中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系及其施工方法技术

技术编号:19445764 阅读:27 留言:0更新日期:2018-11-14 16:21
本发明专利技术涉及中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系及其施工方法,新建地铁车站自既有地铁车站下方零距离穿越,节点区域内沿新建地铁车站方向施做有中间导洞,中间导洞横向两侧沿既有地铁车站方向施做有侧导洞;中间导洞两端头既有地铁车站侧墙下方、侧导洞两端头新建地铁车站侧墙处、以及节点区域既有地铁车站中柱下方均施做有型钢柱,在节点区域大面积土方开挖前,完成型钢柱竖向托换体系施工。本发明专利技术基于中洞法开挖导洞施做托换体系,迅速完成了竖向承载体系的转换及荷载的有效传递,随后对节点区域剩余土方进行大面积开挖,最后浇筑新建地铁车站的墙柱体系,具有竖向托换体系传力可靠、对既有地铁车站影响小、施工条件好、工期可控等优势。

【技术实现步骤摘要】
中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系及其施工方法
本专利技术属于隧道工程
,具体涉及一种中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系及其施工方法。
技术介绍
随着城市轨道交通线网的不断加密,后续地铁线路建设时,受已建地铁线路与周边环境的影响,在线路走向与铺设方式、空间关系与结构型式、以及施工方法与工程措施等方面的要求更加苛刻。为了实现城市轨道交通各条线路之间的短距离换乘,提升地铁车站服务功能与服务品质,新建地铁车站近距离甚至零距离下穿既有地铁车站的情况越来越多。在新建地铁车站施工过程中,除自身结构安全外,重中之重是确保既有地铁车站的安全运营不受新建工程影响。常规分区域分层多导洞开挖存在开挖断面小、施工工序多、受力体系转换频繁、累计沉降变形明显等不利因素,无法有效保证上方既有地铁车站安全。为将新建地铁车站施工对既有地铁车站的影响程度降到最低,保证既有地铁结构安全和正常运营,需要调整并优化常规穿越工程设计理念与施工工法,将常规工法施工过程中的应力释放与被动控制,调整为主动托换。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系及其施工方法,基于中洞法开挖导洞施做竖向托换体系,最大程度降低新建地铁车站近距离或零距离穿越既有地铁车站施工的不利影响。本专利技术所采用的技术方案为:中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:新建地铁车站在既有地铁车站下方零距离穿越,节点区域内沿新建地铁车站方向施做有中间导洞,中间导洞横向两侧沿既有地铁车站方向施做有侧导洞;中间导洞两端头既有地铁车站侧墙下方、侧导洞两端头既有地铁车站侧墙处、以及中间导洞与侧导洞内既有地铁车站中柱下方均施做有型钢柱。中间导洞两侧设置有侧壁锚喷系统,包括侧壁内打设的锚杆,锚杆端头挂设有钢筋网并喷设混凝土。在侧导洞开挖前,中间导洞内的型钢柱与中间导洞侧壁之间设置有水平临时型钢横撑,水平临时型钢横撑与侧壁锚喷系统焊接固定。中间导洞内既有地铁车站中柱下方的型钢柱底部设置有扩大承台基础。既有地铁车站中柱下方的型钢柱底部焊接有开设螺孔的压型钢板,并通过螺栓固定到扩大承台基础顶面,螺栓采用化学粘结剂和锚固胶胶结固定于扩大承台基础的混凝土基材中。新建地铁车站与既有地铁车站节点区域范围内,新建地铁车站四角设置有型钢柱。节点区域内的型钢柱浇筑于新建地铁车站内主体结构侧墙或新建托换立柱内。新建托换立柱柱顶与既有地铁车站底板均做凿毛处理后,通过环氧树脂粘结剂粘接,并在粘接层中设置多道缓膨性遇水膨胀止水胶。中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系的施工方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:新建地铁车站在既有地铁车站下方零距离穿越,节点区域内沿新建地铁车站方向施做中间导洞,中间导洞进洞前,在既有地铁车站侧墙下方架立型钢柱,然后采用上下台阶法开挖中间导洞,先开挖上台阶,再开挖下台阶,上下台阶错距控制在3~5m,开挖过程中及时对中间导洞两侧围岩进行支护,即对侧壁临时边坡打设锚杆,锚杆倾角15度,然后锚杆端部悬挂钢筋网并初喷混凝土,上台阶两侧围岩支护后,及时施做水平临时型钢支撑,并与两侧初期支护焊接牢固;步骤二:待中间导洞下台阶循环开挖到既有地铁车站中柱附近时,在既有地铁车站中柱位置,及时施做型钢柱下方的扩大承台基础,随后架设型钢柱,型钢柱采用千斤顶预加轴力,使型钢柱处于有效受压状态,满足结构受力和托换要求;步骤三:根据既有地铁车站本身的支撑体系与主体结构底纵梁分布情况,继续开挖中柱前方土体,并在既有地铁车站中柱或边墙下方及时架立型钢柱,确保竖向传力体系可靠;步骤四:完成节点区域中间导洞范围内所有既有地铁车站中柱下方托换的型钢柱施工;步骤五:在中间导洞横向两侧沿既有地铁车站方向施做侧导洞,在侧导洞端头的新建地铁车站侧墙位置处,及时架设型钢柱;步骤六:对节点区域四个角点部位架设型钢柱,完成节点区域竖向承载体系的转换,随后对节点区域剩余土体进行全面开挖,开挖期间注意临时边坡的稳定性;步骤七:浇筑既有地铁车站下方新建地铁车站侧墙与底板,然后浇筑节点区域新建地铁车站立柱,新建地铁车站主体结构砼浇筑期间,将型钢柱直接浇筑在主体结构侧墙或立柱中,完成新建地铁车站结构整体施工。由型钢柱浇筑成的新建地铁车站立柱为新建托换立柱,浇筑新建托换立柱时在其上部预埋可重复用的预埋注浆钢管,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。本专利技术具有以下优点:本专利技术丰富了新建地铁车站近距离或零距离穿越既有地铁车站的设计理念和施工工艺,中洞法导洞初期支护(锚杆、钢筋网、早强喷射混凝土)、水平临时型钢支撑、型钢柱、扩大承台基础及承压钢板、预埋注浆钢管及压注的微膨胀水泥浆、缓膨性遇水膨胀止水条以及浇筑车站主体结构用钢材、混凝土及预铺式防水卷材等,涉及的钢材、水泥浆、防水混凝土以及锚杆打设所用的机械设备等均为常规材料(设备),其相应尺寸为常规类型,便于加工制造;且锚杆的平面布置、数量与长度可根据施工情况进行调整,导洞两侧初期支护与临时型钢支撑的纵向间距可根据施工监测情况灵活调整,以及中洞法化整为零的施工步序,可最大程度降低施工风险,通过采用千斤顶施加预应力和新旧混凝土界面的连接技术,实现托换体系与既有地铁车站结构的有效连接,实现节点区域竖向承载体系的有效转换,确保新旧地铁车站的结构安全。基于中洞法开挖导洞施做托换体系,迅速完成了竖向承载体系的转换,极大地降低了常规群洞开挖施工所引起的时空效应,最大程度降低了新建地铁车站近距离或零距离穿越既有地铁车站施工的不利影响,有效常规分区域分层多导洞开挖存在开挖断面小、施工工序多、受力体系转换频繁、累计沉降变形明显等不利因素,具有较高的经济效益和社会效益,在城市轨道交通、铁路、公路等工程中有广泛的应用前景。附图说明图1为新建竖向托换传力体系及开挖导洞平面布置图。图2为中间导洞开挖及型钢柱剖面示意图。图3为导洞开挖与支护体系示意图。图4为型钢柱与新建托换柱节点大样图。图5为新建地铁车站与既有地铁车站连接节点防水构造图。图中,1-新建地铁车站,2-既有地铁车站,3-新建托换立柱,4-中间导洞,5-水平临时型钢横撑,6-型钢柱,7-扩大承台基础,8-锚杆,9-钢筋网,10-喷射混凝土,11-侧导洞,12-上台阶,13-下台阶,14-螺栓,15-压型钢板,16-环氧树脂粘结剂,17-缓膨性遇水膨胀止水胶,18-预埋注浆钢管,19-预铺式防水卷材,20-预铺式防水卷材加强层,21-螺纹钢筋,22-定位支架。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术涉及中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,新建地铁车站1在既有地铁车站2下方零距离穿越,节点区域内沿新建地铁车站1方向施做有中间导洞4,中间导洞4横向两侧沿既有地铁车站2方向施做有侧导洞11。中间导洞4两端头既有地铁车站2侧墙下方、侧导洞11两端头既有地铁车站2侧墙处、以及中间导洞4与侧导洞11内既有地铁车站2中柱下方均施做有型钢柱6。型钢柱6布置在既有地铁车站2中柱或侧墙等主要竖向受力构件下方,以可以实现节点区域竖向承载体系的有效传力。中间导洞4两侧设置有侧壁锚喷系统,包括侧壁内打设的锚杆8,锚杆8端头挂设有钢筋网9并喷射混凝土。在侧导洞开挖前,中间导洞4内的型钢柱6与中间导洞4侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:新建地铁车站(1)在既有地铁车站(2)下方零距离穿越,节点区域内沿新建地铁车站(1)方向施做有中间导洞(4),中间导洞(4)横向两侧沿既有地铁车站(2)方向施做有侧导洞(11);中间导洞(4)两端头既有地铁车站(2)侧墙下方、侧导洞(11)两端头既有地铁车站(2)侧墙处、以及中间导洞(4)与侧导洞(11)内既有地铁车站(2)中柱下方均施做有型钢柱(6)。

【技术特征摘要】
1.中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:新建地铁车站(1)在既有地铁车站(2)下方零距离穿越,节点区域内沿新建地铁车站(1)方向施做有中间导洞(4),中间导洞(4)横向两侧沿既有地铁车站(2)方向施做有侧导洞(11);中间导洞(4)两端头既有地铁车站(2)侧墙下方、侧导洞(11)两端头既有地铁车站(2)侧墙处、以及中间导洞(4)与侧导洞(11)内既有地铁车站(2)中柱下方均施做有型钢柱(6)。2.根据权利要求1所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:中间导洞(4)两侧设置有侧壁锚喷系统,包括侧壁内打设的锚杆(8),锚杆(8)端头挂设有钢筋网(9)并喷设混凝土。3.根据权利要求2所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:在侧导洞开挖前,中间导洞(4)内的型钢柱(6)与中间导洞(4)侧壁之间设置有水平临时型钢横撑(5),水平临时型钢横撑(5)与侧壁锚喷系统焊接固定。4.根据权利要求1所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:中间导洞(4)内既有地铁车站(2)中柱下方的型钢柱(6)底部设置有扩大承台基础(7)。5.根据权利要求4所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:既有地铁车站(2)中柱下方的型钢柱(6)底部焊接有开设螺孔的压型钢板(15),并通过螺栓(14)固定到扩大承台基础(7)顶面,螺栓(14)采用化学粘结剂和锚固胶胶结固定于扩大承台基础(7)的混凝土基材中。6.根据权利要求1所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:新建地铁车站(1)与既有地铁车站(2)节点区域范围内,新建地铁车站(1)四角设置有型钢柱(6)。7.根据权利要求1所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:节点区域内的型钢柱(6)浇筑于新建地铁车站(1)内主体结构侧墙或新建托换立柱(3)内。8.根据权利要求7所述的中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系,其特征在于:新建托换立柱(3)柱顶与既有地铁车站(2)底板均做凿毛处理后,通过环氧树脂粘结剂(16)粘接,并在粘接层中设置多道缓膨性遇水膨胀止水胶(17)。9.中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系的施工方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴志仁胡瑞青李润轩王俊郭亮王立新马晓波康华王天明李谈高志宏李储军贾少春曹伟杨沛敏翁木生毛念华张海汪珂王博王春希段亚刚
申请(专利权)人:中铁第一勘察设计院集团有限公司
类型:发明
国别省市:陕西,61

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