[发明专利]一种先行施工盾构隧道后扩挖车站的地铁线路施工方法

说明书

本发明公开了一种先行施工盾构隧道后扩挖车站的地铁线路施工方法，其技术方案为：采用在全部或部分暗挖区间以盾构法施工先行贯通，在已经形成的区间隧道基础上再用不同方法对殊断面进行扩挖施工。本发明能够大幅度缩短建设周期，提高地铁工程的建设质量，确保施工期间的安全和极大地减少对周围环境的影响，并通过盾构法的长距离应用，产生规模效应，总体上降低工程造价。

技术领域

本发明涉及地铁线路施工技术领域，尤其涉及一种先行施工盾构隧道后扩挖车站的地铁线路施工方法。

背景技术

当前地铁线路的施工一般先用明挖法(盖挖法)或暗挖法修建车站，并将车站一端作为盾构的始发井及接收井。参照图1，盾构机从起点车站的始发井向目标车站的接收井推进，到达目标车站后，在车站端头井调头或吊出，完成区间施工。待全部车站完成及区间贯通后，施工完成整条线路。

线路施工总体思路分为四个阶段：第一阶段施工各车站主体结构，提供相关区间盾构始发条件，同时完成盾构机采购设计制造及洞门加固；第二阶段在具备盾构始发条件后，完成各区间隧道掘进，同时完成各车站部分附属结构施工；第三阶段完成各区间及车站剩余附属结构的施工；第四阶段进行各车站及附属工程内部结构施工。

地铁车站是地铁系统中的重要组成部分，其施工方法分为明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法等。明挖法具有施工作业面多、易于控制工期、成本相对较低的优势，在地面环境允许的情况下是地铁车站施工的首选方法。但明挖法最大的缺点是破坏地面、中断交通、拆迁工作量大，同时施工产生的噪声、震动等公害给附近居民的生活和工作带来极大的干扰。

盖挖法分为顺作法及逆作法。盖挖顺作法与明挖法的不同在于增加了临时路面的费用及施工工艺。而盖挖逆作法是先期施工结构顶板，在结构顶板的保护下，逐层向下开挖基坑，施作车站主体基坑，盖挖逆作法适用于路面临时交通可暂时中断的情况，相比较明挖法而言，对路面交通的影响周期较短。采用工程造价较低的明挖法和盖挖法对居民影响太大，而且前期投入较高、盖挖法使用的局限性决定了两者都不是较好的施工方法。

盾构法在城市中心区施工具有施工安全、对周围环境影响小等不可比拟的优势，成为近年来地铁隧道区间施工的首选工法。盾构法隧道施工中盾构过站是一个关键技术问题，目前盾构过站方法和面临的问题有：

(1)先用明挖法或暗挖法修建车站，并作为盾构的始发井及接收井。盾构机从起点车站的始发井向目标车站的接收井推进，到达目标车站后，在车站端头井调头或吊出。由于盾构区间隧道长度平均为1.2km，远小于盾构机经济掘进长度约5～8km，所以这种工法需要多次对盾构机进行转场、拆装，降低了施工进度，缩短了盾构机的使用寿命；连续施工区间分散，非推进作业时间长，不利于发挥盾构长距离机械化施工的优势；增加了全线盾构机的投入台数，使盾构机的使用率降低，增加了全线的工程成本，制约了盾构技术在地铁施工工程中的应用。目前，暗挖车站只能做到盾构调头，还无法实现盾构直接始发和接收的功能，限制了此种过站工法的应用。

(2)盾构推进至车站位置前，先适当扩大车站宽度和底板深度，让盾构拖拉过站，加快施工进度。这种工法可以最大限度地避免车站施工对盾构区间施工的干扰，减少了盾构机、工作井的数量和盾构机的调头及转场次数，充分发挥了盾构机施工速度快和长距离掘进的优势，但需要扩大车站断面(加宽、加深)，会对车站施工产生较大干扰，增加了车站的工程量和造价。

车站施工是地铁全线施工中控制工期的关键环节，区间隧道施工和车站施工的矛盾成为制约盾构法推广应用的瓶颈，盾构法施工速度快的优势不能得到充分发挥。由于城区施工场地狭小、施工过程工序繁多，无论采取何种过站方式与车站结构形式，只有与区间盾构隧道相结合，才能降低施工难度和工程成本。尤其是在道路狭窄、交通繁忙、建筑密集及地下管线密布的中心城区如何实现区间与车站线路的最优化布置、施工方法与工期的衔接，以及减少施工对地面交通及周边环境的影响是轨道交通发展急需解决的关键技术问题。

发明内容