地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构的制作方法

1.本实用新型属于地下结构施工技术领域，涉及地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构，尤其涉及洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站沉降控制预支顶结构。


背景技术：

2.近年来轨道交通开始向立体化发展，在隧道及地下工程的设计理念上建立了地下立体互通理念，这使得上跨下穿既有线路的工程逐渐增多。对于目前国内外密贴下穿工程，主要为新建隧道密贴下穿既有隧道或既有车站工程和新建车站密贴下穿既有隧道工程，新建车站密贴下穿既有车站工程较少。为方便地铁线路之间的换乘，新建车站密贴下穿既有车站工程将会越来越多。新建车站下穿施工的结构断面相比新建隧道下穿施工明显增大，目前大跨度暗挖工艺主要为中洞法及交叉中隔墙法，然而这两种工法引起的沉降值较大。相比于这两种工法，洞桩法对沉降控制较好，结构受力条件好，可应用于地铁车站密贴下穿既有车站施工中。然而站站密贴下穿施工风险大，对既有车站沉降控制要求高，一般沉降要求控制在3mm之内，要保证在既有线路正常运营的条件下完成下穿段施工，还需采用辅助措施控制既有车站沉降。在以往的密贴下穿工程中，为恢复既有车站沉降通常在既有车站与新建车站之间的地层中进行注浆抬升，但两车站之间间距小将无法在两车站之间地层进行注浆抬升；为支撑既有车站从而减小既有车站的沉降常采用千斤顶支顶方法，该方法可在开挖车站中与crd工法结合，也可在开挖隧道中与盾构相结合，但在施工过程中千斤顶需要拆除，然后进行后续施工步骤，这将使已经稳定的结构发生应力变化，增加施工风险，并且该方法无法为既有车站提供长久的支撑作用。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构，尤其涉及洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站沉降控制预支顶结构，从而控制既有车站的沉降，保证既有车站长久稳定。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构，包括上导洞、下导洞、边桩、钢管柱和抬升区域；所述抬升区域位于两条相邻变形缝之间的既有车站下方或两条相邻变形缝之间密贴下穿施工的主要影响区域的既有车站下方的导洞侧面；所述所述抬升区域的四周和底部设有止浆墙；上导洞侧墙外地层及底板外地层设有预加固结构，下导洞全断面地层设有预加固结构；边桩顶部连接有丝杠，钢管柱顶部连接有丝杠，丝杠顶部与工字钢纵梁连接，所述工字钢纵梁顶紧既有车站。
6.所述新建地铁车站顶板与既有车站底板之间的距离不大于0.5m。
7.为了进一步实现预支顶既有车站的均衡性，上层中导洞内相邻钢管柱之间设有1
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3个支墩；更进一步地，每个边桩顶部连接有丝杠，每个钢管柱顶部连接有丝杠，每个支墩顶部连接有丝杠。
8.通过调节丝杠使工字钢纵梁连接顶紧既有车站。
9.所述丝杠与工字钢纵梁焊接连接。
10.所述边桩顶部、钢管柱顶部和支墩顶部预埋有锚筋和钢板，通过钢板与丝杠底部连接。
11.所述锚筋连接钢板，钢板与丝杠底部焊接连接。
12.预加固结构采用深孔注浆超前加固得到。
13.本实用新型的有益成果是：本实用新型针对洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站所提出的预支顶结构可以控制既有车站沉降，使其控制在工程要求范围内。超前预注浆加固导洞周围地层可以减小导洞开挖引起的既有车站应力损失，同时对既有车站进行了合理的抬升，为后续开挖预留沉降变形的空间；注浆抬升依托已开挖的导洞进行，操作简单，根据施工进程灵活进行注浆抬升，可以有效恢复导洞开挖所引起的既有车站的沉降；预支顶结构可以减小密贴施工引起的既有车站沉降，有效保证既有车站的长久稳定，本实用新型不需要拆除丝杠及工字钢，可以避免拆除支撑所带来的应力变化。本实用新型施工工艺简单，施工难度小，可应用于未来站站密贴下穿工程中。
附图说明
14.图1为本实用新型的一个具体实施例中的新建地铁车站与既有车站断面图。
15.图2为本实用新型的一个具体实施例中的注浆抬升阶段示意图。
16.图3为本实用新型的一个具体实施例中某导洞注浆抬升阶段剖面示意图
17.图4为本实用新型的一个具体实施例中的边导洞设置丝杠 工字钢纵梁预支顶既有结构示意图。
18.图5为本实用新型的一个具体实施例中的中导洞设置丝杠 工字钢纵梁预支顶既有结构示意图。
19.图6为本实用新型的一个具体实施例中的边导洞丝杠、横梁纵向分布图。
20.图7为本实用新型的一个具体实施例中的中导洞丝杠、横梁纵向分布图。
21.附图标记说明：
22.既有车站1、丝杠2、条形基础3、底纵梁4、边桩5、钢管柱6、变形缝7、工字钢纵梁8、锚筋9、钢板10、支墩11。
具体实施方式
23.为便于对本实用新型技术方案的理解，下面结合附图及具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本实用新型保护范围的限定。
24.实施例1
25.本实用新型实施例中的新建地铁车站采用八导洞洞桩法施工，所述新建车站顶板与既有车站底板的距离为0.5m。
26.一种地铁车站密贴下穿既有车站预支顶结构，包括上导洞、下导洞、边桩5、钢管柱6和抬升区域；所述抬升区域位于两条相邻变形缝之间的既有车站下方或两条相邻变形缝之间密贴下穿施工的主要影响区域的既有车站下方的导洞侧面；所述抬升区域的四周和底部设有止浆墙；所述上导洞侧墙外地层及底板外地层设有预加固结构，下导洞全断面地层
设有预加固结构；上层中导洞内相邻钢管柱6之间设有2个支墩11，每个边桩5顶部、每个钢管柱6顶部和每个支墩11顶部连接有丝杠2，丝杠2顶部与工字钢纵梁8焊接连接，通过调节丝杠2使工字钢纵梁8连接顶紧既有车站。
27.所述边桩顶部、钢管柱顶部和支墩顶部预埋有锚筋9和钢板10，锚筋9连接钢板10，钢板10与丝杠2底部焊接。
28.预加固结构采用深孔注浆超前加固得到。
29.本实用新型实施例中的洞桩法施工新建地铁车站密贴下穿既有车站重叠段沉降控制预支顶结构的施工方法，包括如下步骤：
30.s1：导洞预加固：导洞开挖前采用深孔注浆超前加固上导洞侧墙及底板外地层，下导洞全断面地层。注浆范围为上导洞侧墙及底板外地层1.5m，下导洞全断面地层1.5m。为了保证注浆浆液在地层中扩散效果和注浆质量，防止浆液从掌子面流出，注浆前在上台阶核心土范围外的掌子面设置止浆墙，厚度为300mm，采用c20喷射混凝土，并设双层a6@150x150钢筋网，对于第一道止浆墙另采用型钢支撑保证稳定。同时打设钢筋锚杆，每根长l＝2m，间距500
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500mm，呈梅花形布置。导洞开设马头门时，可利用横通道初支作为止浆墙，无需再另施做止浆墙。之后采用后退式注浆，浆液采用水泥
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水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.8mpa
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1.0mpa；
31.s2：注浆抬升既有车站：采用台阶法开挖导洞，台阶长度5m，并施作导洞初期支护，在导洞开挖过程中通过注浆抬升恢复既有车站产生的沉降，根据实际现场资料、导洞位置、既有车站与新建车站的相对位置、既有车站变形缝7的位置以及密贴下穿施工对既有车站的主要影响区域，编制注浆抬升方案，根据导洞施工阶段进行分阶段注浆抬升，两条相邻变形缝7之间的既有车站下方为一个注浆抬升阶段，如果变形缝7超出密贴下穿施工的主要影响区域，以两条相邻变形缝7之间的主要影响区域的既有车站下方为注浆抬升阶段，当某注浆抬升阶段的导洞开挖贯通后，在导洞侧壁上布置注浆孔，注浆抬升前在注浆抬升阶段四周及底部采用深孔注浆设置止浆墙，止浆墙完成后采用可重复的袖阀管注浆工艺进行注浆抬升，以将既有车站沉降恢复至0mm左右为达到预计抬升效果，完成导洞侧面某注浆抬升阶段的注浆抬升；
32.s3：预支顶前期施工：导洞全部贯通后，在下层边导洞内浇注条形基础3，在下层中导洞内铺设底纵梁下防水板并浇注底纵梁4。然后采用人工挖孔隔三挖一的方法开挖边桩5和钢管柱6，边桩5直径1.0m间距1.6m，钢管柱6直径1.6m间距6.2m，边桩5和钢管柱6顶部预埋丝杠2下方的锚筋9及钢板10，施作边桩5及钢管柱6后，铺设防水层；
33.s4：设置预支顶：在上层中导洞内钢管柱6之间间距2m/2.1m设置支墩11，即相邻钢管柱6间布置两个支墩11，在边桩5的顶部和钢管柱6以及钢管柱6间支墩11的顶部安装丝杠2(锚筋9连接钢板10，钢板10与丝杠2底部焊接)，丝杠2顶部焊接连接工字钢纵梁8，调节丝杠2，使工字钢纵梁8顶紧既有车站1。上层边导洞丝杠2布置间距1.6m，同边桩5间距，即每根边桩5上布置一道丝杠2，上层中导洞丝杠2布置间距间距2m/2.1m，即每根钢管柱6和每个支墩11上布置一道，完成预支顶结构的施工。