CN112900487A - 地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，包括导洞预加固，注浆抬升既有车站，预支顶前期预备施工，设置预支顶。本发明在采用洞桩法施工新建地铁车站时通过超前预注浆加固导洞周围地层减小导洞开挖引起的既有车站应力损失，同时对既有车站进行了合理的抬升，为后续开挖预留沉降变形的空间，之后通过注浆抬升恢复导洞开挖过程中既有车站产生的沉降，最后设置丝杠顶紧既有车站，本发明不需要拆除丝杠及工字钢，可以避免拆除支撑所带来的应力变化，有效保证既有车站的长久稳定。本发明可将既有车站沉降控制在微小范围内从而满足工程要求，且施工工艺简单，施工难度小，可应用于未来站站密贴下穿工程中。
Description
技术领域
本发明属于地下结构施工技术领域，涉及地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，尤其涉及洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法。
背景技术
近年来轨道交通开始向立体化发展，在隧道及地下工程的设计理念上建立了地下立体互通理念，这使得上跨下穿既有线路的工程逐渐增多。对于目前国内外密贴下穿工程，主要为新建隧道密贴下穿既有隧道或既有车站工程和新建车站密贴下穿既有隧道工程，新建车站密贴下穿既有车站工程较少。为方便地铁线路之间的换乘，新建车站密贴下穿既有车站工程将会越来越多。新建车站下穿施工的结构断面相比新建隧道下穿施工明显增大，目前大跨度暗挖工艺主要为中洞法及交叉中隔墙法，然而这两种工法引起的沉降值较大。相比于这两种工法，洞桩法对沉降控制较好，结构受力条件好，可应用于地铁车站密贴下穿既有车站施工中。然而站站密贴下穿施工风险大，对既有车站沉降控制要求高，一般沉降要求控制在3mm之内，要保证在既有线路正常运营的条件下完成下穿段施工，还需采用辅助措施控制既有车站沉降。在以往的密贴下穿工程中，为恢复既有车站沉降通常在既有车站与新建车站之间的地层中进行注浆抬升，但两车站之间间距小将无法在两车站之间地层进行注浆抬升；为支撑既有车站从而减小既有车站的沉降常采用千斤顶支顶方法，该方法可在开挖车站中与CRD工法结合，也可在开挖隧道中与盾构相结合，但在施工过程中千斤顶需要拆除，然后进行后续施工步骤，这将使已经稳定的结构发生应力变化，增加施工风险，并且该方法无法为既有车站提供长久的支撑作用。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，尤其是洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，从而控制既有车站的沉降，使既有车站的沉降控制在微小范围内，并且能够保证既有车站长久稳定。
本发明的技术方案是：
地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，新建地铁车站采用洞桩法施工密贴下穿既有车站，所述施工方法包括以下步骤：
S1：导洞预加固：导洞开挖前采用深孔注浆超前预加固上导洞侧墙外地层、底板外地层和下导洞全断面地层；
S2：注浆抬升既有车站：采用台阶法开挖导洞，并施作导洞初期支护，在导洞开挖过程中通过注浆抬升恢复既有车站产生的沉降；
S3：预支顶前期预备施工：导洞全部贯通后，在下层边导洞内浇注条形基础，在下层中导洞内铺设底纵梁下防水板并浇注底纵梁，然后施作边桩和钢管柱，铺设防水层；
S4：设置预支顶：在上层中导洞内钢管柱之间设置1-3个支墩，在边桩顶部、钢管柱顶部以及支墩顶部安装丝杠，丝杠顶部安装工字钢纵梁，调节丝杠，使工字钢纵梁顶紧既有车站，完成预支顶结构的施工。
进一步地，所述预支顶结构的施工方法适用于新建地铁车站与既有车站重叠部分。
进一步地，所述新建地铁车站顶板与既有车站底板之间的距离不大于0.5m。
进一步地，所述步骤S1中注浆范围为上导洞侧墙及底板外地层1.5-2.0m，下导洞全断面地层1.5-2.0m。
进一步地，为了保证注浆浆液在地层中扩散效果和注浆质量，防止浆液从掌子面流出，注浆前在上台阶核心土范围外的掌子面设置止浆墙，厚度为300mm，采用C20喷射混凝土，并设双层A6@150x150钢筋网，对于第一道止浆墙另采用型钢支撑；同时打设
钢筋锚杆，每根长L＝2m，间距500×500mm，呈梅花形布置；导洞开设马头门时，可利用横通道初支作为止浆墙，无需再另施做止浆墙；之后采用后退式注浆，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.8MPa-1.0MPa。
进一步地，所述步骤S2中台阶法台阶长度3-5m。
进一步地，所述步骤S2通过注浆抬升恢复既有车站产生的沉降包括根据实际现场资料、导洞位置、既有车站与新建车站的相对位置、既有车站变形缝的位置以及密贴下穿施工对既有车站的主要影响区域，编制注浆抬升方案，根据导洞施工阶段进行分阶段注浆抬升，两条相邻变形缝之间的既有车站下方为一个注浆抬升阶段，如果变形缝超出密贴下穿施工的主要影响区域，以两条相邻变形缝之间的主要影响区域的既有车站下方为注浆抬升阶段，当某注浆抬升阶段的导洞开挖贯通后，在导洞侧壁上布置注浆孔，注浆抬升前在注浆抬升区域四周及底部采用深孔注浆设置止浆墙，止浆墙完成后采用可重复的袖阀管注浆工艺进行注浆抬升，以将既有车站沉降恢复至0mm左右为达到预计抬升效果，完成导洞侧面某注浆抬升阶段的注浆抬升。
进一步地，所述步骤S3中边桩和钢管柱采用人工挖孔方法，跳孔施工隔三挖一方法，边桩和钢管柱上方预埋钢板及锚筋，通过钢板与丝杠底部连接。
进一步地，所述步骤S4中所述丝杠在上层边导洞布置间距同边桩间距，即每根边桩上布置一道丝杠，上层中导洞每根钢管柱和每个支墩上布置一道丝杠。
进一步地，所述步骤S4中所述丝杠顶部与工字钢纵梁焊接连接。
本发明的有益成果是：本发明针对洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站所提出的预支顶结构可以控制既有车站沉降，使其控制在工程要求范围内。超前预注浆加固导洞周围地层可以减小导洞开挖引起的既有车站应力损失，同时对既有车站进行了合理的抬升，为后续开挖预留沉降变形的空间；注浆抬升依托已开挖的导洞进行，操作简单，根据施工进程灵活进行注浆抬升，可以有效恢复导洞开挖所引起的既有车站的沉降；预支顶结构可以减小密贴施工引起的既有车站沉降，有效保证既有车站的长久稳定，本发明不需要拆除丝杠及工字钢，可以避免拆除支撑所带来的应力变化。本发明施工工艺简单，施工难度小，可应用于未来站站密贴下穿工程中。
附图说明
图1为本发明的一个具体实施例中的新建地铁车站与既有车站断面图。
图2为本发明的一个具体实施例中的注浆抬升阶段示意图。
图3为本发明的一个具体实施例中某导洞注浆抬升阶段剖面示意图
图4为本发明的一个具体实施例中的边导洞设置丝杠+工字钢纵梁预支顶既有结构示意图。
图5为本发明的一个具体实施例中的中导洞设置丝杠+工字钢纵梁预支顶既有结构示意图。
图6为本发明的一个具体实施例中的边导洞丝杠、横梁纵向分布图。
图7为本发明的一个具体实施例中的中导洞丝杠、横梁纵向分布图。
附图标记说明：
既有车站1、丝杠2、条形基础3、底纵梁4、边桩5、钢管柱6、变形缝7、工字钢纵梁8、锚筋9、钢板10、支墩11。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图及具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
本发明实施例中的新建地铁车站采用八导洞洞桩法施工，所述新建车站顶板与既有车站1底板的距离为0.5m。
本发明实施例中的洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站1重叠段预支顶结构的施工方法，包括如下步骤：
S1：导洞预加固：导洞开挖前采用深孔注浆超前加固上导洞侧墙外地层、底板外地层和下导洞全断面地层。注浆范围为上导洞侧墙及底板外地层1.5m，下导洞全断面地层1.5m。为了保证注浆浆液在地层中扩散效果和注浆质量，防止浆液从掌子面流出，注浆前在上台阶核心土范围外的掌子面设置止浆墙，厚度为300mm，采用C20喷射混凝土，并设双层A6@150x150钢筋网，对于第一道止浆墙另采用型钢支撑保证稳定。同时打设
钢筋锚杆，每根长L＝2m，间距500×500mm，呈梅花形布置。导洞开设马头门时，可利用横通道初支作为止浆墙，无需再另施做止浆墙。之后采用后退式注浆，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.8MPa-1.0MPa。
S2：注浆抬升既有车站：采用台阶法开挖导洞，台阶长度5m，并施作导洞初期支护，在导洞开挖过程中通过注浆抬升恢复既有车站产生的沉降，根据实际现场资料、导洞位置、既有车站与新建车站的相对位置、既有车站变形缝7的位置以及密贴下穿施工对既有车站的主要影响区域，编制注浆抬升方案，根据导洞施工阶段进行分阶段注浆抬升，两条相邻变形缝7之间的既有车站下方为一个注浆抬升阶段，如果变形缝7超出密贴下穿施工的主要影响区域，以两条相邻变形缝7之间的主要影响区域的既有车站下方为注浆抬升阶段，当某注浆抬升阶段的导洞开挖贯通后，在导洞侧壁上布置注浆孔，注浆抬升前在注浆抬升阶段四周及底部采用深孔注浆设置止浆墙，止浆墙完成后采用可重复的袖阀管注浆工艺进行注浆抬升，以将既有车站沉降恢复至0mm左右为达到预计抬升效果，完成导洞侧面某注浆抬升阶段的注浆抬升；
S3：预支顶前期施工：导洞全部贯通后，在下层边导洞内浇注条形基础3，在下层中导洞内铺设底纵梁下防水板并浇注底纵梁4。然后采用人工挖孔隔三挖一的方法开挖边桩5和钢管柱6，边桩5直径1.0m间距1.6m，钢管柱6直径1.6m间距6.2m，边桩5和钢管柱6顶部预埋丝杠2下方的锚筋9及钢板10，施作边桩5及钢管柱6后，铺设防水层；
S4：设置预支顶：在上层中导洞内钢管柱6之间间距2m/2.1m设置支墩11，即相邻钢管柱6间布置两个支墩11，在边桩5的顶部和钢管柱6以及钢管柱6间支墩11的顶部安装丝杠2(锚筋9连接钢板10，钢板10与丝杠2底部焊接)，丝杠2顶部焊接连接工字钢纵梁8，调节丝杠2，使工字钢纵梁8顶紧既有车站1。上层边导洞丝杠2布置间距1.6m，同边桩5间距，即每根边桩5上布置一道丝杠2，上层中导洞丝杠2布置间距间距2m/2.1m，即每根钢管柱6和每个支墩11上布置一道，完成预支顶结构的施工。
当预支顶结构的施工方法完成后，通过以下步骤S5-S6方法完成新建车站结构的施工：
S5：梁-柱-拱体系形成：浇筑上层边导洞桩顶冠梁，施作上层中导洞顶纵梁，开挖上层导洞间土体，施工上层导洞间初期支护，开挖步距同格栅间距，并加强监控量测，导洞间土体开挖贯通后分段拆除侧墙位置导洞初期支护，然后铺设顶板上部及侧墙外侧防水层，浇注二衬扣拱及部分侧墙，冠梁和顶纵梁预埋注浆管，在导洞间土体开挖及扣拱施工时多次高压补浆填充冠梁、顶纵梁与既有结构之间的间隙，使之密实，并永久密贴持力；
S6：完成车站结构施工：将新建地铁车站沿开挖方向分为若干个施工段，分层开挖土体至中楼板下0.2m处(边开挖边施工桩间网喷混凝土)，分段施工中楼板梁及中楼板，并施工侧墙防水层、保护层及侧墙，继续向下开挖土体至基底(边开挖边施工桩间网喷混凝土)，分段破除下导洞初期支护，施工底板防水层及底板，然后施工侧墙防水层及侧墙。施工车站结构内部构件，完成车站结构施工。
Claims (9)
1.一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于，新建地铁车站采用洞桩法施工密贴下穿既有车站(1)，所述预支顶结构的施工方法包括以下步骤：
S1：导洞预加固：导洞开挖前采用深孔注浆超前预加固上导洞侧墙外地层、底板外地层和下导洞全断面地层；
S2：注浆抬升既有车站：采用台阶法开挖导洞，并施作导洞初期支护，在导洞开挖过程中通过注浆抬升恢复既有车站产生的沉降；
S3：预支顶前期预备施工：导洞全部贯通后，在下层边导洞内浇注条形基础(3)，在下层中导洞内铺设底纵梁下防水板并浇注底纵梁(4)，然后施作边桩(5)和钢管柱(6)，铺设防水层；
S4：设置预支顶：在上层中导洞内钢管柱(6)之间设置1-3个支墩(11)，在边桩(5)顶部、钢管柱(6)顶部以及支墩(11)顶部安装丝杠(2)，丝杠(2)顶部安装工字钢纵梁(8)，调节丝杠(2)，使工字钢纵梁(8)顶紧既有车站(1)，完成预支顶结构的施工。
2.如权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：适用于新建地铁车站与既有车站(1)重叠部分。
3.如权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述新建地铁车站顶板与既有车站(1)底板之间的距离不大于0.5m。
4.如权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中注浆范围为上导洞侧墙及底板外地层1.5-2.0m，下导洞全断面地层1.5-2.0m。
5.如权利要求1或4所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中注浆前在上台阶核心土范围外的掌子面设置止浆墙，厚度为300mm，采用C20喷射混凝土，并设双层A6@150x150钢筋网，对于第一道止浆墙另采用型钢支撑；同时打设
钢筋锚杆，每根长L＝2m，间距500×500mm，呈梅花形布置；导洞开设马头门时，可利用横通道初支作为止浆墙，无需再另施做止浆墙；之后采用后退式注浆，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.8MPa-1.0MPa。
6.如权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中台阶法台阶长度3-5m。
7.如权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中注浆抬升恢复既有车站产生的沉降包括根据实际现场资料、导洞位置、既有车站与新建车站的相对位置、既有车站变形缝(7)的位置以及密贴下穿施工对既有车站的主要影响区域，编制注浆抬升方案，根据导洞施工阶段进行分阶段注浆抬升，两条相邻变形缝(7)之间的既有车站下方为一个注浆抬升阶段，如果变形缝(7)超出密贴下穿施工的主要影响区域，以两条相邻变形缝(7)之间的主要影响区域的既有车站下方为注浆抬升阶段，当某注浆抬升阶段的导洞开挖贯通后，在导洞侧壁上布置注浆孔，注浆抬升前在注浆抬升阶段四周及底部采用深孔注浆设置止浆墙，止浆墙完成后采用可重复的袖阀管注浆工艺进行注浆抬升，以将既有车站沉降恢复至0mm左右为达到预计抬升效果，完成导洞侧面某注浆抬升阶段的注浆抬升。
8.权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S3中边桩(5)和钢管柱(6)采用人工挖孔方法，跳孔施工隔三挖一方法，边桩(5)和钢管柱(6)上方预埋钢板(10)及锚筋(9)，通过钢板(10)与丝杠(2)底部连接。
9.如权利要求1所述的一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S4中所述丝杠(2)在上层边导洞布置间距同边桩(5)间距，即每根边桩(5)上布置一道丝杠(2)，上层中导洞每根钢管柱(6)和每个支墩(11)上布置一道丝杠(2)。
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