一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)及其四聯(lián)拱pba暗挖施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地鐵車站施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)及其四聯(lián)拱PBA暗挖施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“PBA法”是利用小導(dǎo)洞施作粧梁形成主要傳力結(jié)構(gòu)，在暗挖拱蓋下進(jìn)行內(nèi)坑開挖，常規(guī)采用“PBA法”施工地鐵車站時(shí)，一般均經(jīng)過八個(gè)主要步驟。地鐵暗挖車站施工PBA法(也稱洞粧法)于20世紀(jì)90年代在北京地鐵復(fù)八線天安門西站施工中首次應(yīng)用并取得成功，屬于較新的一種施工工法。隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展，近些年來(lái)PBA法在北京地鐵宣武門站、王府井站、國(guó)貿(mào)站，沈陽(yáng)地鐵青年大街站，大連地鐵星海廣場(chǎng)站等地鐵車站施工中逐漸被廣泛應(yīng)用。
[0003]地鐵車站采用PBA法施工相對(duì)于明挖法車站施工而言，其基本不受地面道路交通、地下管線及建構(gòu)筑物的影響，征地拆迀、交通導(dǎo)改和管線改移等前期工作投入較小且容易開展。隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的蓬勃發(fā)展，PBA法暗挖車站的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。隨著大量工程實(shí)踐及理論研究，PBA暗挖車站施工技術(shù)不斷完善，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，使城市繁華街道中地鐵車站修建所面臨的交通導(dǎo)改、管線改移和房屋拆迀等難題得到了很好的解決，現(xiàn)已較多地應(yīng)用于地面交通繁華的城市地下工程建設(shè)中，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]但目前國(guó)內(nèi)采用的PBA暗挖地鐵車站基本為一柱兩拱或兩柱三拱結(jié)構(gòu)，暗挖車站主體結(jié)構(gòu)施工完成后需在主體之外另行設(shè)置面積較大的風(fēng)道或設(shè)備用房，這就增大了施工所需地面占地面積，加大了拆改工作量及前期投入，同時(shí)帶來(lái)了很多工期上的不確定因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、造價(jià)低且施工簡(jiǎn)便、使用效果好，采用四聯(lián)拱結(jié)構(gòu)且能一次暗挖施工成型，施工工期能得到有效保證。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括開挖形成的車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)、多根由前至后布設(shè)在所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)左側(cè)的左邊粧、多根由前至后布設(shè)在所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)右側(cè)的右邊粧、三組由左至右布設(shè)于所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的中柱、搭設(shè)在所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)中部且呈水平向布設(shè)的中板和布設(shè)在所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)正上方的主體拱部，三組所述中柱均位于左邊粧和右邊粧之間且每組所述中柱均包括多根沿所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的縱向長(zhǎng)度方向由前至后布設(shè)的所述中柱，三組所述中柱由左至右分別為第一中柱、第二中柱和第三中柱；所述左邊粧、右邊粧、第一中柱、第二中柱和第三中柱均呈豎直向布設(shè)；所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)底部由左至右設(shè)置有第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁，所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)頂部由左至右設(shè)置有第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁，所述第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁分別位于第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁的正上方，所述第一底縱梁、第二底縱梁、第三底縱梁、第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁均沿所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的縱向長(zhǎng)度方向布設(shè)，多根所述第一中柱均支撐于第一底縱梁與第一頂縱梁之間，多根所述第二中柱均支撐于第二底縱梁與第二頂縱梁之間，多根所述第三中柱均支撐于第三底縱梁與第三頂縱梁之間；每組所述中柱中前后相鄰兩根所述中柱的中部之間均設(shè)置有一根沿所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的縱向長(zhǎng)度方向布設(shè)的中縱梁；所述中板搭設(shè)于三組所述中柱的中部，所述中板左側(cè)支撐在多根所述左邊粧上且其右側(cè)支撐在多根所述右邊粧上，所述中板支撐在所述中縱梁上；
[0007]所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的底板和側(cè)墻上均設(shè)置有車站主體結(jié)構(gòu)二次襯砌結(jié)構(gòu)；所述主體拱部的左右兩側(cè)拱腳分別支撐在左側(cè)冠梁和右側(cè)冠梁上，所述左側(cè)冠梁和右側(cè)冠梁呈平行布設(shè)，所述左側(cè)冠梁支撐于多根所述左邊粧頂部，且右側(cè)冠梁支撐于多根所述右邊粧頂部；所述主體拱部為四聯(lián)拱且其由第一拱段、第二拱段、第三拱段和第四拱段從左至右連接而成，所述第一拱段支撐于左側(cè)冠梁與第一頂縱梁之間，所述第二拱段支撐于第一頂縱梁與第二頂縱梁之間，所述第三拱段支撐于第二頂縱梁與第三頂縱梁之間，所述第四拱段支撐于第三頂縱梁與右側(cè)冠梁之間；所述第一拱段、第二拱段、第三拱段和第四拱段的結(jié)構(gòu)相同且其均包括初支扣拱和布設(shè)在初支扣拱下方的扣拱二次襯砌結(jié)構(gòu)，所述車站主體結(jié)構(gòu)二次襯砌結(jié)構(gòu)與所述主體拱部的扣拱二次襯砌結(jié)構(gòu)連接組成一個(gè)整體式二次襯砌結(jié)構(gòu)；
[0008]所述左側(cè)冠梁布設(shè)于預(yù)先開挖形成的上部第一導(dǎo)洞的外側(cè)邊墻底部，所述右側(cè)冠梁布設(shè)于預(yù)先開挖形成的上部第五導(dǎo)洞的外側(cè)邊墻底部，所述第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁分別布設(shè)于預(yù)先開挖形成的上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞和上部第四導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)上部，所述第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁分別布設(shè)于預(yù)先開挖形成的下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞和下部第四導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)下部，多根所述左邊粧的底部均支撐于第一水平基礎(chǔ)上，多根所述右邊粧的底部均支撐于第五水平基礎(chǔ)上，所述第一水平基礎(chǔ)和第五水平基礎(chǔ)均沿所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的縱向長(zhǎng)度方向布設(shè)，所述第一水平基礎(chǔ)位于預(yù)先開挖形成的下部第一導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)底部，所述第五水平基礎(chǔ)位于預(yù)先開挖形成的下部第五導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)底部。
[0009]上述一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其特征是:所述第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁分別布設(shè)于上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞和上部第四導(dǎo)洞的縱向中心線上，所述第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁分別布設(shè)于下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞和下部第四導(dǎo)洞的縱向中心線上；
[0010]所述上部第一導(dǎo)洞、上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞、上部第四導(dǎo)洞和上部第五導(dǎo)洞由左至右進(jìn)行布設(shè)，所述下部第一導(dǎo)洞、下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞、下部第四導(dǎo)洞和下部第五導(dǎo)洞由左至右進(jìn)行布設(shè)，所述上部第一導(dǎo)洞、上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞、上部第四導(dǎo)洞和上部第五導(dǎo)洞分別位于下部第一導(dǎo)洞、下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞、下部第四導(dǎo)洞和下部第五導(dǎo)洞的正上方。
[0011]上述一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其特征是:所述上部第一導(dǎo)洞內(nèi)位于第一拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谝换炷粱靥顓^(qū)，上部第五導(dǎo)洞內(nèi)位于第四拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谖寤炷粱靥顓^(qū)，所述上部第二導(dǎo)洞內(nèi)位于第一頂縱梁、第一拱段和第二拱段上方的區(qū)域?yàn)榈诙炷粱靥顓^(qū)，所述上部第三導(dǎo)洞內(nèi)位于第二頂縱梁、第二拱段和第三拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谌炷粱靥顓^(qū)，所述上部第四導(dǎo)洞內(nèi)位于第三頂縱梁、第三拱段和第四拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谒幕炷粱靥顓^(qū)。
[0012]上述一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其特征是:所述下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞和下部第四導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)底部分別設(shè)置有供第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁布設(shè)的第二水平基礎(chǔ)、第三水平基礎(chǔ)和第四水平基礎(chǔ)，所述第二水平基礎(chǔ)、第三水平基礎(chǔ)和第四水平基礎(chǔ)均沿所述車站內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的縱向長(zhǎng)度方向布設(shè)，所述第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁分別布設(shè)在第二水平基礎(chǔ)、第三水平基礎(chǔ)和第四水平基礎(chǔ)上。
[0013]上述一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其特征是:所述左邊粧和右邊粧均為鋼筋混凝土粧且二者均為人工挖孔粧；三組所述中柱均為鋼管柱，所述鋼管柱安裝于鋼管柱安裝孔內(nèi)，所述鋼管柱包括呈豎直向布設(shè)的鋼管、澆筑于鋼管內(nèi)的柱身混凝土結(jié)構(gòu)和填充于鋼管上下部外側(cè)與所述鋼管柱安裝孔內(nèi)壁之間的孔口混凝土結(jié)構(gòu)。
[0014]上述一種地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，其特征是:所述上部第一導(dǎo)洞、上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞、上部第四導(dǎo)洞、上部第五導(dǎo)洞、下部第一導(dǎo)洞、下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞、下部第四導(dǎo)洞和下部第五導(dǎo)洞的拱部均設(shè)置有超前注漿加固結(jié)構(gòu)；所述第一拱段、第二拱段、第三拱段和第四拱段上均設(shè)置有超前注漿加固結(jié)構(gòu)。
[0015]同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種施工步驟簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、施工工期短且工作量小、安全風(fēng)險(xiǎn)小、施工質(zhì)量較易保證的地鐵車站四聯(lián)拱PBA暗挖施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0016]步驟一、導(dǎo)洞開挖及初期支護(hù):對(duì)上部第一導(dǎo)洞、上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞、上部第四導(dǎo)洞、上部第五導(dǎo)洞、下部第一導(dǎo)洞、下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞、下部第四導(dǎo)洞和下部第五導(dǎo)洞分別進(jìn)行開挖，開挖過程中同步對(duì)開挖完成的導(dǎo)洞洞壁進(jìn)行初期支護(hù)，并獲得初期支護(hù)結(jié)構(gòu)；
[0017]步驟二、水平基礎(chǔ)及底縱梁施工:待下部第一導(dǎo)洞、下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞、下部第四導(dǎo)洞和下部第五導(dǎo)洞均開挖完成后，在下部第一導(dǎo)洞和下部第五導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)底部分別施工第一水平基礎(chǔ)和第五水平基礎(chǔ)，并在下部第二導(dǎo)洞、下部第三導(dǎo)洞和下部第四導(dǎo)洞的內(nèi)側(cè)下部分別施工第一底縱梁、第二底縱梁和第三底縱梁；
[0018]步驟三、邊粧及中柱施工:待上部第一導(dǎo)洞、上部第二導(dǎo)洞、上部第三導(dǎo)洞、上部第四導(dǎo)洞和上部第五導(dǎo)洞均開挖完成后，在上部第一導(dǎo)洞與下部第一導(dǎo)洞之間施工多根所述左邊粧，并在上部第五導(dǎo)洞與下部第五導(dǎo)洞之間施工多根所述右邊粧；同時(shí)，在上部第二導(dǎo)洞與下部第二導(dǎo)洞之間、上部第三導(dǎo)洞與下部第三導(dǎo)洞之間以及上部第四導(dǎo)洞與下部第四導(dǎo)洞之間分別施工一組所述中柱；
[0019]步驟四、冠梁、頂縱梁與導(dǎo)洞內(nèi)拱段施工:待多根所述左邊粧和多根所述右邊粧均施工完成后，在多根所述左邊粧頂部施工左側(cè)冠梁，并在多根所述右邊粧頂部施工右側(cè)冠梁；同時(shí)，對(duì)第一拱段的初支扣拱中位于上部第一導(dǎo)洞內(nèi)的初支扣拱節(jié)段進(jìn)行施工，并對(duì)第四拱段的初支扣拱中位于上部第五導(dǎo)洞內(nèi)的初支扣拱節(jié)段進(jìn)行施工；
[0020]待三組所述中柱均施工完成后，分別在三組所述中柱頂部施工第一頂縱梁、第二頂縱梁和第三頂縱梁；同時(shí)，對(duì)第一拱段和第二拱段中位于上部第二導(dǎo)洞內(nèi)的節(jié)段、第二拱段和第三拱段中位于上部第三導(dǎo)洞內(nèi)的節(jié)段以及第三拱段和第四拱段中位于上部第四導(dǎo)洞內(nèi)的節(jié)段分別進(jìn)行施工；
[0021]步驟五、第一與第三拱段初支扣拱施工:按常規(guī)隧道初支扣拱的施工方法，由后向前對(duì)上部第一導(dǎo)洞與上部第二導(dǎo)洞之間以及上部第三導(dǎo)洞與上部第四導(dǎo)洞之間的土體或巖體進(jìn)行開挖，且開挖過程中同步對(duì)第一拱段與第三拱段的初支扣拱進(jìn)行施工；
[0022]所述上部第一導(dǎo)洞內(nèi)位于第一拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谝换炷粱靥顓^(qū)，上部第五導(dǎo)洞內(nèi)位于第四拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谖寤炷粱靥顓^(qū)，所述上部第二導(dǎo)洞內(nèi)位于第一頂縱梁、第一拱段和第二拱段上方的區(qū)域?yàn)榈诙炷粱靥顓^(qū)，所述上部第三導(dǎo)洞內(nèi)位于第二頂縱梁、第二拱段和第三拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谌炷粱靥顓^(qū)，所述上部第四導(dǎo)洞內(nèi)位于第三頂縱梁、第三拱段和第四拱段上方的區(qū)域?yàn)榈谒幕炷粱靥顓^(qū)；
[0023]對(duì)第一拱段與第三拱段的初支扣拱進(jìn)行施工過程中，由后向前對(duì)第一混凝土回填區(qū)、第二混凝土回填區(qū)、第三混凝土回填區(qū)、第四混凝土回填區(qū)和第五混凝土回填區(qū)分別進(jìn)行混凝土回填；所述第一拱段與第三拱段的初支扣拱的施工進(jìn)度相同；
[0024]步驟六、第二與第四拱段初支扣拱施工:按常規(guī)隧道初支扣拱的施工方法，由后向前對(duì)上部第二導(dǎo)洞與上部第三導(dǎo)洞之間以及上部第四導(dǎo)洞與上部第五導(dǎo)洞之間的土體或巖體進(jìn)行開挖，且開挖過程中由后向前對(duì)第二拱段與第四拱段的初支扣拱進(jìn)行施工；
[0025]所述第二拱段的初支扣拱的施工進(jìn)度比第一拱段的初支扣拱的施工進(jìn)度遲且二者的施工進(jìn)度相差不小于10m，所述第四拱段的初支扣拱的施工進(jìn)度比第二拱段的初支扣拱的施工進(jìn)度遲且二者的施工進(jìn)度相差不小于1m ;
[0026]步驟七、第一與第三拱段二次襯砌結(jié)構(gòu)施工:按常規(guī)隧道二次襯砌施工方法，由后向前對(duì)第一拱段與第三拱段的扣拱