此时，2号支通道3进入车站入口处也可将入口阔挖至15m以便于后续二衬台车进入车站有足够的转弯空间。同时右线隧道17核心土向小里程方向14取20m，完成拱顶闭合。3号支通道2已把侧壁导洞挖完。此时可跳槽开挖联络通道，即4号，6号，8号联络通道7、9、11，通过3号支通道2出渣，各联络通道开挖支护完成后及时施工二衬(如图3所示)。
[0037](4)1号支通道I进入左线隧道16降标高至站台层(下导坑)标高24，保持核心土下部距首段仰拱开挖段15?20m。待2段仰拱施工完成后再组装I号二衬台车21及防水板台车，向大里程方向15施工。2号支通道3进入右线隧道降标高至站台层(下导坑)标高24，保持核心土下部距首段仰拱开挖段15?20m。待2段仰拱施工完成后在组装2号二衬台车22及防水板台车，向小里程方向14施工。(如图4所示)1号台车21的左右侧壁中下导洞，核心土的中下部保持合理步距即47m方案(如图7所示)继续向前推进。仰拱及衬砌与核心土下部保持合理距离继续向小里程方向14施工。右线小里程段停止施工。10号联络通道13降标高至下导坑24。(如图5所示)同时左右侧壁中下导洞，核心土的中下部保持合理步距继续向前推进，仰拱及衬砌与核心土下部保持合理距离向小里程方向14施工(如图6所示)。
[0038]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:包括主施工通道、施工支通道以及左线与右线隧道的施工联络通道的设置，以及地铁车站施工的开挖支护方法以及渣土运送方式， 所述主施工通道和地铁车站内的施工包括以下步骤: (1)由单一施工主通道向车站主体掘进后，分三个支通道分别同时进入车站，其中，主施工通道上的I，2号支通道入口水平距离为20m，从3号支通道进入车站主体，开挖5号联络通道，直接掘进至左线隧道，此时，通过门式钢架，对左线隧道右上导坑及右线隧道左上导坑同时进行转换段施工，完成施工转换后，左线隧道右上导洞向大里程和小里程两个方向同步开挖，右线隧道左上导洞大里程和小里程两个方向同步开挖，从2号支通道进入右线隧道，完成挑顶后，右线隧道向小里程端开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序错序设置，步序间隔为50m，与此同时进行10号联络通道的掘进施工，施工完10号联络通道后进入左线隧道挑顶转换，从I号支通道进入右线隧道，挑顶完成转换后，右线隧道向大里程端开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序错序设置，步序间隔为50m，与此同时进行I号联络通道的掘进施工，通过I号联络通道进入左线隧道，完成左线隧道挑顶转换； (2)1号支通道经过I号联络通道进入左线隧道后，左线隧道开始向大里程方向端开挖左右侧壁上导洞，两侧导洞施工步序依然错序设置，步序间隔为50m，右线隧道继续往大里程方向开挖左右两侧的上侧壁导洞，2号支通道经10号联络通道进入左线隧道后，左线隧道开挖往小里程方向开挖左右侧壁上导洞，右线隧道继续往小里程方向开挖上侧壁导洞，3号支通道继续开挖左右线隧道的侧壁上导洞； (3)1号支通道、I号联络通道以及I号支通道左线隧道，底板标高降标高至侧壁中导洞标高，此时，I号支通道进入车站入口处可将入口阔挖至15m以便于后续二衬台车进入车站有足够的转弯空间，同时I号支通道左线隧道核心土向大里程方向取20m，完成拱顶闭合，I号支通道右线隧道继续向大里程方向开挖上导洞，小里程方向保留核心土，在降板过程中2号联络通道可先开挖，直接开挖至中导坑标高，然后利用2号联络通道出左线隧道解除核心土的渣土，2号支通道降标高至侧壁中导洞标高，2号支通道进入车站入口处也可将入口阔挖至15m以便于后续二衬台车进入车站有足够的转弯空间，同时右线隧道核心土向小里程方向取20m，完成拱顶闭合，3号支通道已把侧壁导洞挖完，此时可跳槽开挖联络通道，SP4号，6号，8号联络通道，通过3号支通道出渣，各联络通道开挖支护完成后及时施工二衬； (4)1号支通道、I号联络通道以及I号支通道左线隧道，降标高至站台层标高，保持核心土下部距首段仰拱开挖段15?20m，待2段仰拱施工完成后再组装I号二衬台车及防水板台车，向大里程方向施工，2号支通道进入右线隧道降标高至站台层标高，保持核心土下部距首段仰拱开挖段15?20m，待2段仰拱施工完成后再组装2号二衬台车及防水板台车，向小里程方向施工，此后，I号台车的左右侧壁中下导洞，核心土的中下部保持合理步距继续向前推进，仰拱及衬砌与核心土下部保持合理距离继续向大里程方向施工，10号联络通道降标高至下导坑，2号台车继续向小里程施工，同时左右侧壁中下导洞，核心土的中下部保持合理步距继续向前推进，仰拱及衬砌与核心土下部保持合理距离向小里程方向施工。2.根据权利要求1所述的一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:所述步骤(I)中，由于地质条件，周边建筑等外在条件限制，只能有一条主施工通道的条件下，通过展开多条施工支通道依然由车站隧道单侧进入车站进行开挖掘进，配合施工步序，加速施工进度。3.根据权利要求1所述的一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:所述步骤(I)中，利用车站形式为双线同向同站台，将3号支通道直接开挖至左线，然后经过施工转换后同时开挖左右线车站隧道，且只进行左线右侧隧道和右线左侧隧道的两端开挖。4.根据权利要求1所述的一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:所述步骤(3)中，I号支通道进行降标高至中导坑前，首先进行2号联络通道的开挖，降标高过程中同时解除左线隧道核心土，利用2号联络通道出核心土的渣，此时的渣土外运方式为:I号支通道右线隧道开挖的中导坑渣土仍然从I号支通道运出，I号支通道左线隧道开挖的中导坑的渣土经过I号联络通道从I号支通道运出，拆除左线核心土的渣土通过2号联络通道从I号支通道运出。5.根据权利要求1所述的一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:所述步骤(3)中，在左线右侧和右线左侧壁导洞开挖完成后，跳槽进行联络通道的，开挖，即开挖4号，6号，8号联络通道，开挖支护后，直接进行二衬施工。6.根据权利要求1所述的一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:即使进行至所述步骤(3)中，3号支通道已把侧壁导洞开挖完成，跳槽开挖联络通道时，5号联络通道始终不能降低底板标高，因此，步骤(3)中，跳槽开挖联络通道时可进行联络通道的两端同时开挖，渣土均通过3号支通道运出。7.根据权利要求1所述的一种单施工通道双线同向同站台地铁车站的施工方法，其特征在于:所述步骤(4)中，组装的两部二衬台车分别从左线小里程端和右线大里程端以相对方向进行二衬施做同时保持合理距离解除台车前方的核心土，左线隧道就近利用开挖好的联络通道出拆除核心土的渣。
【文档编号】E21D11/18GK106050241SQ201610368837
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】罗维, 李亚勇, 靳晓光, 冯源升, 杨强, 杨清亭, 郭志强, 张浩凌
【申请人】重庆大学