全文摘要
本发明公开了一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，通过设置围护桩、分隔桩和临时立柱，将地下车站的修建分成两个单独的操作区块，可减少施工对既有管线的影响，降低车站施工的风险和难度；临时立柱有利于无柱车站顶板的浇筑和所承受荷载的转换，同时其上部区域还可为容纳市政地下管线提供空间，有利于车站主体结构的施工。另外，通过管线的迁移，可避免地下车站基坑开挖和主体浇筑时无处放置地下管线的问题，有利于保护市政管线。本发明中的车站修建降低了无柱车站施工期间对地下管线干扰和改迁设置难的突出问题，并有利于无柱车站主体结构的施工，具有车站结构简单、施工工艺少、施工难度小、造价相对较低和使用范围广等的优点。
主设计要求
1.一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在待建车站的位置设置围挡(1)，并将确定基坑边缘位置的围护桩(2)钉入地面以下，再从基坑中部钉入分隔桩(3)，然后在分隔桩(3)一侧预埋临时立柱(4)；所述围护桩(2)和分隔桩(3)的顶部与地面平齐，且围护桩(2)的长度大于基坑的深度，分隔桩(3)的长度不小于基坑深度的一半，所述临时立柱(4)埋入地面以下；S2：挖走分隔桩(3)预埋有临时立柱(4)一侧厚度为1～1.5m的表层土体，使围护桩(2)与分隔桩(3)的顶部露出，并整理出地下管线，将其改迁至围挡(1)与围护桩(2)之间的地面上，然后在围护桩(2)和分隔桩(3)的顶端浇筑冠梁(5)，并在两者的冠梁(5)之间浇筑横撑(6)，所述横撑(6)的宽度为0.5～0.8m，每两根横撑(6)之间的水平间距为8～12m；S3：继续向下挖掘至临时立柱(4)顶部露出，然后在挖出的土坑侧壁浇筑侧墙(7)，并在临时立柱(4)的顶部浇筑冠梁(5)，再在临时立柱的冠梁(5)上浇筑拉杆板(8)，所述拉杆板(8)一端固定在所述侧墙(7)上，另一端延伸至分隔桩(3)并在其上方浇筑有挡墙(9)，所述挡墙(9)顶端与地面平齐，底端与拉杆板(8)平齐；S4：在拉杆板(8)上方浇筑拱形顶板(10)，所述拱形顶板(10)一端与侧墙(7)的上端相接，另一端紧挨挡墙(9)；S5：按照S2中的方法对分隔桩(3)另一侧的基坑进行处理，将处理过程中所整理出的管线与S2中整理出的管线一起改迁到已经浇筑好的拱形顶板(10)上方，并拆除分隔桩(3)；S6：继续沿基坑两侧的围护桩(2)向下挖掘，直至基坑完全成型；浇筑补齐基坑两侧的侧墙(7)，并在侧墙(7)中部浇筑中间楼板(13)；S7：在基坑底部浇筑弧形底板(11)，所述弧形底板(11)的两端分别与基坑两侧的侧墙(7)底端相接；S8：浇筑基坑另外一侧的拉杆板(8)和拱形顶板(10)，并将其与对侧的拉杆板(8)和拱形顶板(10)连成整体；S9：拆除车站内部区域中的临时立柱(4)，并浇筑站台(14)；S10：拆除挡墙(9)并在拱形顶板(10)上部回填土体，恢复地面后拆除围挡(1)，完成车站的修建。
设计方案
1.一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在待建车站的位置设置围挡(1)，并将确定基坑边缘位置的围护桩(2)钉入地面以下，再从基坑中部钉入分隔桩(3)，然后在分隔桩(3)一侧预埋临时立柱(4)；所述围护桩(2)和分隔桩(3)的顶部与地面平齐，且围护桩(2)的长度大于基坑的深度，分隔桩(3)的长度不小于基坑深度的一半，所述临时立柱(4)埋入地面以下；
S2：挖走分隔桩(3)预埋有临时立柱(4)一侧厚度为1～1.5m的表层土体，使围护桩(2)与分隔桩(3)的顶部露出，并整理出地下管线，将其改迁至围挡(1)与围护桩(2)之间的地面上，然后在围护桩(2)和分隔桩(3)的顶端浇筑冠梁(5)，并在两者的冠梁(5)之间浇筑横撑(6)，所述横撑(6)的宽度为0.5～0.8m，每两根横撑(6)之间的水平间距为8～12m；
S3：继续向下挖掘至临时立柱(4)顶部露出，然后在挖出的土坑侧壁浇筑侧墙(7)，并在临时立柱(4)的顶部浇筑冠梁(5)，再在临时立柱的冠梁(5)上浇筑拉杆板(8)，所述拉杆板(8)一端固定在所述侧墙(7)上，另一端延伸至分隔桩(3)并在其上方浇筑有挡墙(9)，所述挡墙(9)顶端与地面平齐，底端与拉杆板(8)平齐；
S4：在拉杆板(8)上方浇筑拱形顶板(10)，所述拱形顶板(10)一端与侧墙(7)的上端相接，另一端紧挨挡墙(9)；
S5：按照S2中的方法对分隔桩(3)另一侧的基坑进行处理，将处理过程中所整理出的管线与S2中整理出的管线一起改迁到已经浇筑好的拱形顶板(10)上方，并拆除分隔桩(3)；
S6：继续沿基坑两侧的围护桩(2)向下挖掘，直至基坑完全成型；浇筑补齐基坑两侧的侧墙(7)，并在侧墙(7)中部浇筑中间楼板(13)；
S7：在基坑底部浇筑弧形底板(11)，所述弧形底板(11)的两端分别与基坑两侧的侧墙(7)底端相接；
S8：浇筑基坑另外一侧的拉杆板(8)和拱形顶板(10)，并将其与对侧的拉杆板(8)和拱形顶板(10)连成整体；
S9：拆除车站内部区域中的临时立柱(4)，并浇筑站台(14)；
S10：拆除挡墙(9)并在拱形顶板(10)上部回填土体，恢复地面后拆除围挡(1)，完成车站的修建。
2.根据权利要求1所述的地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，其特征在于：S1中钉入基坑一侧的围护桩(2)按0.8～2m的间距均匀分布。
3.根据权利要求1所述的地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，其特征在于：S6中在挖掘基坑时，随着地层的开挖从上到下依次设置有若干支撑杆(15)，所述支撑杆(15)两端分别与基坑两侧的围护桩(2)相连接；侧墙(7)的补齐从下到上进行，补齐过程中从下到上依次拆除支撑杆(15)，并在侧墙(7)的上部和下部各设一排倒撑(12)。
4.根据权利要求3所述的地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，其特征在于：所述支撑杆(15)和倒撑(12)为直径为600～1000mm的钢管。
设计说明书
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法。
背景技术
以地铁为代表的城市轨道交通在担负城市客运中发挥着骨干的运输作用。当前一个城市是否进入现代化的重要标志就是是否修建了以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通。为缓解城市客流压力，向城市居民提供快捷、安全和舒适的出行交通模式，城市轨道交通线路往往是沿着城市的主客流方向或主干道方向进行设置。就我国城市轨道交通建设的现状分析，地铁线路中的车站一般设置在城市中建筑物密集或客流量较大的区域。而在这些区域内为满足城市居民生活与生产的需要，往往在地下敷设有众多繁杂的市政管线，其包括城市管网中的给排水管道、天然气管道、电力电缆、通信电缆和北方城市中的供热管道等各种不同用途的市政管线。因此，在该区域修建城市轨道交通地下车站时就需要对地下既有的市政管线进行探测与保护。虽然在修建轨道交通地下车站时对地下车站范围内的市政管线采取了各种保护措施，但由于地层条件的复杂性以及埋地管线的不同状况，在城市中修建轨道交通地下车站期间破坏地下市政管线的事件仍然时有发生，严重时还造成了人员伤亡和财产损失。由于市政管线属于城市的生命线，为便于运营和管理，同时提升城市市容环境，在城市建设中均采用埋入地下的方式来铺设各种市政管线。这对城市轨道交通地下车站站位的选择和修建带来了不少的困难。因此在修建城市轨道交通地下车站时如何保护车站范围内既有的地下市政管线是必须要考虑的技术问题。此外，在城市地面高层建筑密集区，由于高层建筑的基础较深，加之场地狭窄，在设计地下车站时，为满足客流进出和疏散的需要，一般可将车站设计为无柱的拱形结构。当城市轨道交通线路中的无柱拱形车站所处地段的地下敷设有不同的市政管线且车站又处于浅埋状况时，通常采用明挖或盖挖法来修建地下车站。此时，就必须要考虑对车站范围内地下既有管线的改移或保护。因此，在城市地面建筑物密集且地下管线繁杂的地段修建无柱地下车站时，如何改迁或保护车站范围内既有的地下市政管线就成为车站修建中需要亟待解决的一个技术难题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，以解决地下管线密集区域的轨道交通车站修建困难的技术问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，包括以下步骤：
S1：在待建车站的位置设置围挡，并将确定基坑边缘位置的围护桩钉入地面以下，再从基坑中部钉入分隔桩，然后在分隔桩一侧预埋临时立柱；围护桩和分隔桩的顶部与地面平齐，且围护桩的长度大于基坑的深度，分隔桩的长度不小于基坑深度的一半，临时立柱埋入地面以下；
S2：挖走分隔桩预埋有临时立柱一侧厚度为1～1.5m的表层土体，使围护桩与分隔桩的顶部露出，并整理出地下管线，将其改迁至围挡与围护桩之间的地面上，然后在围护桩和分隔桩的顶端浇筑冠梁，并在两者的冠梁之间浇筑横撑，横撑的宽度为0.5～0.8m，每两根横撑之间的水平间距宜为8～12m；
S3：继续向下挖掘至临时立柱顶部露出，然后在挖出的土坑侧壁浇筑侧墙，并在临时立柱的顶部浇筑冠梁，再在临时立柱的冠梁上浇筑拉杆板，拉杆板一端固定在侧墙上，另一端延伸至分隔桩并在其上方浇筑有挡墙，挡墙顶端与地面平齐，底端与拉杆板平齐；
S4：在拉杆板上方浇筑拱形顶板，拱形顶板一端与侧墙的上端相接，另一端紧挨挡墙；
S5：按照S2中的方法对分隔桩另一侧的基坑进行处理，将处理过程中所整理出的管线与S2中整理出的管线一起改迁到已经浇筑好的拱形顶板上方，并拆除分隔桩；
S6：继续沿基坑两侧的围护桩向下挖掘，直至基坑完全成型；浇筑补齐基坑两侧的侧墙，并在侧墙中部浇筑中间楼板；
S7：在基坑底部浇筑弧形底板，弧形底板的两端分别与基坑两侧的侧墙底端相接；
S8：浇筑基坑另外一侧的拉杆板和拱形顶板，并将其与对侧的拉杆板和拱形顶板连成整体；
S9：拆除车站内部区域的临时立柱，并浇筑站台；
S10：拆除挡墙并在拱形顶板上部回填土体，恢复地面后拆除围挡，完成车站的修建。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，S1中钉入基坑一侧的围护桩按0.8～2m的间距均匀分布。
进一步，S6中在挖掘基坑时，随着地层的开挖从上到下依次设置有若干支撑杆，支撑杆两端分别与基坑两侧的围护桩相连接；侧墙的补齐从下到上进行，补齐过程中从下到上依次拆除支撑杆，并在侧墙的上部和下部各设一排倒撑。
进一步，支撑杆和倒撑为直径为600～1000mm的钢管。
本发明的有益效果是：
与现有的在城市地下管线密集区修建地铁与轻轨等浅埋地下车站时受既有地下管线影响大且管线对施工干扰多的方法相比，本发明针对城市地下管线密集区的特点，在地面设置围挡，并根据车站基坑的大小在基坑的中部设置分隔桩和临时立柱。采用分隔桩将基坑的上半部地层分割为左右两个区域。先开挖左侧区域的地层，并将左侧区域地层中的既有管线临时迁改到地面一侧，进而减少左侧坑内施工对既有管线的影响，又由于临时改迁了此区域既有的地下管线，消除了管线对车站基坑开挖和浇筑无柱车站左侧拉杆板和拱形顶板时产生的干扰，减低了车站施工的风险和难度。
此外，在开挖车站基坑右侧区域的地层时，可将该侧区域既有的地下管线与左侧已经改移到地面的管线一并再次迁移到左侧已开挖和浇筑车站拱顶的区域内，有利于保护和改迁管线，同时在右侧区域的坑内还可满足敷设新的市政管线。采用本发明的管线改迁方法有利于修建地下车站时改迁与保护既有的地下管线，避免在地下车站基坑开挖和主体结构浇筑期间无处放置地下管线的突出问题。有利于车站基坑的开挖和主体结构的浇筑，减少了对地下车站施工区域城市生命线的干扰与破坏，有利于保护市政管线。
此外，通过设置的临时立柱，在基坑上半部地层分左右区域进行开挖期间还可以起到支撑无柱车站的部分拉杆板和部分拱形顶板，有利于无柱车站顶板的浇筑和所承受荷载的转换。同时其上部区域还可为容纳市政地下管线提供空间，有利于车站主体结构的施工，降低了无柱车站主体结构施工的风险。
此外，在基坑上部左右两侧先行开挖的区域通过基坑围护桩、分隔桩、挡墙及其顶端冠梁与横撑的组合来设置临时路面，也可用于恢复基坑开挖期间基坑一侧的地面交通，有利于减少车站施工期间对城市地面交通的干扰。
与现有的地下管线密集区修建无柱地下车站的方法相比，本发明的适用于城市地下管线密集区域修建轨道交通地下无柱车站的修建方法，降低了无柱车站施工期间对地下管线干扰和改迁设置难的突出问题，并有利于无柱车站主体结构的施工，具有车站结构简单、施工工艺少、施工难度小、造价相对较低和使用范围广等的优点。
附图说明
图1为本发明的地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法示意图；
图2为围护桩和分隔桩以及临时立柱的安装示意图；
图3为单侧横撑浇筑示意图；
图4为管线改迁及单侧拉杆板浇筑示意图；
图5为单侧拱形顶板浇筑示意图；
图6为管线改迁及对侧基坑处理示意图；
图7为基坑挖掘示意图；
图8为侧墙及弧形底板浇筑示意图；
图9为拉杆板与拱形顶板拼装示意图；
图10为站台浇筑示意图；
其中，1、围挡；2、围护桩；3、分隔桩；4、临时立柱；5、冠梁；6、横撑；7、侧墙；8、拉杆板；9、挡墙；10、拱形顶板；11、弧形底板；12、倒撑；13、中间楼板；14、站台；15、支撑杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，说明书涉及到的上、下、左、右等方位名词只是为了便于对本发明的技术方案进行更好的说明，并不以任何方式对本发明的保护范围进行限定。
本发明的实施例中，如图1～10所示，公开了一种地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法，该方法先在地下埋设密集管线的待建城市轨道交通地下无柱车站区域的地面竖立一圈围挡1，并在围挡1围护的待建地下无柱车站的基坑周边地层中设置一圈基坑围护桩2，围护桩2用于确定基坑的边缘，同时起到固定基坑边墙的作用，防止在挖掘过程中，基坑发生塌陷等危险，本发明附图1中的围护桩2分为左侧围护桩和右侧围护桩。围护桩2为钢筋混凝土结构，其横截面可以为方柱，也可以为圆柱，采用钻井预埋或外力钉入的方式进行安装；围护桩2的长度大于基坑的开挖深度，如图1所示，安装时，其顶部基本与地面平齐，并且基坑单侧的围护桩2以0.8～2.0m的间距均匀排布。在围挡1围护的区域内从中间位置的地面向地层中插入分隔桩3和临时立柱4，分隔桩3和临时立柱4为钢筋混凝土结构，分隔桩3将车站基坑上半部的地层分割为左侧和右侧区域，分隔桩3的长度不小于基坑开挖深度的一半；临时立柱4设置在分隔桩3的左侧或右侧，其顶端高程低于基坑的地面高程，其在地层中的长度大于基坑的开挖深度。在设置有临时立柱4的一侧紧靠分隔桩3的位置设置有挡墙9。在左侧围护桩、右侧围护桩、分隔桩3、临时立柱4和挡墙9的顶端还设置有冠梁5，如图1所示。
在待建地下车站所处区域的地层中分别已经埋设有若干市政管道和线缆，为便于阐述本发明的技术特征，在本发明中以01表示既有的地下管道，02表示既有的地下线缆。
下面是对地下管线密集区域的轨道交通无柱车站修建方法进行具体说明：
步骤一：在待修建车站的地面设置围护施工区域的围挡1；
步骤二：在围挡1围护的区域内沿待建地下车站开挖基坑的周边钉入围护基坑的围护桩2，本发明中的围护桩2包括基坑左右两侧所设置的左侧围护桩和右侧围护桩，左侧围护桩和右侧围护桩相对设置，单侧的围护桩以0.8～2.0m的水平间距均匀排布，如图2所示；
步骤三：在围护桩2围护的基坑范围内由地面的中间区域分别设置分隔桩3和临时立柱4，用分隔桩3将车站基坑上半部的地层分割为左、右两个区域，临时立柱4设置在已被分隔桩3分割的左侧或右侧区域地层中，为阐述本发明中的技术特征，本发明中的临时立柱4设置在基坑左侧区域地层中，如图2所示；
步骤四：开挖破除位于左侧围护桩2与分隔桩3之间即左侧区域内自地面以下厚度为1～1.5m的地层，使围护桩2与分隔桩3的顶部露出，并分别在开挖后的坑内浇筑左侧围护桩2和分隔桩3顶端的冠梁5，并在两者的冠梁5之间浇筑左侧横撑6，左侧横撑6的宽度为0.5～0.8m，每两根左侧横撑6之间的水平间距宜为8～12m，如图3所示；
步骤五：开挖左侧围护桩2与分隔桩3之间即左侧区域的下部地层，并将该区域地层中既有的地下管道01以及既有的地下线缆02分别改迁到临近围挡1附近的地面上，如图4所示；
步骤六：继续挖除左侧围护桩2和分隔桩3之间的地层，使坑底的底面高程与临时立柱4的顶面高程平齐(露出临时立柱4的顶部，方便浇筑冠梁)，在该坑内浇筑临时立柱4顶端的冠梁5，在土坑左侧浇筑部分侧墙7，在冠梁5的顶面浇筑拉杆板8，拉杆板8一端固定在侧墙7上，另一端延伸至分隔桩3，并且在拉杆板8延伸至分隔桩3的一端上部浇筑挡墙9，挡墙9紧靠分隔桩3设置，其顶端浇筑有冠梁5，并且与地面平齐，底端与拉杆板8平齐；将坑内左侧横撑6与分隔桩3顶端的冠梁5相连接的一端调整到与挡墙9顶端的冠梁5相连接，如图4所示；
步骤七：在已浇筑车站左侧区域的侧墙7和拉杆板8的上部浇筑车站左侧区域的拱形顶板10，拱形顶板10一端与侧墙7的上端相接，另一端紧挨挡墙9；如图5所示；
步骤八：破除右侧围护桩2与分隔桩3之间自地面起一定厚度的地层(1～1.5m)，并在挖除地层的基坑内浇筑右侧围护桩2顶端的冠梁5，设置同时与分隔桩3和右侧围护桩2顶端冠梁5相连接的右侧横撑6，并将左侧横撑与右侧横撑连接为一个整体；如图6所示；
步骤九：继续开挖右侧围护桩2与分隔桩3之间的下部地层，并将该区域内既有的地下管道01以及既有的地下线缆02与左侧开挖区域已被临时改迁到地面的既有的地下管道01以及既有的地下线缆02一并再次改迁到左侧已浇筑拱形顶板10的上方基坑区域内，如图6所示；
步骤十：继续开挖右侧围护桩2与分隔桩3之间下部的地层，并随着下部地层的开挖逐步拆除分隔桩3；
步骤十一：从右侧围护桩2与挡墙9之间已经开挖出的空间向下和向左继续开挖车站基坑范围全部的地层，随着地层的开挖从上到下依次设置2～4排用于支撑左侧围护桩和右侧围护桩的支撑杆15，直至开挖到车站弧形底板11的底面高程；支撑杆15采用直径为600～1000mm的钢管制成，如图7所示；
步骤十二：从车站基坑的底面开始浇筑车站的弧形底板11和基坑两侧的侧墙7的下端部分，并随着侧墙7的浇筑分别自下而上依次拆除围护桩2之间的支撑杆15，在自下而上浇筑完侧墙7的同时依次设置支撑侧墙7的倒撑12，并浇筑车站的中间楼板13，倒撑12设置有两排，分别位于中间楼板13上方和下方；倒撑12采用直径为600～1000mm的钢管制成，如图8所示；
步骤十三：浇筑右侧围护桩2与挡墙9之间的车站拉杆板8，并将挡墙9两侧的拉杆板8连接成一个整体，如图9所示；
步骤十四：浇筑右侧围护桩2与挡墙9之间车站的拱形顶板10，并将挡墙9两侧的拱形顶板10连接成一个整体，如图9所示；
步骤十五：在车站拱形顶板10上部的右侧空间区域内再铺设或安装新的市政管道和新的市政线缆，如图10所示；
步骤十六：逐步分段拆除车站内部的临时立柱4，逐段浇筑车站的站台14，如图10所示；
步骤十七：分段拆除挡墙9，并在车站拱形顶板10的上部区域回填土体，逐段拆除地面的围挡1，恢复地面，完成车站的修建。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910182554.0
申请日:2019-03-12
公开号:CN109868838A
公开日:2019-06-11
国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN109868838B
授权时间:20191126
主分类号:E02D29/045
专利分类号:E02D29/045
范畴分类:36C;36E;
申请人:西南交通大学
第一申请人:西南交通大学
申请人地址:610031 四川省成都市二环路北一段111号
发明人:周晓军;张拳;章春炜;周高烽;赖亚林;蔡鹏麟;陈征宜;吴冰强;郭建;朱东峰;苏志刚;姜怀祖;景文琦;李战军
第一发明人:周晓军
当前权利人:西南交通大学
代理人:郭艳艳
代理机构:51229
代理机构编号:成都正华专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计