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一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法
申请号	CN202311146657.4	申请日	2023-09-06	公开(公告)号	CN117248917A	公开(公告)日	2023-12-19
申请人	中铁第一勘察设计院集团有限公司;			发明人	胡瑞青; 戴志仁; 高志宏; 相旭; 毛念华; 雷永生; 张碧文; 贾少春; 曹伟; 张利斌; 马晓波; 王博; 高玄涛;
摘要	本发明公开了一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法。随着城市轨道交通线网的不断加密，车站结构紧邻建筑物或平面位置局部冲突的情况日益增多。本发明在明挖车站主体结构浇筑完成并达到设计强度要求后，采用台阶法纵向扩挖车站结构；车站主体结构浇筑期间于明暗挖接口处设置钢管竖向临时支撑，矿山法纵向扩挖浇筑成型的C型二衬结构亦应设置钢管竖向临时支撑，待明暗挖接口处连接顶板及连接底板施工完成并达到设计强度后方可分段拆除竖向临时支撑。本发明解决了因周边环境限制导致常规明挖法或盖挖法无法一次修建成型的技术难题，避免了大量征地拆迁及安置工作。
权利要求	1.一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：车站明挖主体结构(1)浇筑完成并达到设计强度要求后，破除纵向进洞围护桩(2)，并采用台阶法纵向扩挖建筑物(3)下的车站主体结构(4)，所述台阶法为预留核心土环形开挖方法。 2.根据权利要求1所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：平整场地，打设车站明挖主体结构围护桩(16)，跳桩施工，施做桩顶冠梁及挡土墙；沿基坑外侧打设降水井进行降水，开挖车站明挖主体结构(1)基坑，边开挖边架设内支撑直至坑底，车站明挖主体结构围护桩(16)桩间网喷混凝土，对局部不平整部位采用水泥砂浆找平，然后施作坑底素混凝土垫层，细石混凝土保护层及敷设防水层，浇筑车站明挖主体结构(1)，于明暗挖接口处设置钢管竖向临时支撑(11)；步骤二：待车站明挖主体结构(1)浇筑完成并达到设计强度后，破除纵向进洞围护桩(2)，开挖并及时施作初期支护(5)，打设边墙自进式锚杆(10)及锁脚锚杆，各导洞环形开挖预留核心土，台阶长度控制在一倍洞径左右；步骤三：施做防水层，分段浇筑底板及部分侧墙，确保底板和侧墙与初期支护(5)密贴；分段拆除临时仰拱(7)，施做防水层，浇筑侧墙及顶板，确保侧墙和顶板与初期支护(5)密贴；待该段侧墙和顶板达到设计强度后，方可进行下一段临时仰拱(7)拆除及二次衬砌施工，浇筑成型的C型二衬结构中设置竖向临时支撑(25)；采用轻质混凝土(9)回填顶板与初期支护(5)间空隙，并在拱部预埋注浆管，以便后续补充注浆；步骤四：待浇筑成型的C型二衬结构达到设计强度后，纵向分段破除明暗挖接口顶板处初期支护(5)及车站明挖主体结构围护桩(16)，初期支护(5)上的钢拱架(6)截断的钢筋与车站明挖主体结构围护桩(16)截断的钢筋焊接，采用喷射混凝土或水泥砂浆抹面处理基层后施做接口处防水，施做明暗挖接口处连接顶板(12)；待该段连接顶板达到设计强度后，方可进行明暗挖接口处连接底板(13)处初期支护(5)、车站明挖主体结构围护桩(16)破除及明暗挖接口处连接底板(13)的施工；待明暗挖接口处连接顶板(12)及明暗挖接口处连接底板(13)施工完成且达到设计强度后，方可分段拆除明暗挖接口处竖向临时支撑(11)及竖向临时支撑(25)。 3.根据权利要求1所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：所述台阶法采用喷锚构筑法施工，车站主体结构(4)采用复合式衬砌结构，包括初期支护(5)、二次衬砌及防水层；初期支护(5)由钢拱架(6)、钢筋网片及喷射混凝土组成，二次衬砌采用防水钢筋混凝土，临时仰拱(7)采用型钢钢架；超前支护自进式锚杆(8)外插角10°～15°，环、纵向间距 0.3m×1.0m，打设范围拱部150°；迎土侧边墙打设边墙自进式锚杆(10)，环、纵向间距1.0m×1.0m，梅花型布设。 4.根据权利要求2所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：所述轻质混凝土(9)掺入适量微膨胀剂，补偿混凝土收缩，确保间隙填充密实。 5.根据权利要求4所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：所述初期支护(5)内设置加强梁(14)，在钢拱架(6)架设完成后及时施做，植筋钢筋(15)锚入车站明挖主体结构围护桩(16)，锚固长度不应小于500mm，植筋采用A级胶，植筋钢筋(15)应与初期支护(5)加强梁(14)钢筋焊接。 6.根据权利要求5所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：车站纵向扩挖结构(4)与明挖主体结构(1)通过钢筋接驳器(17)实现有效连接，新旧混凝土界面需进行凿毛处理，构成粗糙面以提高粘结性，然后浇涂环氧树脂粘结剂并设置缓膨性遇水膨胀止水胶(18)且预埋注浆钢管(19)，内部压注微膨胀水泥浆，确保新旧混凝土界面混凝土浇筑密实。 7.根据权利要求6所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：车站结构转角处设置附加防水层(20)，车站纵向扩挖结构(4)与明挖主体结构(1)的防水卷材(21)采用高分子自粘材料，搭接长度不小于100mm，卷材搭接处采用通长铝压条(22)收口并加钉(23)固定，卷材采用密封胶(24)封边。 8.根据权利要求2所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：所述初期支护(5)存在偏压问题，钢拱架(6)纵向间距及纵向连接筋环向间距应加密，内外侧梅花型布设，必要时明挖主体结构围护桩(16)车站侧采用砂袋堆重反压。 9.根据权利要求2所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：车站纵向扩挖结构(4)与明挖主体结构(1)设置竖向临时支撑处，应预埋钢锚板(26)，锚筋(27)与预埋钢锚板(26)采用手工电弧焊，预埋钢锚板(26)外露部分除锈后涂以油漆防锈蚀。 10.根据权利要求3所述的一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：明挖主体结构(1)施工期间，于车站明挖主体结构围护桩(16)间打设钢花管(28)，并进行预注浆(29)加固，注浆加固过程中压力以填充为主要目的，注浆压力不宜过大，避免建筑物(3)因注浆压力过大而破坏。
说明书全文	一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法技术领域 [0001] 本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法。背景技术 [0002] 随着我国城市化进程的不断加快和经济的日益发展，城市公共交通压力与日俱增，而地铁作为大运量的交通运输工具在缓解城市交通拥堵方面起着至关重要的作用。然而随着地铁线网的不断发展和完善，地铁新线建设环境日趋复杂，地铁车站受现状道路宽度较窄及周边建(构)筑物影响等条件制约，常规明挖或盖挖法无法一次修建成型。为满足地铁车站限界的技术要求，往往考虑进行征地拆迁，但征拆及安置工作协调难度大、工期不可控且工程投资大。随着城市轨道交通线网的不断加密，车站结构紧邻建筑物或平面位置局部冲突的情况日益增多。发明内容 [0003] 为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，在明挖车站主体结构浇筑完成并达到设计强度要求后，采用台阶法纵向扩挖车站结构，确保矿山法纵向扩挖车站结构施工及上部建(构)筑物安全。 [0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： [0005] 一种建筑物下矿山法纵向扩挖地铁车站结构的施工方法，其特征在于：车站明挖主体结构浇筑完成并达到设计强度要求后，破除纵向进洞围护桩，并采用台阶法纵向扩挖建筑物下的车站主体结构，所述台阶法为预留核心土环形开挖方法； [0006] 包括以下步骤： [0007] 步骤一：平整场地，打设车站明挖主体结构围护桩，跳桩施工，施做桩顶冠梁及挡土墙；沿基坑外侧打设降水井进行降水，开挖车站明挖主体结构基坑，边开挖边架设内支撑直至坑底，车站明挖主体结构围护桩桩间网喷混凝土，对局部不平整部位采用水泥砂浆找平，然后施作坑底素混凝土垫层，细石混凝土保护层及敷设防水层，浇筑车站明挖主体结构，于明暗挖接口处设置钢管竖向临时支撑； [0008] 步骤二：待车站明挖主体结构浇筑完成并达到设计强度后，破除纵向进洞围护桩，开挖并及时施作初期支护，打设边墙自进式锚杆及锁脚锚杆，各导洞环形开挖预留核心土，台阶长度控制在一倍洞径左右； [0009] 步骤三：施做防水层，分段浇筑底板及部分侧墙，确保底板和侧墙与初期支护密贴；分段拆除临时仰拱，施做防水层，浇筑侧墙及顶板，确保侧墙和顶板与初期支护密贴；待该段侧墙和顶板达到设计强度后，方可进行下一段临时仰拱拆除及二次衬砌施工，浇筑成型的C型二衬结构中设置竖向临时支撑；采用轻质混凝土回填顶板与初期支护间空隙，并在拱部预埋注浆管，以便后续补充注浆； [0010] 步骤四：待浇筑成型的C型二衬结构达到设计强度后，纵向分段破除明暗挖接口顶板处初期支护及车站明挖主体结构围护桩，初期支护上的钢拱架截断的钢筋与车站明挖主体结构围护桩截断的钢筋焊接，采用喷射混凝土或水泥砂浆抹面处理基层后施做接口处防水，施做明暗挖接口处连接顶板；待该段连接顶板达到设计强度后，方可进行明暗挖接口处连接底板处初期支护、车站明挖主体结构围护桩破除及明暗挖接口处连接底板的施工；待明暗挖接口处连接顶板及明暗挖接口处连接底板施工完成且达到设计强度后，方可分段拆除明暗挖接口处竖向临时支撑及竖向临时支撑。 [0011] 进一步，所述台阶法采用喷锚构筑法施工，车站主体结构采用复合式衬砌结构，包括初期支护、二次衬砌及防水层； [0012] 初期支护由钢拱架、钢筋网片及喷射混凝土组成，二次衬砌采用防水钢筋混凝土，临时仰拱采用型钢钢架；超前支护自进式锚杆外插角10°～15°，环、纵向间距0.3m×1.0m，打设范围拱部150°；迎土侧边墙打设边墙自进式锚杆，环、纵向间距1.0m×1.0m，梅花型布设。 [0013] 进一步，所述轻质混凝土掺入适量微膨胀剂，补偿混凝土收缩，确保间隙填充密实。 [0014] 进一步，所述初期支护内设置加强梁，在钢拱架架设完成后及时施做，植筋钢筋锚入车站明挖主体结构围护桩，锚固长度不应小于500mm，植筋采用A级胶，植筋钢筋应与初期支护加强梁钢筋焊接。 [0015] 进一步，车站纵向扩挖结构与明挖主体结构通过钢筋接驳器实现有效连接，新旧混凝土界面需进行凿毛处理，构成粗糙面以提高粘结性，然后浇涂环氧树脂粘结剂并设置缓膨性遇水膨胀止水胶且预埋注浆钢管，内部压注微膨胀水泥浆，确保新旧混凝土界面混凝土浇筑密实。 [0016] 进一步，车站结构转角处设置附加防水层，车站纵向扩挖结构与明挖主体结构的防水卷材采用高分子自粘材料，搭接长度不小于100mm，卷材搭接处采用通长铝压条收口并加钉固定，卷材采用密封胶封边。 [0017] 进一步，所述初期支护存在偏压问题，钢拱架纵向间距及纵向连接筋环向间距应加密，内外侧梅花型布设，必要时明挖主体结构围护桩车站侧采用砂袋堆重反压。 [0018] 进一步，车站纵向扩挖结构与明挖主体结构设置竖向临时支撑处，应预埋钢锚板，锚筋与预埋钢锚板采用手工电弧焊，预埋钢锚板外露部分除锈后涂以油漆防锈蚀。 [0019] 进一步，明挖主体结构施工期间，于车站明挖主体结构围护桩间打设钢花管，并进行预注浆加固，注浆加固过程中压力以填充为主要目的，注浆压力不宜过大，避免建筑物因注浆压力过大而破坏。 [0020] 本发明的有益效果： [0021] 1)本发明在明挖车站主体结构浇筑完成并达到设计强度要求后，采用台阶法纵向扩挖车站结构；明挖车站主体结构浇筑期间于明暗挖接口处设置竖向临时支撑，矿山法纵向扩挖浇筑成型的C型二衬结构亦应设置竖向临时支撑，待明暗挖接口处连接顶板及连接底板施工完成并达到设计强度后方可分段拆除竖向临时支撑，确保矿山法纵向扩挖车站结构施工及上部建(构)筑物安全； [0022] 2)本发明施工过程中，使用的均为常规材料、常规设备，其相应尺寸为常规类型，便于加工制造； [0023] 3)本发明通过自进式锚杆的超前支护可确保矿山法纵向扩挖结构施工及上部建筑物的结构安全及正常使用，矿山法纵向扩挖车站结构解决了因周边环境限制导致常规明挖法或盖挖法无法一次修建成型的技术难题，避免了大量征地拆迁及安置工作； [0024] 4)本发明具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、市政公路、民用建筑等地下结构工程中有广泛的应用前景。附图说明 [0025] 图1为矿山法纵向扩挖地铁车站主体结构的平面布置图； [0026] 图2为矿山法纵向扩挖地铁车站主体结构的剖面布置图； [0027] 图3为初期支护加强梁及植筋大样图； [0028] 图4为明暗挖接口防水大样图； [0029] 图5为竖向临时支撑结构板预埋件大样图； [0030] 图6为钢锚板与锚筋大样图； [0031] 图中，1‑明挖主体结构，2‑纵向进洞围护桩，3‑建筑物，4‑车站主体结构，5‑初期支护，6‑钢拱架，7‑临时仰拱，8‑超前支护自进式锚杆，9‑轻质混凝土，10‑边墙自进式锚杆，11‑明挖主体结构竖向临时支撑，12‑明暗挖连接顶板，13‑明暗挖连接底板，14‑初期支护加强梁，15‑植筋钢筋，16‑明挖主体结构围护桩，17‑钢筋接驳器，18‑缓膨性遇水膨胀止水胶， 19‑预埋注浆钢管，20‑附加防水层，21‑防水卷材，22‑铝压条，23‑固定钉，24‑密封胶，25‑竖向临时支撑，26‑预埋钢锚板，27‑锚筋。具体实施方式 [0032] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。 [0033] 本发明在明挖车站主体结构浇筑完成并达到设计强度要求后，采用台阶法(预留核心土环形开挖)纵向扩挖车站结构；台阶法采用喷锚构筑法施工，车站纵向扩挖结构4采用复合式衬砌结构，包括初期支护5、二次衬砌及防水层； [0034] 明挖车站主体结构浇筑期间于明暗挖接口处设置钢管竖向临时支撑，矿山法纵向扩挖浇筑成型的C型二衬结构亦应设置钢管竖向临时支撑，待明暗挖接口处连接顶板及连接底板施工完成并达到设计强度后方可分段拆除竖向临时支撑，确保矿山法扩挖盾构井结构施工及上部建(构)筑物安全。 [0035] 本发明包括以下步骤： [0036] 步骤一：平整场地，打设车站明挖主体结构围护桩16，跳桩施工，施做桩顶冠梁及挡土墙，如图1所示；沿基坑外侧打设降水井进行降水，开挖车站明挖主体结构1基坑，边开挖边架设内支撑直至坑底，车站明挖主体结构围护桩16桩间网喷混凝土，对局部不平整部位采用水泥砂浆找平，然后施作坑底素混凝土垫层，细石混凝土保护层及敷设防水层，浇筑车站明挖主体结构1，于明暗挖接口处设置竖向临时支撑11； [0037] 步骤二：待车站明挖主体结构1浇筑完成并达到设计强度后，破除纵向进洞围护桩2，开挖并及时施作初期支护5，打设边墙自进式锚杆10及锁脚锚杆，各导洞环形开挖预留核心土，台阶长度控制在一倍洞径左右； [0038] 初期支护5由钢拱架6、钢筋网片及喷射混凝土组成，二次衬砌采用钢筋混凝土结构，临时仰拱7采用型钢钢架；超前支护自进式锚杆8外插角10°～15°，环、纵向间距0.3m×1.0m，打设范围拱部150°；迎土侧边墙打设边墙自进式锚杆10，环、纵向间距1.0m×1.0m，梅花型布设； [0039] 如图3所示，初期支护5内设置加强梁14，在钢拱架6架设完成后及时施做，植筋钢筋15锚入车站明挖主体结构围护桩16，锚固长度不应小于500mm，植筋采用A级胶，植筋钢筋15应与初期支护5加强梁14钢筋焊接； [0040] 初期支护5存在偏压问题，钢拱架6纵向间距及纵向连接筋环向间距应加密，内外侧梅花型布设，必要时围护桩16车站侧采用砂袋堆重反压； [0041] 步骤三：施做防水层，分段浇筑底板及部分侧墙，确保底板和侧墙与初期支护5密贴；分段拆除临时仰拱7，施做防水层，浇筑侧墙及顶板，确保侧墙和顶板与初期支护5密贴；待该段侧墙和顶板达到设计强度后，方可进行下一段临时仰拱7拆除及二次衬砌施工，浇筑成型的C型二衬结构中设置竖向临时支撑25；采用轻质混凝土9回填顶板与初期支护5间空隙，并在拱部预埋注浆管，以便后续补充注浆； [0042] 素混凝土9掺入适量微膨胀剂，补偿混凝土收缩，确保间隙填充密实； [0043] 步骤四：待浇筑成型的C型二衬结构达到设计强度后，纵向分段破除明暗挖接口顶板处初期支护5及车站明挖主体结构围护桩16，初期支护5上的钢拱架6截断的钢筋与车站明挖主体结构围护桩16截断的钢筋焊接，采用喷射混凝土或水泥砂浆抹面处理基层后施做接口处防水，施做明暗挖接口处连接顶板12；待该段连接顶板达到设计强度后，方可进行明暗挖连接底板13处初期支护5、车站明挖主体结构围护桩16破除及明暗挖接口处连接底板13的施工；待明暗挖连接顶板12及明暗挖连接底板13施工完成且达到设计强度后，方可分段拆除明暗挖接口处竖向临时支撑11及纵向扩挖结构竖向临时支撑25。 [0044] 车站纵向扩挖结构4与明挖主体结构1通过钢筋接驳器17实现有效连接，新旧混凝土界面需进行凿毛处理，构成粗糙面以提高粘结性，然后浇涂环氧树脂粘结剂并设置缓膨性遇水膨胀止水胶18且预埋注浆钢管19，内部压注微膨胀水泥浆，确保新旧混凝土界面混凝土浇筑密实。 [0045] 如图4所示，车站结构转角处设置附加防水层20，车站纵向扩挖结构4与明挖主体结构1的防水卷材21采用高分子自粘材料，搭接长度不小于100mm，卷材搭接处采用通长铝压条22收口并加钉23固定，卷材采用密封胶24封边。 [0046] 如图5、6所示，车站纵向扩挖结构4与明挖主体结构1设置竖向临时支撑处，应预埋Q235B钢锚板26，锚筋27与预埋钢锚板26采用手工电弧焊，预埋钢锚板26外露部分除锈后涂以油漆防锈蚀。 [0047] 如图2所示，明挖主体结构1施工期间，于车站明挖主体结构围护桩16间打设钢花管28，并进行预注浆29加固，注浆加固过程中压力以填充为主要目的，注浆压力不宜过大，避免建筑物3因注浆压力过大而破坏。 [0048] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0049] 本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。