CN112922028A - 一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法 - Google Patents

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刘锐
方成成
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吴双双
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Abstract

本发明提供了一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法，包括以下步骤：S1、管线迁改及场地整平；S2、水泥搅拌桩施工；S3、导墙施工；当槽壁加固完成达到设计强度后进行导墙施工；S4、地下连续墙施工；S5、冠梁、钢筋混凝土支撑施工；S6、基坑开挖及钢支撑施工；S7、主体结构施工；车站主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，采用明挖顺作法施工，施工时遵循″纵向分段，水平分层，从下至上″的施工原则。本发明减少了基坑无支撑暴露时间和空间，提高施工的安全性；本发明降低了圆形地下连续墙、圆形主体结构的施工难度；本发明降低了圆形部分与直线段站体连接段施工难度；本发明合理考虑盾构接收和盾构始发；本发明提高了施工效率，缩短了施工工期。

Description

一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法
技术领域
本发明涉及地铁工程技术领域，特别涉及一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法。
背景技术
随着城市的发展，道路拥堵时常发生，修建地铁是很好的解决途径。地铁车站是城市交通运输网络中的重要组成部分，也是城市的建筑物，因此地铁车站的设计既要满足地铁运营要求，又需要考虑当地的人文因素，各种造型的车站越来越多，但超大圆形的地铁车站修建经验仍然较少。参考已有案例，圆形车站的修建在圆形连续墙施工、开挖、结构体施工、圆形部与直线段站体之续接段施工过程中均遭遇问题。其中在开挖圆形基坑时，虽然圆形基坑可发挥围护结构的″圆桶″效应，提升基坑的安全稳定，但是会导致围护结构同时存在环向的受压和竖向的受弯状态。
造型特殊的大型地铁车站往往位于人流量大、交通繁忙、建筑林立的地段，交通疏解协调难度大，同时此类车站也通常是项目标段中间车站，为盾构始发站和盾构接收站，影响整个标段的工期，因此工期要求严格。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提出一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法，通过合理设计施工流程，在保证施工安全、质量的前提下，有效缩短了地铁车站的施工周期。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
S1、管线迁改及场地整平；
S2、水泥搅拌桩施工：结合车站的总体部署，分阶段实施搅拌桩施工，为基坑开挖工作提供条件，在施工过程中采用跳桩施工顺序；
S3、导墙施工：当槽壁加固完成达到设计强度后进行导墙施工；
S4、地下连续墙施工：采用成槽机成槽，泥浆护壁，钢筋笼在加工平台上一次焊接加工成型，整体下放入槽，待槽壁加固强度达到设计要求后，进行地连墙施工；
S5、冠梁、钢筋混凝土支撑施工：钻孔桩施工，钢筋笼在加工平台上一次焊接加工成型，整体吊放入孔；待围护结构达到强度后，开挖第一层土方至支撑底标高，凿除地连墙至冠梁底标高，施工冠梁、混凝土支撑；
S6、基坑开挖及钢支撑施工：圆形基坑开挖，按照″先大后小″的原则，先开挖圆弧形大基坑，待开挖到底后，再开挖负三层小基坑；按照″先弧形段再标准段″，弧形段土方开挖一层，标准段土方对应开挖一层，弧形段和标准段交替开挖；
S7、主体结构施工：车站主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，采用明挖顺作法施工，施工时遵循″纵向分段，水平分层，从下至上″的施工原则。
进一步的，所述S2中的水泥搅拌桩施工包括槽壁加固搅拌桩、基底加固搅拌桩以及基坑阳角加固搅拌桩；所述槽壁加固搅拌桩采用双排Φ650mm@450mm，共计三组：大里程端、小里程端80组和中间圆弧部分；所述基底加固搅拌桩采用Φ850mm@600mm，抽条加固；所述基坑阳角加固搅拌桩采用Φ650mm@450mm，共5个位置，圆弧与标准段阳角共4处，标准段阳角1处。
进一步的，当场地围蔽后，先槽壁加固施工，基坑阳角就近与槽壁加固搅拌桩一同施工；待地连墙施工剩余1/4时基底加固开始施工；通过水泥搅拌桩的试桩，确定主要施工工艺参，确定最佳的搅拌次数进尺速度，确定不同地层的水泥用量、水灰比、泵送压力及施工工艺。
进一步的，所述S3中导墙施工采用100＊100mm方木，设置3道，间距2000mm，模板采用18mm厚木模板。
进一步的，所述S3中导墙施工包括圆形车站导墙控制和弧形地连墙处的控制；具体包括：转角处的导墙，根据成槽机抓斗大小，将导墙外伸一定距离，满足成槽机抓斗空间要求；弧形地连墙部分采用折角模拟弧形部分，弧形地连墙部分具有明显的转角特征，施做导墙时，将每个转角的坐标精准地放样，按照转角施做导墙。
进一步的，所述S4中地下连续墙施工采用以下控制措施：结合导墙的施工情况，适当外放尺寸，保证地连墙在折角处顺利成槽，采用跳槽施工；成槽过程中检查垂直度，及时纠偏，使得成槽连续，控制成槽的速度；钢筋笼吊装及精准定位控制采用以下措施：异形地连墙钢筋笼吊装过程中采取桁架筋、加固筋来加固；控制钢筋笼的定位位置，下放钢筋笼后，及时复核钢筋笼。
进一步的，所述S6中基坑开挖及钢支撑施工采取以下控制措施：弧形段基坑，按照″先撑后挖″的原则，弧形支撑按照先开挖四周混凝土支撑作业面，再开挖圆弧中心作业面；标准段基坑，以标准段与弧形基坑交界处为基准线，″由远及近″开挖；石方基坑每层开挖深度按照土钉的分层高度，逐层开挖。
进一步的，所述S6中基坑开挖及钢支撑施工包括圆弧段车站侧墙施工，主要施工顺序为″浇筑底板及侧墙腋脚以上300mm→拆除第三道混凝土支撑→浇筑第1次侧墙→做侧墙钢换撑→拆除第二道混凝土支撑→浇筑第2次侧墙→搭设盘扣支架→浇筑顶板(封顶)→回填→拆除第一道混凝土支撑″，圆弧段侧墙，共分为多个施工段。
进一步的，在所述S7中主体结构施工中：当车站为地下三层岛式建筑，包括标准段和弧形站厅部分，将主体结构分为分4个断面：
(1)A-A断面，小里程端头井断面，三层两跨结构；
(2)B-B断面，标准断面，三层两跨结构；
(3)C-C断面，圆弧扩大断面：
a、标准段范围为三层两跨结构，b、圆弧段范围为单层结构；
(4)D-D断面，大里程端头井断面，三层两跨结构。
进一步的，在所述S7中主体结构施工中：纵向分段原则：环向施工缝布置在纵向柱距1/4～1/3附近，避开主体结构与风亭、出入口接口位置、避开结构预留孔洞位置；车站结构共分10段，平均每段长度25m；水平分层，从下至上原则：底板水平施工缝设置在底板上400mm处，中板下施工缝设置于倒角下25cm位置，顶板下施工缝设置倒角下25cm位置，环向施工缝每段设置一处，各层结构板内不设置水平纵向施工缝。
有益效果：1)本发明减少了基坑无支撑暴露时间和空间，提高施工的安全性；2)本发明降低了圆形地下连续墙，圆形主体结构的施工难度；3)本发明降低了圆形部分与直线段站体连接段施工难度；4)本发明合理考虑盾构接收和盾构始发；5)本发明提高了施工效率，缩短了施工工期。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明施工的地基加固及地连墙槽壁平面图；
图2为本发明施工的地连墙分布示意图；
图3为本发明施工的基坑分段示意图；
图4为本发明施工的主体结构平面示意图；
图5为本发明车站施工的主体结构A-A断面示意图；
图6为本发明车站施工的主体结构B-B断面示意图；
图7为本发明车站施工的主体结构C-C断面示意图；
图8为本发明车站施工的主体结构D-D断面示意图；
图9为本发明适用于超大圆形地铁车站的施工方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
参见图9：一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
S1、管线迁改及场地整平；
S2、水泥搅拌桩施工：结合车站的总体部署，分阶段实施搅拌桩施工，为基坑开挖工作提供条件，在施工过程中采用跳桩施工顺序；
S3、导墙施工：当槽壁加固完成达到设计强度后进行导墙施工；
S4、地下连续墙施工：采用成槽机成槽，泥浆护壁，钢筋笼在加工平台上一次焊接加工成型，整体下放入槽，待槽壁加固强度达到设计要求后，进行地连墙施工；
S5、冠梁、钢筋混凝土支撑施工：钻孔桩施工，钢筋笼在加工平台上一次焊接加工成型，整体吊放入孔；待围护结构达到强度后，开挖第一层土方至支撑底标高，凿除地连墙至冠梁底标高，施工冠梁、混凝土支撑；
S6、基坑开挖及钢支撑施工：圆形基坑开挖，按照″先大后小″的原则，先开挖圆弧形大基坑，待开挖到底后，再开挖负三层小基坑；按照″先弧形段再标准段″，弧形段土方开挖一层，标准段土方对应开挖一层，弧形段和标准段交替开挖；
S7、主体结构施工：车站主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，采用明挖顺作法施工，施工时遵循″纵向分段，水平分层，从下至上″的施工原则。
在一具体实例中，所述S2中的水泥搅拌桩施工包括槽壁加固搅拌桩、基底加固搅拌桩以及基坑阳角加固搅拌桩；所述槽壁加固搅拌桩采用双排Φ650mm@450mm，共计三组：大里程端、小里程端80组和中间圆弧部分；所述基底加固搅拌桩采用Φ850mm@600mm，抽条加固；所述基坑阳角加固搅拌桩采用Φ650mm@450mm，共5个位置，圆弧与标准段阳角共4处，标准段阳角1处；当场地围蔽后，先槽壁加固施工，基坑阳角就近与槽壁加固搅拌桩一同施工；待地连墙施工剩余1/4时基底加固开始施工；通过水泥搅拌桩的试桩，确定主要施工工艺参，确定最佳的搅拌次数进尺速度，确定不同地层的水泥用量、水灰比、泵送压力及施工工艺。
在一具体实例中，所述S3中导墙施工采用100＊100mm方木，设置3道，间距2000mm，模板采用18mm厚木模板，所述S3中导墙施工包括圆形车站导墙控制和弧形地连墙处的控制；具体包括：转角处的导墙，根据成槽机抓斗大小，将导墙外伸一定距离，满足成槽机抓斗空间要求；弧形地连墙部分采用折角模拟弧形部分，弧形地连墙部分具有明显的转角特征，施做导墙时，将每个转角的坐标精准地放样，按照转角施做导墙。
在一具体实例中，所述S4中地下连续墙施工采用以下控制措施：结合导墙的施工情况，适当外放尺寸，保证地连墙在折角处顺利成槽，采用跳槽施工；成槽过程中检查垂直度，及时纠偏，使得成槽连续，控制成槽的速度；钢筋笼吊装及精准定位控制采用以下措施：异形地连墙钢筋笼吊装过程中采取桁架筋、加固筋来加固；控制钢筋笼的定位位置，下放钢筋笼后，及时复核钢筋笼。
在一具体实例中，所述S6中基坑开挖及钢支撑施工采取以下控制措施：弧形段基坑，按照″先撑后挖″的原则，弧形支撑按照先开挖四周混凝土支撑作业面，再开挖圆弧中心作业面；标准段基坑，以标准段与弧形基坑交界处为基准线，″由远及近″开挖；石方基坑每层开挖深度按照土钉的分层高度，逐层开挖；所述S6中基坑开挖及钢支撑施工包括圆弧段车站侧墙施工，主要施工顺序为″浇筑底板及侧墙腋脚以上300mm→拆除第三道混凝土支撑→浇筑第1次侧墙→做侧墙钢换撑→拆除第二道混凝土支撑→浇筑第2次侧墙→搭设盘扣支架→浇筑顶板(封顶)→回填→拆除第一道混凝土支撑″，圆弧段侧墙，共分为多个施工段。
在一具体实例中，在所述S7中主体结构施工中：当车站为地下三层岛式建筑，包括标准段和弧形站厅部分，将主体结构分为分4个断面：
(1)A-A断面，小里程端头井断面，三层两跨结构；
(2)B-B断面，标准断面，三层两跨结构；
(3)C-C断面，圆弧扩大断面：
a、标准段范围为三层两跨结构，b、圆弧段范围为单层结构；
(4)D-D断面，大里程端头井断面，三层两跨结构。
在一具体实例中，在所述S7中主体结构施工中：纵向分段原则：环向施工缝布置在纵向柱距1/4～1/3附近，避开主体结构与风亭、出入口接口位置、避开结构预留孔洞位置；车站结构共分10段，平均每段长度25m；水平分层，从下至上原则：底板水平施工缝设置在底板上400mm处，中板下施工缝设置于倒角下25cm位置，顶板下施工缝设置倒角下25cm位置，环向施工缝每段设置一处，各层结构板内不设置水平纵向施工缝。
在具体实现中，如图1所示，水泥搅拌桩施工：槽壁加固搅拌桩采用双排Φ650mm@450mm，搅拌桩深度均为基底以下1m。计划分为三个部分施工，大里程端158组，小里程端80组，中间圆弧部分192组，共430组。基底加固搅拌桩采用Φ850mm@600mm，抽条加固，搅拌桩深度为基底以下3m，8个条幅，每个条幅加固区预计74组搅拌桩，共592组。基坑阳角加固搅拌桩采用Φ650mm@450mm，共5个位置，搅拌桩深度为基底以下3m，圆弧与标准段阳角共4处(平均4000＊5445mm)，预计160组，标准段阳角1处(平均2000＊3000mm)，预计11组，共171组。
如图2所示，地下连续墙施工：车站三层部分采用1200mm厚地连墙围护结构、两层圆形站厅部分采用800mm厚地连墙围护结构。导墙采用C20混凝土，地连墙采用C35P8防水混凝土灌注，共设置了62幅地连墙，最大墙深50m。
如图3所示，地铁基坑施工：整体分为10段，第5～8段为圆弧段，开挖一共分为3个阶段。
第一阶段：场地平整，由原地面开挖至第一道混凝土支撑底，自东西两端场地相向开挖；
第二阶段：基坑开挖，由第一道支撑底开挖至圆形基坑底，圆弧段按照″四周向中心″的开挖方向，标准段开挖方向为自西向东，标准段开挖方向为自东向西；
第三阶段：基坑开挖，由圆形基坑底开挖至负三层基坑底，即负三层基坑开挖，负三层按照″两端向中心″的开挖方向，标准段开挖方向为自西向东，标准段开挖方向为自东向西；
如图4～8所示，将主体结构分为分4个断面：
①A-A断面，小里程端头井断面，三层两跨结构，跨度为25m，最大层高为6460mm，底板厚度为1100mm，负三层顶板厚400mm，侧墙厚1000mm，负二层顶板厚800mm，侧墙厚800mm，负一层顶板厚800mm，侧墙厚800mm；
②B-B断面标准断面，三层两跨结构，跨度为21m，最大层高为6460mm，底板厚度为1100mm，负三层顶板厚400mm，侧墙厚1000mm，负二层顶板厚800mm，侧墙厚800mm，负一层顶板厚800mm，侧墙厚800mm；
③C-C断面，圆弧扩大断面，a、标准段范围为三层两跨结构，跨度为21m，最大层高为6826mm，底板厚度为1100mm，负三层顶板厚400mm，侧墙厚1000mm，负二层顶板厚800mm，圆柱直径1400mm，负一层顶板厚100mm，侧墙厚800mm，b、圆弧段范围为单层结构，最大跨度为82m，最大层高为14m，侧墙分为1200mm、800mm厚；
④D-D断面，大里程端头井断面，三层两跨结构，跨度为24m，最大层高为9870mm，底板厚度为1100mm，负三层顶板厚400mm，侧墙厚1000mm，负二层顶板厚800mm，侧墙厚800mm，负一层顶无顶板，侧墙厚800mm。
综上所述，本实施例的超大圆形车站基坑，按照″开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖″的原则进行施工，减少基坑无支撑暴露时间和空间；弧形车站的主体结构施工，采用设置满堂支架，环形部分先施工中间主体，再施工两侧边墙；主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，采用明挖顺作法施工，按照纵向分段，水平分层，从下至上进行施工；主体结构采用盘扣支架体系，解决了现有技术中施工速度慢，弧形车站主体结构施工难度大的问题，具有缩短新建车站的施工工期，保证了施工的安全，压缩交通疏解的次数，经济效益明显。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：
S1、管线迁改及场地整平；
S2、水泥搅拌桩施工：结合车站的总体部署，分阶段实施搅拌桩施工，为基坑开挖工作提供条件，在施工过程中采用跳桩施工顺序；
S3、导墙施工：当槽壁加固完成达到设计强度后进行导墙施工；
S4、地下连续墙施工：采用成槽机成槽，泥浆护壁，钢筋笼在加工平台上一次焊接加工成型，整体下放入槽，待槽壁加固强度达到设计要求后，进行地连墙施工；
S5、冠梁、钢筋混凝土支撑施工：钻孔桩施工，钢筋笼在加工平台上一次焊接加工成型，整体吊放入孔；待围护结构达到强度后，开挖第一层土方至支撑底标高，凿除地连墙至冠梁底标高，施工冠梁、混凝土支撑；
S6、基坑开挖及钢支撑施工：圆形基坑开挖，按照″先大后小″的原则，先开挖圆弧形大基坑，待开挖到底后，再开挖负三层小基坑；按照″先弧形段再标准段″，弧形段土方开挖一层，标准段土方对应开挖一层，弧形段和标准段交替开挖；
S7、主体结构施工：车站主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，采用明挖顺作法施工，施工时遵循″纵向分段，水平分层，从下至上″的施工原则。
2.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，所述S2中的水泥搅拌桩施工包括槽壁加固搅拌桩、基底加固搅拌桩以及基坑阳角加固搅拌桩；所述槽壁加固搅拌桩采用双排Φ650mm@450mm，共计三组：大里程端、小里程端80组和中间圆弧部分；所述基底加固搅拌桩采用Φ850mm@600mm，抽条加固；所述基坑阳角加固搅拌桩采用Φ650mm@450mm，共5个位置，圆弧与标准段阳角共4处，标准段阳角1处。
3.根据权利要求2所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，当场地围蔽后，先槽壁加固施工，基坑阳角就近与槽壁加固搅拌桩一同施工；待地连墙施工剩余1/4时基底加固开始施工；通过水泥搅拌桩的试桩，确定主要施工工艺参，确定最佳的搅拌次数进尺速度，确定不同地层的水泥用量、水灰比、泵送压力及施工工艺。
4.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，所述S3中导墙施工采用100＊100mm方木，设置3道，间距2000mm，模板采用18mm厚木模板。
5.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，所述S3中导墙施工包括圆形车站导墙控制和弧形地连墙处的控制；具体包括：转角处的导墙，根据成槽机抓斗大小，将导墙外伸一定距离，满足成槽机抓斗空间要求；弧形地连墙部分采用折角模拟弧形部分，弧形地连墙部分具有明显的转角特征，施做导墙时，将每个转角的坐标精准地放样，按照转角施做导墙。
6.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，所述S4中地下连续墙施工采用以下控制措施：结合导墙的施工情况，适当外放尺寸，保证地连墙在折角处顺利成槽，采用跳槽施工；成槽过程中检查垂直度，及时纠偏，使得成槽连续，控制成槽的速度；钢筋笼吊装及精准定位控制采用以下措施：异形地连墙钢筋笼吊装过程中采取桁架筋、加固筋来加固；控制钢筋笼的定位位置，下放钢筋笼后，及时复核钢筋笼。
7.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，所述S6中基坑开挖及钢支撑施工采取以下控制措施：弧形段基坑，按照″先撑后挖″的原则，弧形支撑按照先开挖四周混凝土支撑作业面，再开挖圆弧中心作业面；标准段基坑，以标准段与弧形基坑交界处为基准线，″由远及近″开挖；石方基坑每层开挖深度按照土钉的分层高度，逐层开挖。
8.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，所述S6中基坑开挖及钢支撑施工包括圆弧段车站侧墙施工，主要施工顺序为″浇筑底板及侧墙腋脚以上300mm→拆除第三道混凝土支撑→浇筑第1次侧墙→做侧墙钢换撑→拆除第二道混凝土支撑→浇筑第2次侧墙→搭设盘扣支架→浇筑顶板→回填→拆除第一道混凝土支撑″，圆弧段侧墙，共分为多个施工段。
9.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，在所述S7中主体结构施工中：当车站为地下三层岛式建筑，包括标准段和弧形站厅部分，将主体结构分为分4个断面：
(1)A-A断面，小里程端头井断面，三层两跨结构；
(2)B-B断面，标准断面，三层两跨结构；
(3)C-C断面，圆弧扩大断面：
a、标准段范围为三层两跨结构，b、圆弧段范围为单层结构；
(4)D-D断面，大里程端头井断面，三层两跨结构。
10.根据权利要求1所述的适用于超大圆形地铁车站的施工方法，其特征在于，在所述S7中主体结构施工中：纵向分段原则：环向施工缝布置在纵向柱距1/4～1/3附近，避开主体结构与风亭、出入口接口位置、避开结构预留孔洞位置；车站结构共分10段，平均每段长度25m；水平分层，从下至上原则：底板水平施工缝设置在底板上400mm处，中板下施工缝设置于倒角下25cm位置，顶板下施工缝设置倒角下25cm位置，环向施工缝每段设置一处，各层结构板内不设置水平纵向施工缝。
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CN103590425A (zh) * 2013-11-28 2014-02-19 中铁二十局集团第五工程有限公司 一种泥炭质软土地层地铁车站施工工艺
CN108625375A (zh) * 2018-06-26 2018-10-09 北京市政建设集团有限责任公司 一种基坑放坡开挖施工顺序及施工方法
CN109653212A (zh) * 2019-01-31 2019-04-19 长江勘测规划设计研究有限责任公司 临近高速铁路的不规则深基坑群综合支护结构及施工方法
US20190309497A1 (en) * 2016-07-15 2019-10-10 Mark Robert Edmund CURTIS Precast Concrete Panels Used as Surface Lining of Perimeter Surfaces of Excavations

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