[发明专利]设有出碴运输设备的上下分离式暗挖车站施工通道结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道交通工程中暗挖车站施工通道结构及施工方法。

背景技术

城市轨道交通工程一般由车站和区间两部分组成，地铁区间多采用盾构法修建、机械化程度高，而地铁车站基本位于城市中心区、地下管线、建筑物或构筑物、地面交通等周围环境复杂，多采用暗挖法施工，机械化程度偏低、作业环境差、施工风险较高。

目前暗挖车站一般采用“洞桩法”修建，施工通道净宽一般为4.0m，开挖高度一般17.5~19.0m，初支厚度一般为300mm，同时需在高施工通道侧壁先对开16个导洞进行主体结构施工，后期还需在高施工通道侧壁破马头门进行扣拱施工。虽然在高施工通道破马头门前采取了超前注浆加固、加强环梁等措施，且16个导洞先后错开施工，整个暗挖车站施工完毕后的监测结果显示仍为高施工通道附近、尤其是施工通道侧壁处地面沉降最大，进一步证明了高施工通道自身施工及对其破马头门施工对周围环境影响较大、施工风险较高。

暗挖车站施工进料出碴设备一般为燃油三轮车，洞内粉尘与烟气较浓，通道空间较窄、灯光偏暗，工人作业环境差。每层施工通道均为人行、进料出碴混行通道，通道侧边有排水沟、监测点、悬挂电缆设备等，三轮车驾驶员在通道内频繁相遇、避让、等候、通行，作业效率低，且管理操作不当、可能引发安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种设有出碴运输设备的上下分离式暗挖车站施工通道结构及施工方法，采用上下分离式施工通道与机械化出碴运输设备相结合的结构及施工方法，减少暗挖车站施工对周边环境的影响、降低暗挖车站施工风险；改善暗挖车站洞内作业环境、提高其机械化施工程度及作业效率；减少不必要的挖填方、初支结构架设及破除、节约工程投资；上施工通道可仅作为站厅层材料和工具运输通道，避免其与碴土运输相互干扰，简化了运输途径，提高了工效。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种设有出碴运输设备的上下分离式暗挖车站施工通道结构，它包括：上施工通道、下施工通道、碴土通道、出碴运输设备，采用上下分离式施工通道，上施工通道在下施工通道的上方，二者为水平通道，且在竖向方向上相距一定距离，由原状土体隔开，两施工通道的主体互不连接，分别接至施工竖井；上施工通道与下施工通道之间沿竖向设有碴土通道相通，沿水平方向间隔布置多个碴土通道，下施工通道的底部设置有出碴运输设备接至施工竖井。

所述出碴运输设备为皮带输送机或刮板输送机。所述上施工通道在下施工通道的正上方，所述碴土通道垂直于地面。

一种设有出碴运输设备的上下分离式暗挖车站施工通道的施工方法，按以下步骤施工：

A.施工竖井开挖至上施工通道底后，对施工竖井采取临时封底，然后开挖上施工通道至设计界面；

B.上施工通道内通过采取超前支护措施后可进行暗挖车站主体施工；

C.而施工竖井将继续向下开挖至下施工通道底，对施工竖井封底后开挖下施工通道至设计界面；

D.下施工通道内布设出碴运输设备；上施工通道内向下开挖碴土通道至下施工通道内；

E.车站站厅层开挖的土体通过碴土通道输送至出碴运输设备上，通过机械化操作运送至施工竖井内，通过竖井上布设的垂直提升系统运送至地面；

F.上施工通道仅作为站厅层材料和工具运输通道。

本发明有以下优点和积极效果：

两分离式施工通道相互干扰小，可从竖井独立施工，风险小，节约投资；采用自动出碴运输设备可提高暗挖车站的机械化施工程度及作业效率，改善暗挖作业环境，提高文明施工程度。

1）降低工程施工风险

以北京地铁某站为例，通过对开挖过程的模拟分析，在暗挖车站全部导洞贯通阶段，高施工通道的竖向变形为-37.5mm；而分离式施工通道的竖向变形为-29.33mm。

通过理论计算分析表明：分离式施工通道方案优于高施工通道方案，既可减小施工通道的拱顶变形、又有利于减小侧壁结构的应力，增加通道结构的稳定性，从而增加结构转化处的安全储备，减少了施工对周围环境的影响，降低了施工风险。

2）现场监测结果验证

北京地铁某站首次采用了2条上下分离式施工通道施工，监测数据对比分析，暗挖车站施工基本未对车站上方的地下管线造成不利影响，分离式施工通道附近的管下管线沉降和地面沉降与主体结构标准断面基本一致。

3）经济效应分析