CN114961772A - 一种地铁车站与隧道结合的地下结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地铁车站与隧道结合的地下结构，地铁车站设置在隧道的上方，中间位置设置有中板，地铁车站的整体架构包括顶板、侧墙、顶纵梁、中板和中板边梁，顶板的左右两侧设置有侧墙，中板底部有中纵梁和中板边梁，中纵梁与中板边梁的中间形成管涵及风道，中板的左右两侧设置有盾构隧道，正下方为地铁车站的站台板，站台板下放设置底板和底纵梁，底纵梁和站台板处设置有盾构隧道的管涵及风道。本发明充分利用了盾构管片自身结构与车站结合，车站采用局部站厅层结构下沉，采用盾构管片特制接口钢环，便于与车站主体开口连接，充分了利用了盾构隧道的自身结构，减少了车站现浇混凝土结构的工程量，节省了工期和造价。
Description
技术领域
本发明属于地下工程、轨道交通以及隧道施工技术领域，具体涉及一种地铁车站与隧道结合的地下结构及其施工方法。
背景技术
近年来，随着城市化建设的不断加快，人口数量的不断增加，人们的交通出行需求量日益增长；交通是城市发展的基础，城市轨道交通作为缓解城市交通拥堵、引导城镇空间布局合理拓展、促进城市人口合理迁移的高速、大运量骨干交通方式。截至2021年，中国内地累计有45个城市建成投运城轨线路7978.2公里，同比增长18.54%，行业增速明显回升。
地铁是由线路、列车、车站等组成的交通体系，轨道交通线路隧道施工一般采用盾构施工，车站通常采用明挖、暗挖等方法进行施工；隧道盾构施工前，通常需要在车站位置设置盾构接收井及始发井，先施工车站，盾构井完成后才能进行盾构吊装就位，然后才能进行隧道施工，效率低下，工期较长；常规车站标准段开挖深度在16-18m，盾构井基坑深度较深通常在22-24m左右，施工风险增大，成本增高。
目前国内外有大盾构暗挖车站施工的一些案例，比如日本地铁的压梁法、北京地铁的大盾构扩挖法，均是采用暗挖施工的车站，施工较为复杂，施工风险较高。
以上方案均因为地面场地限制，采用暗挖扩挖法进行施工，工法繁琐，施工难度大，周期长，造价高；另外地铁的设备、通风、通信、管线等需要找场地进行安置或特殊设计，此外出地面的出入口等施工也较为不便；因此对于轨道交通而言，隧道一般采用盾构施工，而地铁车站绝大部分仍然采用明挖施工。
发明内容
为了克服现有技术中上述技术问题，本发明提供了一种地铁车站与隧道结合的地下结构，避免了传统盾构扩挖法的工法繁琐，施工难度大，周期长，造价高，另外地铁的设备、通风、通信、管线等需要找场地进行安置或特殊设计，此外出地面的出入口等施工也较为不便，同时也减少了传统明挖车站的基坑深度，节省了传统明挖车站的钢筋混凝土用量，解决了上述技术问题。
一种地铁车站与隧道结合的地下结构，地铁车站设置在隧道的上方，中间位置设置有中板，地铁车站的整体架构包括顶板、侧墙、顶纵梁、中板和中板边梁，顶板的左右两侧设置有侧墙，中板底部有中纵梁和中板边梁，中纵梁与中板边梁的中间形成管涵及风道，中板的左右两侧设置有盾构隧道，正下方为地铁车站的站台板，站台板下放设置底板和底纵梁，底纵梁和站台板处设置有盾构隧道的管涵及风道。
上述的一种地铁车站与隧道结合的地下结构，当地铁车站为双柱三跨时，顶板、中板以及底纵梁的中间间隙位置增设有柱子。
上述的一种地铁车站与隧道结合的地下结构，当地铁车站为单柱双跨时，所述中板的上部增设横梁。
上述的一种地铁车站与隧道结合的地下结构，所述中板与站台板的高度范围能够设置电扶梯或者楼梯。
一种地铁车站与隧道结合的地下结构的施工方法，该施工方法主要包括以下施工步骤：
S1：先施工盾构隧道，并做好地面施工场地的“三通一平”施工；
S2：隧道内增加铁块等配重措施，隧道内设置临时支撑，防止后期基坑开挖土体隆起，造成隧道上浮变形；
S3：施工两侧围护桩、降水井；
S4：基坑开挖到第一道支撑下0.5m，施工围护结构冠梁、挡水坎、坡顶排水沟以及第一道混凝土支撑；
S5：基坑开挖到第二道支撑下0.5m，施工第二道支撑；
S6：基坑开挖到中板底；
S7：施工中板垫层及局部支撑后，基坑局部开挖到地下二层局部底部，并施工局部二层下垫层；
S8：加强隧道内部支撑后，切割或拆除预埋钢套环的隧道管片；
S9：施工底板防水、底板及底板纵梁结构，并将盾构管片和底板结构浇筑一体；
S10：待底板及底板纵梁达到设计强度后，拆除中板临时支撑，施工中板及中纵梁；
S11：待中板及中纵梁达到设计强度后，拆除中板上方临时支撑，施工顶板及顶纵梁；
S12：待顶板及顶纵梁达到设计强度后，施工车站内部管廊、风道、站台板、机电安装、装修等二次结构施工；
S13：回填结构两侧肥槽（若有）及地面覆土，拆除隧道内临时支撑及隧道内压铁配重。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：
1、本发明盾构直接通过需要施工的地铁车站，车站无需设置端头井，节省了盾构吊装与拆装的时间，节省了工期，同时减小了车站基坑深度和宽度，降低了施工风险和施工难度；
2、本发明充分利用了盾构管片自身结构与车站结合，车站采用局部站厅层结构下沉，采用盾构管片特制接口钢环，便于与车站主体开口连接，充分了利用了盾构隧道的自身结构，减少了车站现浇混凝土结构的工程量，节省了工期和造价；
3、本发明车站采用局部站厅层结构下沉，围护结构施工时，可以利用两侧的中板结构加上中间临时支撑作为支护结构，临时支撑可以减少，两层车站时，只需设置一道混凝土支撑即可，极大的减少了围护结构支撑的数量，降低了造价和工期。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于双柱三跨车站的第一种横断面图；
图2是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于双柱三跨车站的第二种横断面图；
图3是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于双柱三跨车站的第三种横断面图；
图4是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于双柱三跨车站的第四种横断面图；
图5是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于双柱三跨车站的第五种横断面图；
图6是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于单柱双跨车站的第一种横断面图；
图7是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于单柱双跨车站的第二种横断面图；
图8是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于单柱双跨车站的第三种横断面图；
图9是本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构用于单柱双跨车站的第四种横断面图；
图中：1-顶板、2-侧墙、3-柱子、4-顶纵梁、5-中板、6-中板边梁、7-中纵梁、8-横梁、9-管涵及风道、10-盾构隧道、11-底板、12-底纵梁、13-电扶梯、14-楼梯、15-站台板。
具体实施方式
本发明一种地铁车站与隧道结合的地下结构，地铁车站设置在隧道的上方，中间位置设置有中板5，地铁车站的整体架构包括顶板1、侧墙2、顶纵梁4、中板5和中板边梁6，所述顶板1的左右两侧设置有侧墙2，所述中板5底部有中纵梁7和中板边梁6，所述中纵梁7与中板边梁6的中间形成管涵及风道9，所述中板5的左右两侧设置有盾构隧道10，正下方为地铁车站的站台板15，所述站台板15下放设置底板11和底纵梁12，所述底纵梁12和站台板15处设置有盾构隧道10的管涵及风道9。
当地铁车站为双柱三跨时，所述顶板1、中板5以及底纵梁12的中间间隙位置增设有柱子3，如图1至图5所示，为本发明用于双柱三跨车站的三种横断面剖视图。
当地铁车站为单柱双跨时，所述中板5的上部增设横梁8；中板5与站台板15的高度范围能够设置电扶梯13或者楼梯14，如图6至图9所示，为本发明用于双柱三跨车站的三种横断面剖视图。
一种地铁车站与隧道结合的地下结构的施工方法，其特征在于，该施工方法主要包括以下施工步骤：
步骤一：先施工盾构隧道，并做好地面施工场地的“三通一平”施工；
步骤二：隧道内增加铁块等配重措施，隧道内设置临时支撑，防止后期基坑开挖土体隆起，造成隧道上浮变形；
步骤三：施工两侧围护桩、降水井；
步骤四：基坑开挖到第一道支撑下0.5m，施工围护结构冠梁、挡水坎、坡顶排水沟以及第一道混凝土支撑；
步骤五：基坑开挖到第二道支撑下0.5m，施工第二道支撑；
步骤六：基坑开挖到中板5底；
步骤七：施工中板5垫层及局部支撑后，基坑局部开挖到地下二层局部底部，并施工局部二层下垫层；
步骤八：加强隧道内部支撑后，切割或拆除预埋钢套环的隧道管片；
步骤九：施工底板防水、底板及底板纵梁结构，并将盾构管片和底板结构浇筑一体；
步骤十：待底板及底板纵梁达到设计强度后，拆除中板5临时支撑，施工中板5及中纵梁7；
步骤十一：待中板5及中纵梁7达到设计强度后，拆除中板5上方临时支撑，施工顶板1及顶纵梁4；
步骤十二：待顶板1及顶纵梁4达到设计强度后，施工车站内部管廊、风道、站台板、机电安装、装修等二次结构施工；
步骤十三：回填结构两侧肥槽若有及地面覆土，拆除隧道内临时支撑及隧道内压铁配重。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种地铁车站与隧道结合的地下结构，其特征在于，所述地铁车站设置在隧道的上方，中间位置设置有中板（5），地铁车站的整体架构包括顶板（1）、侧墙（2）、顶纵梁（4）、中板（5）和中板边梁（6），所述顶板（1）的左右两侧设置有侧墙（2），所述中板（5）底部有中纵梁（7）和中板边梁（6），所述中纵梁（7）与中板边梁（6）的中间形成管涵及风道（9），所述中板（5）的左右两侧设置有盾构隧道（10），正下方为地铁车站的站台板（15），所述站台板（15）下放设置底板（11）和底纵梁（12），所述底纵梁（12）和站台板（15）处设置有盾构隧道（10）的管涵及风道（9）。
2.根据权利要求1所述的一种地铁车站与隧道结合的地下结构，其特征在于，当地铁车站为双柱三跨时，所述顶板（1）、中板（5）以及底纵梁（12）的中间间隙位置增设有柱子（3）。
3.根据权利要求1所述的一种地铁车站与隧道结合的地下结构，其特征在于，当地铁车站为单柱双跨时，所述中板（5）的上部增设横梁（8）。
4.根据权利要求1所述的一种地铁车站与隧道结合的地下结构，其特征在于，所述中板（5）与站台板（15）的高度范围能够设置电扶梯（13）或者楼梯（14）。
5.一种地铁车站与隧道结合的地下结构的施工方法，其特征在于，该施工方法主要包括以下施工步骤：
S1：先施工盾构隧道，并做好地面施工场地的“三通一平”施工；
S2：隧道内增加铁块等配重措施，隧道内设置临时支撑，防止后期基坑开挖土体隆起，造成隧道上浮变形；
S3：施工两侧围护桩、降水井；
S4：基坑开挖到第一道支撑下0.5m，施工围护结构冠梁、挡水坎、坡顶排水沟以及第一道混凝土支撑；
S5：基坑开挖到第二道支撑下0.5m，施工第二道支撑；
S6：基坑开挖到中板（5）底；
S7：施工中板（5）垫层及局部支撑后，基坑局部开挖到地下二层局部底部，并施工局部二层下垫层；
S8：加强隧道内部支撑后，切割或拆除预埋钢套环的隧道管片；
S9：施工底板防水、底板及底板纵梁结构，并将盾构管片和底板结构浇筑一体；
S10：待底板及底板纵梁达到设计强度后，拆除中板（5）临时支撑，施工中板（5）及中纵梁（7）；
S11：待中板（5）及中纵梁（7）达到设计强度后，拆除中板（5）上方临时支撑，施工顶板（1）及顶纵梁（4）；
S12：待顶板（1）及顶纵梁（4）达到设计强度后，施工车站内部管廊、风道、站台板、机电安装、装修等二次结构施工；
S13：回填结构两侧肥槽（若有）及地面覆土，拆除隧道内临时支撑及隧道内压铁配重。
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Cited By (1)
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| CN118498430A (zh) * | 2024-07-17 | 2024-08-16 | 深地科学与工程云龙湖实验室 | 用于装配式地铁车站的能源地下结构系统及其分配方法 |
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2022
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Cited By (2)
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| CN118498430B (zh) * | 2024-07-17 | 2024-09-20 | 深地科学与工程云龙湖实验室 | 用于装配式地铁车站的能源地下结构系统及其分配方法 |
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