CN113529792A - 一种地铁车站施工方法、基坑开挖方法及基坑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地铁车站施工方法、基坑开挖方法及基坑。地铁车站施工方法，包括以下步骤：（1）将地铁车站沿其长度方向分割成若干个呈矩形的子单元；（2）采用竖井掘进机对各个子单元掘进施工，在掘进过程中施工混凝土侧墙和临时侧壁，同时在两个混凝土侧墙之间施工内支撑，和/或混凝土侧墙与临时侧壁之间施工内支撑；（3）在混凝土侧墙施工至设定高度时，在混凝土侧墙的顶部施工临时挡墙；（4）继续掘进至基坑的设定深度，停止掘进，将竖井掘进机从基坑内退出；（5）由下向上依次施工混凝土底板、混凝土中板以及混凝土顶板，并由下向上依次拆除内支撑；（6）拆除临时挡墙、临时侧壁以及剩余内支撑，恢复地面。

Description

一种地铁车站施工方法、基坑开挖方法及基坑

技术领域

本发明涉及一种地铁车站施工方法、基坑开挖方法及基坑。

背景技术

为保证基坑的安全，基坑支护结构形式主要分为围护结构+内支撑体系、围护结构+锚索、放坡+土钉支护等形式。放坡+土钉支护适用于场地比较开阔的工程项目，对于城市地铁项目，由于场地较为狭小，多采用围护结构+内支撑体系、围护结构+锚索两种形式。

在项目完成之后，由于围护桩永久留在土体里，成为建筑垃圾，不仅造成资源的浪费，而且还会造成地层污染，甚至还影响着远期临近项目的实施，需要花费更大的代价去处理，增加后期施工成本；此外，使用较多的混凝土，会增加原石的开采量，进而增加了粉尘的产生，对环境造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地铁车站施工方法，以解决现有技术中的基坑支护结构需要将围护桩永久留在土体里，而造成资源浪费的技术问题；本发明的目的还在于提供一种基坑开挖方法及由该开挖方法开挖的基坑。

为实现上述目的，本发明基坑开挖方法的技术方案是：

基坑开挖方法，包括以下步骤：

1）将地铁车站沿其长度方向分割成若干个呈矩形的子单元；

2）采用竖井掘进机对各个子单元掘进施工，在掘进过程中施工混凝土侧墙，并在两个相邻的子单元之间施工临时侧壁，同时在两个混凝土侧墙之间施工内支撑，和/或混凝土侧墙与临时侧壁之间施工内支撑；

3）在混凝土侧墙施工至设定高度时，在混凝土侧墙的顶部施工临时挡墙；

4）继续掘进至基坑的设定深度，停止掘进，将竖井掘进机从基坑内退出。

有益效果是：本发明的基坑开挖方法，不需要使用围护桩，不仅避免了围护桩成孔过程中泥浆护壁对地层的污染，而且减少了建筑垃圾；同时临时侧壁可以重复利用和不使用围护桩，减少了工程投资，降低了工程成本。此外，减少混凝土的使用，能够减少对原石的开采及粉碎，减少了扬尘，降低了对环境的影响。

作为进一步的改进，混凝土侧墙和临时挡墙为现场浇注成型或预制成型。

作为进一步的改进，在步骤2）中，在对各子单元掘进施工之前，先对各子单元施工定位导槽。

有益效果是：定位导槽能够对竖井掘进机的下部定位，有利于竖直掘进机的安装和沿竖直方向掘进。

作为进一步的改进，在步骤4）中，在基坑的底部回填素砼，或者在基坑的底部有水时，先将水排出，再回填素砼。

有益效果是：这样设计，能够实现基坑底部的找平，有利于混凝土底板的施工。

本发明基坑的技术方案是：

基坑，包括：

子单元，子单元呈矩形且设置有多个，所有的子单元沿地铁车站的长度方向依次布置；

混凝土侧墙，设置在相应子单元内并紧贴基坑的坑壁设置；

临时挡墙，连接在混凝土侧墙的上方；

临时侧壁，设置在相邻两个子单元之间，以分割相邻两个子单元；

内支撑，设置在相应子单元的两个混凝土侧墙之间和/或混凝土侧墙与临时侧壁之间。

本发明地铁车站施工方法的技术方案是：

地铁车站施工方法，包括以下步骤：

1）将地铁车站沿其长度方向分割成若干个呈矩形的子单元；

2）采用竖井掘进机对各个子单元掘进施工，在掘进过程中施工混凝土侧墙，并在两个相邻的子单元之间施工临时侧壁，同时在两个混凝土侧墙之间施工内支撑，和/或混凝土侧墙与临时侧壁之间施工内支撑；

3）在混凝土侧墙施工至设定高度时，在混凝土侧墙的顶部施工临时挡墙；

4）继续掘进至基坑的设定深度，停止掘进，将竖井掘进机从基坑内退出；

5）在各子单元内由下向上依次施工混凝土底板、混凝土中板以及混凝土顶板，在该过程中，由下向上依次拆除内支撑；

6）拆除临时挡墙、临时侧壁以及剩余内支撑，恢复地面。

有益效果是：本发明的地铁车站施工方法，不需要使用围护桩，不仅避免了围护桩成孔过程中泥浆护壁对地层的污染，而且减少了建筑垃圾；同时临时侧壁可以重复利用和不使用围护桩，减少了工程投资，降低了工程成本。此外，减少混凝土的使用，能够减少对原石的开采及粉碎，减少了扬尘，降低了对环境的影响。

作为进一步的改进，混凝土侧墙和临时挡墙为现场浇注成型或预制成型。

作为进一步的改进，在步骤2）中，在对各子单元掘进施工之前，先对各子单元施工定位导槽。

有益效果是：定位导槽能够对竖井掘进机的下部定位，有利于竖直掘进机的安装和沿竖直方向掘进。

作为进一步的改进，在步骤4）中，在基坑的底部回填素砼，或者在基坑的底部有水时，先将水排出，再回填素砼。

有益效果是：这样设计，能够实现基坑底部的找平，有利于混凝土底板的施工。

作为进一步的改进，在步骤5）中，施工一个混凝土中板（15），以形成两层车站。

附图说明

图1为本发明实施例1中本发明地铁车站的俯视图；

图2为图1的截面图；

图3为本发明实施例1中将地铁车站分成若干个呈矩形的子单元的俯视图；

图4为本发明实施例1中在地面上开挖定位导槽的断面图；

图5为本发明实施例1中施工混凝土侧墙、临时侧壁并安装竖井掘进机的断面图；

图6为本发明实施例1中边开挖边架设内支撑并加接混凝土侧墙、临时侧壁的断面图；

图7为本发明实施例1中继续边开挖边架设内支撑并加接混凝土侧墙、临时侧壁的断面图；

图8为本发明实施例1中开挖到一定深度在混凝土侧墙顶部加接临时挡墙的断面图；

图9为本发明实施例1中将子单元的基坑开挖至设计深度的断面图；

图10为本发明实施例1中在基坑的底部回填素砼的断面图；

图11为本发明实施例1中将各子单元的基坑全部开挖完成的俯视图；

图12为本发明实施例1中在相邻两个子单元的混凝土侧墙处接缝处理的俯视图；

图13为本发明实施例1中施工混凝土底板的断面图；

图14为本发明实施例1中施工混凝土中板和混凝土立柱的断面图；

图15为本发明实施例1中施工混凝土顶板的断面图；

图16为本发明实施例1中拆除临时侧壁、临时挡墙并恢复路面的断面图；

图17为本发明实施例2中混凝土侧墙和临时挡墙的断面图；

图18为本发明实施例2中混凝土底板和混凝土中板在基坑内施工的断面图；

图19为本发明实施例2中预制拼装法施工完成后的断面图；

图1至图16中：11、混凝土立柱；12、混凝土侧墙；13、隧道；14、混凝土底板；15、混凝土中板；16、混凝土顶板；17、地面；18、子单元；19、定位导槽；20、竖井掘进机；21、甩筋；22、开挖面；23、内支撑；24、临时挡墙；25、素砼；26、临时侧壁；27、接缝；

图17至图19中：31、混凝土侧墙；32、临时挡墙；33、混凝土底板；34、混凝土立柱；35、混凝土中板；36、混凝土顶板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“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这种实际的关系或者顺序。而且，术语“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，或者是还包括为这种过程、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……”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。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明地铁车站施工方法的实施例1：

地铁车站的最终结构如图1和图2所示，地铁车站在地面17下方，地铁车站为两层，地铁车站包括混凝土底板14、混凝土中板15、混凝土顶板16以及混凝土侧墙12；在混凝土底板14和混凝土中板15之间以及混凝土中板15和混凝土顶板16之间均有混凝土立柱11，混凝土立柱11沿地铁车站的长度方向间隔布置。其中，在地铁车站的两端设有隧道13。

本实施例中，地铁车站采用明挖法施工，具体施工步骤如下：

（1）如图3所示，把地铁车站沿其长度方向划分成若干个呈矩形的子单元18，子单元18为20×20m的矩形结构，子单元的边长浮动范围≤±5m，即各子单元的边长可以不相同。

（2）如图4所示，对各子单元18开挖施工定位导槽19，定位导槽19能够对竖井掘进机20的下部定位，有利于竖直掘进机的安装和沿竖直方向掘进。其中，定位导槽19的槽底为开挖面22。

（3）如图5所示，在定位导槽19内施工混凝土侧墙12、临时侧壁26，并安装竖井掘进机20，其中，混凝土侧墙12的上部设有甩筋21，以便于混凝土侧墙12的加接。应当说明的是，竖井掘进机20为现有技术中能够挖掘方形断面的掘进机，在此不再具体说明。

（4）如图6所示，一边通过竖井掘进机20开挖，一边加接混凝土侧墙12、临时侧壁26，并在两个混凝土侧墙12之间施工内支撑23，混凝土侧墙12与临时侧壁26之间施工内支撑23，内支撑23能够保证混凝土侧墙12和临时侧壁26的稳定性。其中，临时侧壁26为钢侧壁，且相邻两个子单元18之间设有两个临时侧壁26，即相邻两个子单元18不共用临时侧壁26。

（5）如图7所示，继续边开挖边加接混凝土侧墙12、临时侧壁26，并在两个混凝土侧墙12之间施工内支撑23，混凝土侧墙12与临时侧壁26之间施工内支撑23。应当说明的是，混凝土侧墙12、临时侧壁26靠重力下移。

（6）如图8所示，开挖到一定的深度，即混凝土侧墙12加接至设定高度时，在混凝土侧墙12的顶部加接临时挡墙24。其中，临时挡墙24为混凝土挡墙。

（7）如图9所示，继续掘进至基坑的设定深度，停止掘进，此时混凝土侧墙12完全没入地面，且混凝土侧墙12距离地面设定距离。

（8）如图10所示，在基坑的底部回填素砼25，并将竖井掘进机20从基坑内退出，其中，可以先回填素砼25再退出竖井掘进机20，也可以先退出竖井掘进机20再回填素砼25。至此，完成基坑的开挖。应当说明的是，如果基坑的底部有水，需先将水排出，再回填素砼25，素砼25为不带钢筋的混凝土，其能够实现基坑底部的找平，有利于混凝土底板14的施工。

（9）如图11和图12所示，将各个子单元18的基坑均开挖至设定深度后，在相邻两个子单元18的混凝土侧墙12处施工接缝27并做防水处理。其中，所有的子单元18由一台竖井掘进机依次开挖。在其他实施例中，所有的子单元可以由两台以上的竖井掘进机进行开挖。

（10）如图13所示，在素砼25上方施工各子单元18的混凝土底板14。

（11）如图14所示，先拆内支撑23，再施工混凝土中板15和混凝土立柱11。

（12）如图15所示，先拆内支撑23，再施工混凝土顶板16；之后，拆除临时侧壁26，并在相邻两个子单元18的混凝土底板14、混凝土中板15以及混凝土顶板16的连接处施工接缝。

（13）如图16所示，拆除剩余内支撑23，凿除临时挡墙24，恢复管线及地面17。完成地铁车站的施工。

本实施例中，上述的混凝土侧墙12、临时挡墙24、混凝土底板14、混凝土中板15、混凝土顶板16以及混凝土立柱11均现场浇注成型。

本发明的地铁车站施工方法，不需要使用围护桩，不仅避免了围护桩成孔过程中泥浆护壁对地层的污染，而且减少了建筑垃圾；同时临时侧壁可以重复利用和不使用围护桩，减少了工程投资，降低了工程成本。此外，减少混凝土的使用，能够减少对原石的开采及粉碎，减少了扬尘，降低了对环境的影响。

本发明地铁车站施工方法的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，混凝土侧墙12、临时挡墙24、混凝土底板14、混凝土中板15、混凝土顶板16以及混凝土立柱11均现场浇注成型。本实施例中，如图17至图19所示，混凝土侧墙31、临时挡墙32、混凝土底板33、混凝土中板35、混凝土顶板36以及混凝土立柱34均预制成型，其中，混凝土侧墙31和临时挡墙32由预制管节拼装而成。采用预制拼装法施工，可以提高构件的浇筑质量，可以批量作业现场拼装，减少施工围挡范围及围挡时间等。

本发明地铁车站施工方法的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，在混凝土底板14和混凝土顶板16之间仅施工一个混凝土中板15，以形成两层车站。本实施例中，在混凝土底板和混凝土顶板之间施工两个混凝土中板，以形成三层车站。在其他实施例中，可以根据车站层数的需要，设置混凝土中板的数量。

本发明基坑开挖方法的实施例，本实施例中的基坑开挖方法与上述地铁车站施工方法的实施例1或2中的基坑开挖方法相同，在此不再说明。

本发明基坑的实施例，本实施例中的基坑是由上述地铁车站施工方法的实施例1或2中的基坑开挖方法得到的，在此不再说明。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.基坑开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将地铁车站沿其长度方向分割成若干个呈矩形的子单元（18）；

2）采用竖井掘进机（20）对各个子单元（18）掘进施工，在掘进过程中施工混凝土侧墙（12），并在两个相邻的子单元之间施工临时侧壁（26），同时在两个混凝土侧墙（12）之间施工内支撑（23），和/或混凝土侧墙（12）与临时侧壁（26）之间施工内支撑（23）；

3）在混凝土侧墙（12）施工至设定高度时，在混凝土侧墙（12）的顶部施工临时挡墙（24）；

4）继续掘进至基坑的设定深度，停止掘进，将竖井掘进机（20）从基坑内退出。

2.根据权利要求1所述的基坑开挖方法，其特征在于，混凝土侧墙（12）和临时挡墙（24）为现场浇注成型或预制成型。

3.根据权利要求1或2所述的基坑开挖方法，其特征在于，在步骤2）中，在对各子单元（18）掘进施工之前，先对各子单元（18）施工定位导槽（19）。

4.根据权利要求1或2所述的基坑开挖方法，其特征在于，在步骤4）中，在基坑的底部回填素砼（25），或者在基坑的底部有水时，先将水排出，再回填素砼（25）。

5.基坑，其特征在于，包括：

子单元（18），子单元（18）呈矩形且设置有多个，所有的子单元（18）沿地铁车站的长度方向依次布置；

混凝土侧墙（12），设置在相应子单元（18）内并紧贴基坑的坑壁设置；

临时挡墙（24），连接在混凝土侧墙（12）的上方；

临时侧壁（26），设置在相邻两个子单元（18）之间，以分割相邻两个子单元（18）；

内支撑（23），设置在相应子单元（18）的两个混凝土侧墙（12）之间和/或混凝土侧墙（12）与临时侧壁（26）之间。

6.地铁车站施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将地铁车站沿其长度方向分割成若干个呈矩形的子单元（18）；

2）采用竖井掘进机（20）对各个子单元（18）掘进施工，在掘进过程中施工混凝土侧墙（12），并在两个相邻的子单元之间施工临时侧壁（26），同时在两个混凝土侧墙（12）之间施工内支撑（23），和/或混凝土侧墙（12）与临时侧壁（26）之间施工内支撑（23）；

3）在混凝土侧墙（12）施工至设定高度时，在混凝土侧墙（12）的顶部施工临时挡墙（24）；

4）继续掘进至基坑的设定深度，停止掘进，将竖井掘进机（20）从基坑内退出；

5）在各子单元内由下向上依次施工混凝土底板（14）、混凝土中板（15）以及混凝土顶板（16），在该过程中，由下向上依次拆除内支撑（23）；

6）拆除临时挡墙（24）、临时侧壁（26）以及剩余内支撑（23），恢复地面（17）。

7.根据权利要求6所述的地铁车站施工方法，其特征在于，混凝土侧墙（12）、临时挡墙（24）、混凝土底板（14）、混凝土中板（15）以及混凝土顶板（16）为现场浇注成型或预制成型。

8.根据权利要求6或7所述的地铁车站施工方法，其特征在于，在步骤2）中，在对各子单元（18）掘进施工之前，先对各子单元（18）施工定位导槽（19）。

9.根据权利要求6或7所述的地铁车站施工方法，其特征在于，在步骤4）中，在基坑的底部回填素砼（25），或者在基坑的底部有水时，先将水排出，再回填素砼（25）。

10.根据权利要求6或7所述的地铁车站施工方法，其特征在于，在步骤5）中，施工一个混凝土中板（15），以形成两层车站。

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