一種擴建盾構施工地鐵車站的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種擴建盾構施工地鐵車站的方法，屬于地下工程非開挖技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟發展和城市化水平提高，交通問題已經成為制約城市發展的關鍵問題，亟需解決。盾構法地鐵作為城市公共交通網絡的重要組成部分，對緩解交通堵塞、提高城市發展速度、提升城市的現代化水平發揮著巨大的作用。但是由于盾構區間距離短，車站數量多，盾構往往必須等待車站完工后才能轉場，導致非正常掘進時間過多，盾構設備利用率偏低，造成工期延誤現象，增加施工成本，因此盾構車站是制約地鐵施工周期和成本的主要因素。
[0003]目前，地鐵車站的常用的施工方法包括明挖法、蓋挖法和暗挖法等。明挖法適用于寬闊的施工場地，對城市生活干擾大，長時間阻斷交通，噪聲及震動等對環境的影響。蓋挖法板墻柱施工接頭較多，需進行防水處理，出土不方便，工效低，施工速度慢。暗挖法施工工期較長，地層沉陷對相鄰建筑物安全性的影響較大，施工風險大，工程造價也很高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決現有技術的不足，并提供一種擴建盾構施工地鐵車站的方法，該方法具有施工效率高、工序簡單的特點，大大減小了車站開挖對城市環境影響，提高盾構地鐵施工效率，節約施工成本，并且能適應城市淺埋復雜地質條件，使用該方法建筑的地鐵車站結構強度高，支護安全可靠。
[0005]實現本發明目的所采用的技術方案為，一種擴建盾構施工地鐵車站的方法，包括如下步驟:
[0006](I)采用盾構法施工地鐵車站預留地下空間形成盾構隧道，盾構隧道由盾構管片支撐，在盾構隧道中施工底部支撐基礎、中隔墻和頂部臨時支撐，在盾構隧道兩側通過頂管法頂進2根管徑小于盾構隧道直徑的管道作為工作管；
[0007](2)在頂部臨時支撐上搭建頂管工作平臺并安裝頂管設備，在盾構管片頂片上鉆孔切割并安裝孔口裝置作為頂管機始發端，在兩根工作管上對應位置鉆孔切割形成頂管機接收端，通過頂管設備采用曲線頂管法沿盾構隧道軸向向盾構隧道兩側并排施工2根以上頂部支護管道，沿盾構隧道軸向平行排布的各頂部支護管道構成地鐵車站拱頂支撐結構；
[0008](3)在工作管內安裝豎向頂進設備，利用豎向頂進設備向兩根工作管下方的地層中垂直頂進2根以上相互平行的豎向支撐管，豎向支撐管均與工作管連通，沿盾構隧道軸向平行排布的各豎向支撐管構成地鐵車站側壁支撐結構；
[0009](4)向頂部支護管道、工作管和豎向支撐管內填充混凝土，形成地鐵車站內部支護結構；
[0010](5)沿盾構隧道軸向拆除位于頂部臨時支撐上方的盾構管片，將頂部臨時支撐延伸至與工作管相接，在地鐵車站拱頂支撐結構上施工拱頂初襯和拱頂二襯；
[0011](6)待拱頂二襯達到設計強度后，拆除位于盾構管片底片上方的盾構管片并對稱開挖兩側土體至達到地鐵車站設計標高，在地鐵車站側壁支撐結構上施工側墻初襯和側墻二襯，施工底板；
[0012](7)待側墻二襯達到設計強度后拆除頂部臨時支撐，施工地鐵車站內部結構，完成地鐵車站施工。
[0013]步驟(I)中在盾構隧道內施工底部支撐基礎、中隔墻、頂部臨時支撐、中部臨時支撐和底部臨時支撐，其中中部臨時支撐位于盾構隧道的水平中軸面上，底部臨時支撐位于盾構隧道的下部空間中。
[0014]步驟(6)中待拱頂二襯達到設計強度后拆除中部臨時支撐、底部臨時支撐和位于盾構管片底片上方的盾構管片。
[0015]步驟(2)中在頂部支護管道上預置注漿孔，頂部支護管道頂進完成后通過頂部支護管道的注漿孔向相鄰兩根頂部支護管道間的土體進行注漿加固，形成注漿加固區。
[0016]步驟(3)中豎向支撐管上沿軸向開設有斷口，斷口中焊接有槽鋼，槽鋼整體位于豎向支撐管中并且開口朝向斷口，豎向支撐管的外表面與斷口相對的位置上焊接有T型角鋼，T型角鋼嵌入槽鋼中形成鎖扣，將相鄰兩根豎向支撐管通過鎖扣連接并向鎖扣內注入密封漿液作為防水結構。
[0017]步驟(5)中施工拱頂初襯的具體內容為在地鐵車站拱頂支撐結構上施工頂部防水層并且錨固拱頂模板，施工拱頂二襯的具體內容為在拱頂模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土。
[0018]步驟￠)中施工側墻初襯的具體內容為在地鐵車站側壁支撐結構上施工側墻防水層并且錨固側墻模板，施工側墻二襯的具體內容為在側墻模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土，施工底板的具體內容為施工底部防水層并且錨固底部模板，在底部模板上綁扎鋼筋并饒筑混凝土。
[0019]由上述技術方案可知，本發明提供的擴建盾構施工地鐵車站的方法，采用頂管技術在盾構隧道兩側施工工作管，減小施工過程中的土體變形量；在隧道內采用曲線頂管法施工頂部支護管道將盾構管片與工作管連接，平行排布的各頂部支護管道構成地鐵車站拱頂支撐結構，一次開挖即可形成地鐵車站頂部支護結構，施工步驟更加簡潔；在工作管內向地層垂直頂進一排豎向支撐管，平行排布的各豎向支撐管構成地鐵車站側壁支撐結構；最后向頂部支護管道、工作管和豎向支撐管內注入混凝土，形成整個車站的支護結構，然后拆除盾構管片，施工拱頂初襯、拱頂二襯、側墻初襯、側墻二襯、底板和地鐵車站內部結構，完成地鐵車站施工。
[0020]與現有技術相比，本發明提供的施工方法具有如下優點:
[0021](I)采用盾構法直接過站，不需停工等待車站施工，提高了盾構設備的利用率；
[0022](2)地鐵車站內部的擴建通過施工工作管實現，由于工作管的頂進僅需在車站兩端施工小型頂管工作井，減小了城市土方開挖和施工場地，對城市交通干擾小；
[0023](3)在盾構隧道兩側采用頂管技術頂進工作管，作為頂部支護管道的接收管，相比于暗挖導洞法，其施工效率更高并且對周邊環境影響小；
[0024](4)地鐵車站的拱頂由地鐵車站拱頂支撐結構(頂部支護管道組)、拱頂初襯和拱頂二襯構成，相比于側部和底部，拱頂上方土體較薄因此強度小于車站側部和底部，在現有拱頂初襯和拱頂二襯的結構上增加頂部支護管道組，可大大提升拱頂的強度，并且頂部支護管道之間注漿加固形成注漿加固區，一方面增大頂部支護管道管間強度，同時起到良好的防水效果；
[0025](5)采用曲線頂管法頂進頂部支護管道，因此形成的地鐵車站拱頂支撐結構呈上拱曲線狀，曲線狀增加了頂部支護管道的受力面積同時擴大了車站空間，并且頂部支護管道的受力更加合理；
[0026](6)地鐵車站的側壁由地鐵車站側壁支撐結構(豎向支撐管組)、側墻初襯和側墻二襯構成，地鐵車站側壁主要承受來自側向土體的擠壓作用，作用力較大時可能造成側墻襯砌出現裂紋，本發明針對上述事實采用側壁三層襯砌結構，在現有側墻初襯和側墻二襯的結構上增加豎向支撐管組，可大大提升側壁的強度，并且豎向支撐管之間通過注漿鎖扣連接，一方面增大豎向支撐管管間強度，同時起到良好的防水效果，可用于富水地層的管間止水，因此本方法不需額外的為止水而進行的降水作業，豎向支撐管與頂部支護管連為一體，起到支撐頂部結構的作用，減小兩側土體開挖變形；
[0027](7)所有管件(頂部支護管道、工作管和豎向支撐管)中均填充混凝土，結構剛度大，穩定性好，減小后續車站開挖引起的周圍土體變形；
[0028](8)本發明提供的初襯、二襯以及底板采用內設防水層并且模板上綁扎鋼筋并澆筑混凝土的結構，防水層起到二次防水的作用，模板、鋼筋與混凝土澆注形成的結構剛度大，穩定性好同時具有良好耐久性。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明提供的擴建盾構施工地鐵車站的方法的施工原理圖。
[0030]圖2為圖1的A-A剖面圖。
[0031]圖3為圖1的B-B剖面圖。
[0032]圖4為盾構隧道和施工兩側工作管的示意圖。
[0033]圖5為曲線頂管法施工頂部支護管道的示意圖。
[0034]圖6為施工豎向支撐管的示意圖。
[0035]圖7為填充混凝土的示意圖。
[0036]圖8為施工拱頂初襯和拱頂二襯的示意圖。
[0037]圖9為開挖兩側土體至達到地鐵車站設計標高的示意圖。
[