本發(fā)明涉及地下建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種采用預(yù)制構(gòu)件建造地鐵車站的施工方法，尤其適用于城市中心區(qū)的地鐵車站施工。

背景技術(shù)：

目前地鐵車站施工可采用明挖法、淺埋暗挖法或盾構(gòu)法，其中以明挖法或淺埋暗挖法較為常用。地鐵車站多建設(shè)在城區(qū)中心地帶，采用明挖法施工，需全日封閉城市道路，加重了城市交通擁堵問題；城區(qū)地下管線密集，改移難度大；基坑施工對周邊環(huán)境污染嚴(yán)重，施工噪聲對周邊居民的生活和工作影響較大；這些缺陷使明挖法施工所受干擾大、工期長、工程間接費用增加。

傳統(tǒng)淺埋暗挖法或蓋挖法施工，例如PBA工法在一定程度上緩解了地面交通壓力及管線遷移的問題，但該工法初支與二襯均需在地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土，較長的初凝終凝時間影響工程進度，存在工期長、工作環(huán)境差、安全風(fēng)險多、質(zhì)量難保證等缺陷。盾構(gòu)法施工地鐵車站往往需要和淺埋暗挖法配合使用，斷面形式單一，且斷面尺寸相對較小，對地鐵車站及結(jié)合商業(yè)開發(fā)的區(qū)間(如雙層大斷面區(qū)間)不適用，且盾構(gòu)施工存在地層適應(yīng)性差，短距離施工優(yōu)勢無法發(fā)揮等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種采用暗挖預(yù)制構(gòu)件裝配式施工建造地鐵車站的方法，該方法通過PBA工法完成車站結(jié)構(gòu)的初支，減小對地面沉降及管線的影響，通過引入裝配式工藝施作二襯提高施工效率，該法簡單、方便、靈活性高，能夠有效縮短車站的工期，具有不影響路面交通，施工安全快捷，環(huán)境污染小，可推動地下工程產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。通過對該工法的應(yīng)用，達到節(jié)能環(huán)保、降低能耗、施工快捷和預(yù)制產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。

對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

采用預(yù)制裝配式襯砌結(jié)合PBA建造地鐵車站的施工方法，該施工方法的步驟如下：

步驟1在車站設(shè)計輪廓的外圍進行止水帷幕結(jié)構(gòu)施工，并進行降水施工；

步驟2根據(jù)車站的設(shè)計結(jié)構(gòu)，沿著擬建車站的延伸方向施工小導(dǎo)洞，在每個小導(dǎo)洞上施作初期支護；

進一步的，開挖小導(dǎo)洞時，先開挖下導(dǎo)洞后開挖上導(dǎo)洞，先開挖邊導(dǎo)洞后開挖中導(dǎo)洞。

步驟3待下導(dǎo)洞貫通后采用預(yù)制方式施作下邊導(dǎo)洞內(nèi)條形基礎(chǔ)；在上邊導(dǎo)洞中施作邊樁，邊樁外側(cè)與導(dǎo)洞間采用混凝土回填，再模筑邊樁頂冠梁；在中間導(dǎo)洞中施工位于上中間導(dǎo)洞、下中間導(dǎo)洞間的鋼管混凝土柱，在鋼管混凝土柱的頂部施作頂縱梁，在鋼管混凝土柱的底部施作底縱梁；

步驟4超前預(yù)注漿加固地層，預(yù)留核心土左右對稱開挖拱部初支下部土體，施作拱部初期支護；待拱部初期支護完成后，進行斷面上臺階土體開挖，同時對相鄰排樁間側(cè)向土體進行初次襯砌，開挖至邊樁頂冠梁標(biāo)高位置，在兩側(cè)邊樁間橫向設(shè)置第一道水平支撐；

步驟5待第一道水平支撐完成，繼續(xù)進行下臺階第二層土方開挖，開挖完成后架設(shè)第二道水平支撐；待第二道水平支撐完成后，繼續(xù)分層開挖至基底，并對基底進行加固；

步驟6在底縱梁和邊樁之間拼裝仰拱；

步驟7在邊樁內(nèi)側(cè)拼裝預(yù)制側(cè)墻板，在預(yù)制側(cè)墻板之間安裝中板，拆除第二道水平支撐；

步驟8在邊樁頂冠梁上拼裝預(yù)制頂拱，拆除第一道水平支撐，預(yù)制頂拱與預(yù)制側(cè)墻板連接；

步驟9預(yù)制構(gòu)件拼裝完成后，隨即進行預(yù)制側(cè)墻板的壁后注漿，保證支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)密貼。

步驟10施作附屬結(jié)構(gòu)，形成完整的車站結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明進一步改進，在各個構(gòu)件接頭部位之間加入抗剪定位楔形銷，楔形銷起到拼裝時定位的作用，可提到二襯拼裝的精度。

作為本發(fā)明進一步改進，本發(fā)明中預(yù)制構(gòu)件混凝土柱中加入纖維，加纖混凝土可提高混凝土的抗裂性能，有較好的防滲效果。

作為本發(fā)明進一步改進，所述預(yù)制側(cè)墻板在相應(yīng)的標(biāo)高位置處設(shè)置有牛腿，設(shè)置牛腿方便中板的安裝。

作為本發(fā)明進一步改進，在各個構(gòu)件接頭接縫處加入遇水膨脹材料，如遇水膨脹水泥混凝土，以增強接縫處防水性能。

作為本發(fā)明進一步改進，在初支與二襯之間以無釘方式鋪設(shè)高分子卷材防水層。

作為本發(fā)明進一步改進，所述第一道水平支撐、第二水平支撐采用型鋼樁或鋼混組合材料，采用型鋼樁或鋼混組合材料作為臨時支撐具有較好的支撐強度，同時這種材料的支撐還能方便在后期拆除，省時省力，比較人化。

作為本發(fā)明進一步改進，所述的仰拱包括兩個仰拱邊塊和仰拱基底塊；兩個仰拱邊塊分別與邊樁固接；仰拱基底塊分別與底縱梁固接。

作為本發(fā)明進一步改進，所述的頂拱分為6塊，分別是兩塊頂拱第一邊塊、兩塊頂拱第二邊塊、兩塊頂拱第三邊塊，其中兩塊頂拱第一邊塊分別與兩側(cè)的預(yù)制側(cè)墻板連接，兩塊頂拱第二邊塊一端分別與兩個頂拱第一邊塊連接，另一端分別與兩個頂拱第三邊塊相連，兩個頂拱第三邊塊與頂縱梁相連。

作為本發(fā)明進一步改進，，所述側(cè)墻板與仰拱通過螺栓連接，中板置于側(cè)墻板的牛腿上。

對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的施工方法在二襯上基本采用預(yù)制構(gòu)件拼裝，促進了地下車站施工的產(chǎn)業(yè)化，為地下車站的設(shè)計施工提供了新的思路，推動了地下工程產(chǎn)業(yè)化的進一步發(fā)展；

(2)相較于傳統(tǒng)的明挖施工方法，本發(fā)明的施工方法除豎井施工外，其它施工作業(yè)均在地下進行，既不影響路面交通，不受地面天氣條件限制，也對管線拆遷等影響較小，同時又可減少對附近居民產(chǎn)生噪聲和振動的影響，有利于縮短工期。

(3)本發(fā)明是在PBA工法基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，相較于傳統(tǒng)的PBA工法，在完成初支后，采用預(yù)制構(gòu)件進行主體結(jié)構(gòu)的拼裝，具有施工速度快，經(jīng)濟成本低，質(zhì)量控制有保障的優(yōu)勢；工人施工作業(yè)環(huán)境好，勞動強度低；施工方法簡單、方便，容易施工，能夠有效提高地鐵車站的整體強度和穩(wěn)定性，有效提高了車站的使用壽命。

(4)本發(fā)明的車站斷面形式可形成的內(nèi)部空間更開闊，不僅有利于施工期的預(yù)制構(gòu)件吊裝拼裝，而且在建成后可較好的利用地下空間，適用于客流量大的車站、換乘站。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例的車站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明步驟一中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明步驟二中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明步驟三中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明步驟四中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明步驟五中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明步驟六中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明步驟八中車站斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、底縱梁，2、頂縱梁，3、中板，4-1、4-2仰拱基底塊，5-1、仰拱邊塊，6、預(yù)制側(cè)墻板，7-1、7-2頂拱第一邊塊，8-1、8-2頂拱第二邊塊，9-1、9-2頂拱第三邊塊，10、鋼管混凝土柱，11-1、11-2邊樁，12-1、12-2邊樁頂冠梁，13-1上邊導(dǎo)洞，13-2中間導(dǎo)洞，13-3上邊導(dǎo)洞，14、下導(dǎo)洞，15-1、15-2混凝土回填區(qū)，16、初期支護，17、超前小導(dǎo)管注漿加固結(jié)構(gòu)，18、止水帷幕，19、豎井，20、橫通道，21、第一臨時水平支撐，22、第二臨時水平支撐，23-1、23-2牛腿，24、站臺板。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

術(shù)語解釋：下邊導(dǎo)洞，是指位于下方邊上的導(dǎo)洞；上邊導(dǎo)洞是指位于上導(dǎo)洞邊上的導(dǎo)洞；上導(dǎo)洞包括上邊導(dǎo)洞和上中間導(dǎo)洞；下導(dǎo)洞包括下邊導(dǎo)洞和下中間導(dǎo)洞。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中地鐵車站多建設(shè)在城區(qū)中心地帶，采用明挖法施工，需全日封閉城市道路，加重了城市交通擁堵問題；城區(qū)地下管線密集，改移難度大；基坑施工對周邊環(huán)境污染嚴(yán)重，施工噪聲對周邊居民的生活和工作影響較大；這些缺陷使明挖法施工所受干擾大、工期長、工程間接費用增加。

傳統(tǒng)淺埋暗挖法或蓋挖法施工，例如PBA工法在一定程度上緩解了地面交通壓力及管線遷移的問題，但該工法初支與二襯均需在地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土，較長的初凝終凝時間影響工程進度，存在工期長、工作環(huán)境差、安全風(fēng)險多、質(zhì)量難保證等缺陷。盾構(gòu)法施工地鐵車站往往需要和淺埋暗挖法配合使用，斷面形式單一，且斷面尺寸相對較小，對地鐵車站及結(jié)合商業(yè)開發(fā)的區(qū)間(如雙層大斷面區(qū)間)不適用，且盾構(gòu)施工存在地層適應(yīng)性差，短距離施工優(yōu)勢無法發(fā)揮等缺點。

為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N采用預(yù)制裝配式襯砌結(jié)合PBA建造地鐵車站的施工方法。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提供了一種采用預(yù)制構(gòu)件建造地鐵車站的施工方法，該方法的具體步驟如下：

第一步：如圖1所示，根據(jù)車站的設(shè)計要求，在擬建車站的設(shè)計輪廓的外圍進行止水帷幕18施工，并進行降水施工。在路側(cè)開挖豎井19，在豎井19內(nèi)施工橫通道20至車站斷面，并對斷面周圍土體進行加固施工；

如圖2所示，本實施例中，施工小導(dǎo)洞并施作初期支護16和施作超前小導(dǎo)管注漿加固結(jié)構(gòu)17；開挖導(dǎo)洞時，先開挖下導(dǎo)洞后開挖上導(dǎo)洞，先開挖邊導(dǎo)洞后開挖中導(dǎo)洞，采用臺階法進行開挖完成4個導(dǎo)洞的開挖；分別是上邊導(dǎo)洞13-1，中間導(dǎo)洞13-2，上邊導(dǎo)洞13-3，下導(dǎo)洞14；在四個小導(dǎo)洞中分別施工16、初期支護，17、超前小導(dǎo)管注漿加固結(jié)構(gòu)。

實際施工中，考慮到以往施工過程中導(dǎo)洞越多，群洞效應(yīng)越明顯，從而影響地面沉降，在具體的工程中應(yīng)盡量減少導(dǎo)洞數(shù)目，可采用上三下一或其他導(dǎo)洞數(shù)目組合形式。

第二步：如圖3所示，待下導(dǎo)洞貫通后采用預(yù)制方式施作下導(dǎo)洞內(nèi)條形基礎(chǔ)；在上邊導(dǎo)洞13-3、13-1中施作邊樁11-1、11-2，邊樁外側(cè)與上邊導(dǎo)洞間采用混凝土回填，再模筑邊樁頂冠梁12-1、12-2。在中間導(dǎo)洞13-2和下導(dǎo)洞14之間施工鋼管混凝土柱10，(挖孔護壁下中間立柱)，在各個鋼管混凝土柱的頂部施作頂縱梁2，在各個鋼管混凝土柱的底部施作底縱梁1；

本實施例中，所述頂縱梁與底部條形基礎(chǔ)采用節(jié)段拼裝。

第三步：如圖4所示，超前預(yù)注漿加固地層，預(yù)留核心土，左右對稱開挖，拱部初支下部土體，施作拱部初期支護；

待拱部初期支護完成后，進行斷面上臺階土體開挖，同時對相鄰排樁間側(cè)向土體進行初次襯砌，開挖至邊樁冠梁標(biāo)高位置，在兩側(cè)邊樁間橫向設(shè)置第一道水平支撐22；待第一道水平支撐22完成，繼續(xù)進行下臺階第二層土方開挖，開挖完成后架設(shè)第二道水平支撐21；待第二道水平支撐21完成后，繼續(xù)分層開挖至基地，并對基地進行加固。

實際施工中，支護形式并不僅限于采用橫撐的內(nèi)支撐形式，拉錨式、預(yù)應(yīng)力魚腹梁支撐等等能提供足夠的強度與剛度，保證初支的穩(wěn)定的支護形式皆可采用。

第四步：如圖5所示，在底縱梁1的兩側(cè)采用可實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件拼裝和土方開挖的一體化機械設(shè)備拼裝仰拱。

本實施例中，仰拱按照輕量化原則，由不包含已施工的條形基礎(chǔ)在內(nèi)的四塊組成，分別為圖中仰拱邊塊5-1、5-2和仰拱基底塊4-1、4-2。所述仰拱接頭部位采用榫接，榫槽與榫頭間隙為5-10mm，并在接頭部位設(shè)置密封橡膠條止水帶，構(gòu)件拼合后采用注漿灌注，確保接縫處的防水。

仰拱邊塊5-1、5-2分別與邊樁11-1、11-2固接；仰拱基底塊4-1、4-2分別與底縱梁1固接。

第五步：如圖6所示，在邊樁11-1、11-2內(nèi)側(cè)拼裝預(yù)制側(cè)墻板6與中板3，拆除第二道水平支撐22，側(cè)墻板與仰拱通過螺栓連接，中板置于預(yù)制側(cè)墻板6的牛腿23-1、23-2上。

本實施例中，所述預(yù)制側(cè)墻板6與中板3為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，可增強側(cè)墻與中板的抗彎性能。

本實施例中，預(yù)制中板在扶梯及設(shè)備區(qū)需預(yù)留孔洞。

第六步：如圖7所示，拼裝預(yù)制頂拱，拆除上面剩余第一道水平支撐21，預(yù)制頂拱與預(yù)制側(cè)墻板通過螺栓連接，所述頂拱分為6塊，分別是頂拱第一邊塊7-1、頂拱第一邊塊7-2、頂拱第二邊塊8-1、頂拱第二邊塊8-2、頂拱第三邊塊9-1、頂拱第三邊塊9-2，其中圖中頂拱第二邊塊8-1和頂拱第二邊塊8-2兩塊分別為左右拱關(guān)鍵塊。

其中頂拱第一邊塊7-1、頂拱第一邊塊7-2，分別與預(yù)制側(cè)墻板6連接，頂拱第二邊塊8-1、頂拱第二邊塊8-2一端分別與頂拱第一邊塊7-1、頂拱第一邊塊7-2連接，另一端分別與頂拱第三邊塊9-1、頂拱第三邊塊9-2相連，頂拱第三邊塊9-1、頂拱第三邊塊9-2與頂縱梁2相連。

本實施例中，所述各個頂拱塊之間采用螺栓連接且接縫部位采用密封橡膠止水帶；且拱頂與上邊導(dǎo)洞13-3、13-1之間形成混凝土回填區(qū)15-1、15-2。

第七步：上面的預(yù)制構(gòu)件拼裝完成后，隨即進行壁后注漿，保證支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)密貼。

第八步：最后施作站臺板24等附屬結(jié)構(gòu)，形成如圖8所示完整的車站結(jié)構(gòu)。

進一步的，作為本發(fā)明進一步改進，在各個構(gòu)件接頭部位之間加入抗剪定位楔形銷，楔形銷起到拼裝時定位的作用，可提到二襯拼裝的精度。

作為本發(fā)明進一步改進，本發(fā)明中預(yù)制構(gòu)件混凝土柱中加入纖維，加纖混凝土可提高混凝土的抗裂性能，有較好的防滲效果。

作為本發(fā)明進一步改進，所述預(yù)制側(cè)墻板在相應(yīng)的標(biāo)高位置處設(shè)置有牛腿，設(shè)置牛腿方便中板的安裝。

作為本發(fā)明進一步改進，在各個構(gòu)件接頭接縫處加入遇水膨脹材料，如遇水膨脹水泥混凝土，以增強接縫處防水性能。

作為本發(fā)明進一步改進，在初支與二襯之間以無釘方式鋪設(shè)高分子卷材防水層。

作為本發(fā)明進一步改進，所述第一道水平支撐、第二水平支撐采用型鋼樁或鋼混組合材料，采用型鋼樁或鋼混組合材料作為臨時支撐具有較好的支撐強度，同時這種材料的支撐還能方便在后期拆除，省時省力，比較人化。

從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明的施工方法在二襯上基本采用預(yù)制構(gòu)件拼裝，促進了地下車站施工的產(chǎn)業(yè)化，為地下車站的設(shè)計施工提供了新的思路，推動了地下工程產(chǎn)業(yè)化的進一步發(fā)展；

(2)相較于傳統(tǒng)的明挖施工方法，本發(fā)明的施工方法除豎井施工外，其它施工作業(yè)均在地下進行，既不影響路面交通，不受地面天氣條件限制，也對管線拆遷等影響較小，同時又可減少對附近居民產(chǎn)生噪聲和振動的影響，有利于縮短工期。

(3)本發(fā)明是在PBA工法基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，相較于傳統(tǒng)的PBA工法，在完成初支后，采用預(yù)制構(gòu)件進行主體結(jié)構(gòu)的拼裝，具有施工速度快，經(jīng)濟成本低，質(zhì)量控制有保障的優(yōu)勢；工人施工作業(yè)環(huán)境好，勞動強度低；施工方法簡單、方便，容易施工，能夠有效提高地鐵車站的整體強度和穩(wěn)定性，有效提高了車站的使用壽命。

(4)本發(fā)明的車站斷面形式可形成的內(nèi)部空間更開闊，不僅有利于施工期的預(yù)制構(gòu)件吊裝拼裝，而且在建成后可較好的利用地下空間，適用于客流量大的車站、換乘站。

需要說明是本實施例是本發(fā)明的最優(yōu)選的實施方式，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何屬于本領(lǐng)域的技術(shù)人員都可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施方式。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施方式所作的任何簡單修改、等同變化與改型，皆應(yīng)落入發(fā)明專利保護范圍。