CN116378756B - 一种地铁挂壁风道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁挂壁风道施工方法，所述施工方法包括以下步骤：地铁车站主体施工；L型挡墙施工；竖向支撑体系施工；挂壁风道结构施工；其中，挂壁风道具有多层，挂壁风道结构施工包括以下步骤：上一层挂壁风道施工；该层挂壁风道内竖向支撑体系破除；下一层挂壁风道施工；重复以上步骤；或，挂壁风道结构施工包括以下步骤：挂壁风道逐层逆作施工；竖向支撑体系破除。所述地铁挂壁风道施工方法采用L型挡墙+悬臂半桩+盖挖支撑冠梁+格构柱形成临时支撑体系，以结构顶板不覆土或低荷载为前提，采用廉价且工艺简单的格构柱替代了造价较高的盖挖钢管柱，最后用后浇的混凝土中柱托换格构柱，最大限度的降低了工程造价。

Description

一种地铁挂壁风道施工方法

技术领域

本发明属于地铁施工技术领域，具体涉及一种地铁挂壁风道施工方法。

背景技术

地铁工程车站及附属结构施工时，现有技术中以明挖施工为主，且先施工车站主体结构，后施工附属结构。

明挖地铁挂壁风道与车站结构共用一排围护结构，明挖挂壁风道结构由下向上逐层施工，在与车站围护桩接触部位间断布置底板、中板、顶板等混凝土板撑。前期结构施工完成后，保留各层结构板竖向模板支撑体系，再由上向下凿除顶板、中板、底板上的先期后浇带部位的围护结构，然后由下向上依次施工底板、侧墙、中板、顶板的后期后浇带结构，后期后浇带结构施工方法和顺序同前期后浇带一致。

现有施工方法的缺陷在于：

1、凿除先期后浇带上的围护结构时，凿除作业空间狭小，无法采用机械化作业，只能人工凿除，不仅效率低下，还存在高安全风险；

2、挂壁风道具有多层，围护结构凿除时，按层依次凿除，且每层均分为两次凿除，施工次数多，增加了工期，导致施工成本增大；

3、后浇带施工、凿除及再施工时，均需在施工缝处进行防水和外包防水作业，且由于前两个缺陷，施工缝存在个数多且不平整的现象，马牙槎式的施工缝极大增加了防水作业的难度；

4、后浇带施工、凿除及再施工导致施工处钢筋接头密集，且接头处多为短钢筋，结构强度和整体性差，使得挂壁风道的结构可靠性降低；

5、施工时存在工序转换、结构受力体系转换频繁的问题，影响了挂壁风道的结构可靠性；且后浇带施工工期长，进一步增加了工期。

发明内容

本发明的目的是提供一种地铁挂壁风道施工方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种地铁挂壁风道施工方法，包括以下步骤：

地铁车站主体施工；

L型挡墙施工；

竖向支撑体系施工；

挂壁风道结构施工；

其中，挂壁风道具有多层，挂壁风道结构施工包括以下步骤：上一层挂壁风道施工；该层挂壁风道内竖向支撑体系破除；下一层挂壁风道施工；重复以上步骤；

或，挂壁风道结构施工包括以下步骤：挂壁风道逐层逆作施工；竖向支撑体系破除。

在一种可能的设计中，L型挡墙施工包括以下步骤：

车站顶板上施作L型挡墙，且L型挡墙紧贴车站冠梁的内侧；

L型挡墙达到设计强度后土方分层回填；

碾实土方；

相应地，车站主体包括所述车站顶板和所述车站冠梁。

在一种可能的设计中，竖向支撑体系施工包括以下步骤：

格构柱及车站围护结构施工；

冠梁浅基坑挖掘；

悬臂半桩、悬臂半桩桩顶冠梁和盖挖支撑冠梁施工。

在一种可能的设计中，车站围护结构包括车站围护桩和风道围护桩，车站围护桩连接车站主体，风道围护桩相对车站围护桩设置；冠梁浅基坑下方设有所述风道围护桩，悬臂半桩和盖挖支撑冠梁均设置在风道围护桩的顶面上。

在一种可能的设计中，格构柱的上方设有灌沙填实层，格构柱的下方设有立柱桩，且立柱桩位于挂壁风道的下方。

在一种可能的设计中，挂壁风道施工包括以下步骤：开挖土方形成基坑，且凿除车站围护结构；基坑平整；坑底混凝土垫层施工；基坑侧墙防水层施工；搭设模板支撑体系并施工挂壁风道；模板支撑体系拆除。

在一种可能的设计中，土方开挖至顶板下2-2.4米；混凝土垫层厚度为10-18厘米，且选用标号为C15、C20、C25或C30的混凝土。

在一种可能的设计中，挂壁风道结构施工还包括以下步骤：覆土回填；碾压施工。

有益效果：

所述地铁挂壁风道施工方法采用L型挡墙+悬臂半桩+盖挖支撑冠梁+格构柱形成临时支撑体系，在后浇混凝土墙、柱达到设计强度时托换格构柱。该方法吸取了盖挖逆作法的施工思路，以结构顶板不覆土或低荷载为前提，采用廉价且工艺简单的格构柱替代了造价较高的盖挖钢管柱，最后用后浇的混凝土中柱托换格构柱，最大限度的降低了工程造价。

从上向下依次施工多层的挂壁风道，挂壁风道与车站主体之间的围护结构可在车站顶板上的L型挡墙的保护下随土方开挖同步采用机械设备凿除，缩短了凿除作业工期，降低了凿除作业施工风险。挂壁风道中，层板、侧墙与车站主体之间可一次性整体连接施工，直接优化并取消了平面复杂的马牙槎式后浇带分批施工工序，最大限度的缩短了工期；较少了结构钢筋接头数量，提高了结构整体性；优化了施工缝，结构防水和外包防水处理简单化，防水效果明显提高。

利用机械设备取代实现车站围护结构和格构柱的拆除，缩短工期并提高了施工安全性。工序转换、结构受力体系转换次数少，保证了挂壁风道的结构可靠性。

附图说明

图1为一种地铁挂壁风道施工方法的结构示意图。

图2为挂壁风道的结构示意图。

图3为拆除格构柱后，挂壁风道的结构示意图。

图4为竖向支撑体系施工的流程示意图。

图5为施工顶板的流程示意图。

图6为施工中板的流程示意图。

图7为拆除负一层格构柱的流程示意图。

图8为施工底板的流程示意图。

图9为拆除负二层格构柱的流程示意图。

图中：

1、车站主体；2、L型挡墙；3、车站冠梁；4、顶板；5、盖挖支撑冠梁；6、悬臂半桩；7、风道围护桩；8、侧墙；9、格构柱；10、中板；11、中柱；12、车站围护桩；13、底板；14、立柱桩；15、层板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

实施例1：

如图1-图9所示，一种地铁挂壁风道施工方法，包括以下步骤：

S100：地铁车站主体1施工。

其中，挂壁风道为地铁车站的附属结构，故优先施工地铁车站主体1部分，在地铁车站主体1部分施工完成后，再开始附属结构的施工。

S200：L型挡墙2施工。

其中，L型挡墙2可以缩短挂壁风道的长度，以降低工程造价；也可以作为桥台，起到护台及连接作用。同时，L型挡墙2即为悬臂式挡土墙，施工完成后需回填土方，以稳定L型挡墙2。

进一步，步骤S200：L型挡墙2施工包括以下步骤：

S201：车站顶板4上施作L型挡墙2，且L型挡墙2紧贴车站冠梁3的内侧；

S202：L型挡墙2达到设计强度后土方分层回填；

S203：碾实土方。

容易理解的，回填土方优选之前施工挖走的土方，实现重复利用，也有助于降低工程造价。

相应地，车站主体1包括所述车站顶板4和所述车站冠梁3。基于此，对L型挡墙2所在的位置进行限制，以提高L型挡墙2的结构强度，以便后期配合竖向支撑体系形成临时支撑体系，在挂壁风道结构施工过程起到支撑作用。

S300：竖向支撑体系施工。

挂壁风道结构施工过程中，竖向支撑体系起到支撑作用；挂壁风道结构施工完成后，即可拆除至少部分竖向支撑系统，实现支撑结构的托换，也使得挂壁风道通畅，以便后续使用。

L型挡墙2与竖向支撑体系形成临时支撑体系，该临时支撑体系取代了现有技术中的围护结构，基于L型挡墙2所提供的支撑力及挂壁风道达到设计强度后的结构强度，可以一次性拆除至少部分竖向支撑系统。相比较于现有技术，大大减少了破除次数，降低了防水作业的次数和难度，缩短了工期，降低了工程造价。

进一步，步骤S300：竖向支撑体系施工包括以下步骤：

S301：格构柱9及车站围护结构施工；

S302：冠梁浅基坑挖掘；

S303：悬臂半桩6、悬臂半桩6桩顶冠梁和盖挖支撑冠梁5施工。

基于上述设计方案，格构柱9造价便宜且工艺简单，替代现有技术所使用的造价较高的盖挖钢管柱，有助于降低工程造价。

如图2和图3所示，车站围护结构包括车站围护桩12和风道围护桩7，格构柱9位于车站围护桩12和风道围护桩7。基于此，竖向支撑体系具有多个抵接挂壁风道的支撑点，提供有效支撑的同时能够减少格构柱9的数量，相邻格构柱9之间的间距更大，挂壁风道内通行更方便，则方便机械设备驶入，通过机械设备实现拆除格构柱9，既可以增加拆除效率，也降低了拆除作业的风险。

优选地，临时支撑体系包括L型挡墙2、悬臂半桩6、盖挖支撑冠梁5和格构柱9。基于此，在车站顶板4上的L型挡墙2的保护下，车站围护结构可以随土方开挖同步凿除，以缩短凿除作业工期，降低了凿除作业施工的风险。同时，在挂壁风道结构施工时，临时支撑结构提供支撑力以使挂壁风道保持设计外形。此外，挂壁风道结构施工完成后，临时支撑体系中除格构柱9以外的部分均可保留，用作挂壁风道与车站主体1之间的连接结构。

在一种可能的实现方式中，车站围护结构包括车站围护桩12和风道围护桩7，车站围护桩12连接车站主体1，风道围护桩7相对车站围护桩12设置；冠梁浅基坑下方设有所述风道围护桩7，悬臂半桩6和盖挖支撑冠梁5均设置在风道围护桩7的顶面上。

基于上述设计方案，车站围护桩12和风道围护桩7各设有若干个，且车站围护桩12和风道围护桩7分别等间距设置在同一直线上，其中位于两端的部分的车站围护桩12和风道围护桩7分别延伸至挂壁风道外。在挂壁风道结构施工时，同时对位于挂壁风道内的车站围护桩12和风道围护桩7进行凿除作业，一方面缩短凿除作业工期和降低凿除作业的风险，另一方面消除了车站主体1与挂壁风道之间的分隔结构，以便于使挂壁风道直接连接车站主体1，以提高结构的整体性。

在一种可能的实现方式中，格构柱9的上方设有灌沙填实层，格构柱9的下方设有立柱桩14，且立柱桩14位于挂壁风道的下方。基于上述设计方案，当挂壁风道的顶部具有低载荷时，如图5所示，通过设置挡土墙实现低载荷的添加，通过灌沙填实层来检验挡土墙的压实度。立柱桩14为架设跨度较长的直撑而设置，以增加支撑力，用于承担水平和垂直载荷。

S400：挂壁风道结构施工。

容易理解的，挂壁风道具有多层，本发明中采用盖挖逆作法进行施工，由上至下逐层施工。其中，在顶层挂壁风道施工时，以临时支撑体系作为支撑，在该层挂壁风道的混凝土墙、柱达到设计强度后，拆除格构柱9即可，实现挂壁风道结构支撑及受力体系的转换。

其中，步骤S400挂壁风道结构施工包括以下步骤：

S410：上一层挂壁风道施工；该层挂壁风道内竖向支撑体系破除；

S420：下一层挂壁风道施工；

S430：重复以上步骤。

或，步骤S400挂壁风道结构施工包括以下步骤：

S410：挂壁风道逐层逆作施工；

S420：竖向支撑体系破除。

基于上述设计方案，即竖向支撑体系(具体来说是格构柱9)的拆除具有两种方案，其一，如图4-9所示，每一层挂壁风道施工完成后即拆除该层内的部分格构柱9，其二，如图2和图3所示，所有挂壁风道施工完成后统一拆除格构柱9。前者逐层实现挂壁风道结构支撑及受力体系的转换，增加了挂壁风道适应时间，有助于提高挂壁风道结构的稳定性；后者减少了机械设备的进场次数，降低了施工成本。进一步，施工人员可以根据实际情况择一选用。

进一步，步骤410挂壁风道施工包括以下步骤：

S411：开挖土方形成基坑，且凿除车站围护结构；

S412：基坑平整；

S413：坑底混凝土垫层施工；

S414：基坑侧墙8防水层施工；

S415：搭设模板支撑体系并施工挂壁风道；

S416：模板支撑体系拆除。

其中，步骤S411中，利用机械设备进行土方挖掘，且优选土方开挖至顶板4下2-2.4米，为下一步开挖预留空间，也能够避免对盖挖顶板4实施保护性施工，节约了施工成本。

开挖土方时同步进行凿除作业，所凿除的车站围护结构即为位于挂壁风道内的车站围护桩12和风道围护桩7，基坑开挖的同时进行凿除作业，以缩短工期。同时，清理预浇入层板15梁节段的格构柱9。

相比较于现有技术，通过机械设备实现车站围护结构的拆除，一方面无需人工凿除，提高了凿除效率，另一方面使得加工缝平整，降低了防水作业的难度。

步骤S413中，施作混凝土垫层以使基坑底面平整，也对基坑起到保护作用。优选地，混凝土垫层厚度为10-18厘米，具体厚度可以根据实际施工条件而适当增减。进一步，选用标号为C15、C20、C25或C30的混凝土。具体的混凝土标号也根据实际施工条件选择。

步骤S414中，侧墙8施工前做好防水层，以防止出现渗漏。防水层的上下两端分别连接顶板4和下部侧墙8，施工时做好甩槎，以方便后续施工。

步骤S415中，完成对该层挂壁风道的施工，施工范围包括但层板15、侧墙8、内墙和中柱11中的至少一者。同时，挂壁风道施工时一次性完成与车站主体1对应处的连接，并做好向下一层的结构甩槎。其中，对于两层的挂壁风道，层板15包括顶板4、中板10和底板13。

步骤S416中，即当该层挂壁风道内层板15、侧墙8、内墙和中柱11达到设计强度后，拆除模板支撑体系，以便于进行下一层挂壁风道的施工。

待最后一层挂壁风道达到结构设计强度后，即可进行格构柱9拆除施工，完成整体结构托换，结构稳定即可进行下一步施工，具体来说：

步骤410挂壁风道施工还包括以下步骤：

S417：覆土回填；

S418：碾压施工。

即所述地铁挂壁风道施工方法吸取盖挖逆作法的施工思路，在不覆土或低荷载的条件进行施工，施工完成后挂壁风道结构强度达到设计要求，即可进行覆土回填及碾压施工，以恢复原场地条件。

实施例2：

以两层挂壁风道的施工过程为例，对步骤S400挂壁风道结构施工进行进一步说明：

开挖土方至盖挖顶板4下方2米，随土方开挖进度同步凿除车站围护结构。同时，对预浇入顶板4梁节段的格构柱9进行割除，以保证顶板4结构的完整性。此外，完成预锚入顶板4梁的柱顶法兰的焊接。

平整基坑原状土，施工15厘米厚C20素混凝土垫层。

施作侧墙8防水层并向顶板4和负一层侧墙8甩槎。

搭建模板支撑体系以施工顶板4，一次性完成顶板4与车站主体1顶板4的连接，并做好向负一层侧墙8、内墙、中柱11的结构甩槎。

顶板4强度达到设计拆模强度后进行支架模板体系拆除。

开挖土方至盖挖中板10下方2米，随土方开挖进度同步凿除车站围护结构。同时，清理预浇入中板10梁节段的格构柱9。

平整基坑原状土，施工15厘米厚C20素混凝土垫层。

施作侧墙8防水层并向顶板4和负一层侧墙8甩槎。

搭建模板支撑体系以施工中板10，一次性完成中板10与车站主体1中板10的连接，并做好向负一、二层内各个墙柱的结构甩槎。

负一层侧墙8、内墙和中柱11施工。

中板10、负一层侧墙8、内墙和中柱11达到设计拆模强度后进行支架模板体系拆除。

开挖土方至盖挖底板13，随土方开挖进度同步凿除车站围护结构。同时，清理预浇入底板13梁节段的格构柱9。

平整基坑原状土，施工10厘米厚15素混凝土垫层。

施作侧墙8防水层并向负二层侧墙8甩槎。

防水保护层施工。

底板13施工，一次性完成底板13与车站主体1地板的连接，并做好向负二层侧墙8、内墙、中柱11的结构甩槎。

施工负二层侧墙8、内墙和中柱11。

挂壁风道达到结构设计强度后拆除格构柱9。

挂壁风道结构稳定后进行顶板4覆土回填和碾压施工。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地铁挂壁风道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

地铁车站主体（1）施工；

L型挡墙（2）施工；

竖向支撑体系施工；

挂壁风道结构施工；

其中，挂壁风道具有多层，挂壁风道结构施工包括以下步骤：上一层挂壁风道施工；该层挂壁风道内竖向支撑体系破除；下一层挂壁风道施工；重复以上步骤；

或，挂壁风道结构施工包括以下步骤：挂壁风道逐层逆作施工；竖向支撑体系破除；

所述竖向支撑体系施工包括以下步骤：

格构柱（9）及车站围护结构施工；

冠梁浅基坑挖掘；

悬臂半桩（6）、悬臂半桩（6）桩顶冠梁和盖挖支撑冠梁（5）施工；

所述车站围护结构包括车站围护桩（12）和风道围护桩（7），车站围护桩（12）连接车站主体（1），风道围护桩（7）相对车站围护桩（12）设置；冠梁浅基坑下方设有所述风道围护桩（7），悬臂半桩（6）和盖挖支撑冠梁（5）均设置在风道围护桩（7）的顶面上。

2.根据权利要求1所述的地铁挂壁风道施工方法，其特征在于，L型挡墙（2）施工包括以下步骤：

车站顶板（4）上施作L型挡墙（2），且L型挡墙（2）紧贴车站冠梁（3）的内侧；

L型挡墙（2）达到设计强度后土方分层回填；

碾实土方；

相应地，车站主体（1）包括所述车站顶板（4）和所述车站冠梁（3）。

3.根据权利要求1所述的地铁挂壁风道施工方法，其特征在于，格构柱（9）的上方设有灌沙填实层，格构柱（9）的下方设有立柱桩（14），且立柱桩（14）位于挂壁风道的下方。

4.根据权利要求1所述的地铁挂壁风道施工方法，其特征在于，挂壁风道施工包括以下步骤：开挖土方形成基坑，且凿除车站围护结构；基坑平整；坑底混凝土垫层施工；基坑侧墙（8）防水层施工；搭设模板支撑体系并施工挂壁风道；模板支撑体系拆除。

5.根据权利要求4所述的地铁挂壁风道施工方法，其特征在于，土方开挖至顶板（4）下2-2.4米；混凝土垫层厚度为10-18厘米，且选用标号为C15、C20、C25或C30的混凝土。

6.根据权利要求4所述的地铁挂壁风道施工方法，其特征在于，挂壁风道结构施工还包括以下步骤：覆土回填；碾压施工。