一种中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系制造技术

本实用新型专利技术涉及一种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。本实用新型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。

A underpinning system for zero-distance crossing of existing metro stations by means of Mid-tunnel method

The utility model relates to a underpinning system for zero-distance crossing of existing metro stations by a middle-hole method. A new metro station crosses zero-distance below the existing metro station. A middle guide hole is arranged along the direction of the new metro station in the node area, and a side guide hole is arranged along the direction of the existing metro station on both sides of the transverse direction of the middle guide hole; and a side guide hole is arranged under the side wall of the existing metro station at both ends of the middle guide hole. Sectional steel columns are installed at the side walls of newly built metro stations at both ends of the tunnel and under the central columns of existing metro stations in the joint area. Before large-scale earthwork excavation in the joint area, the vertical underpinning system of section steel columns is completed. Based on the underpinning system of the pilot tunnel excavated by the middle tunnel method, the utility model quickly completes the transformation of the vertical bearing system and the effective transmission of the load, then excavates the remaining earthwork in the joint area in a large area, and finally pours the wall-column system of the newly built Metro station, which has the advantages of reliable vertical underpinning system, small impact on the existing metro station, good construction conditions and controllable construction period. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种中洞法零距离穿越既有地铁车站的托换体系
本技术属于隧道工程
，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。
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，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。本技术所采用的技术方案为：一种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。本技术具有以下优点：本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技术进行详细的说明。本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。锚杆8可考虑采用三根螺纹钢筋21，采用双面焊接且焊缝长度不少于5倍钢筋直径，沿锚杆8轴线方向每隔2m设置一个对中器，即定位支架22，与螺纹钢筋21钢材焊接牢固，保证螺纹钢筋21位置准确。钢筋网9采用三级钢，喷射混凝土10采用C25早强混凝土。导洞中间部位架立水平临时型钢支撑5作为临时仰拱。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。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。新建地铁车站1与既有地铁车站2节点区域范围，新建地铁车站1四角设置也设有型钢柱6。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，即新建地铁车站主体结构浇筑期间，型钢柱6不拆除。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，构成粗糙面以提高粘结性，并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。上述零距离穿越既有地铁车站的竖向托换体系的施工方法，包括以下步骤：步骤一：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方向施做中间导洞4，中间导洞4进洞前，在既有地铁车站2侧墙下方架立型钢柱6，然后采用上下台阶法开挖中间导洞4，先开挖上台阶12，再开挖下台阶13，上下台阶错距控制在3～5m，开挖过程中及时对中间导洞4两侧围岩进行支护，即对侧壁临时边坡打设锚杆8，锚杆倾角15度，然后锚杆8端部悬挂钢筋网9并初喷混凝土，上台阶12两侧围岩支护后，及时施做水平临时型钢支撑5，并与两侧初期支护焊接牢固；步骤二：待中间导洞4下台阶13循环开挖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种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】
1.一种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所述的一种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所述的一种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所述的一种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（...

【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：新型
国别省市：陕西,61