[發(fā)明專利]一種先行施工盾構隧道后擴挖車站的地鐵線路施工方法

有效

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• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112160755B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 王建濤;弭彬;劉頌;孫立建;丁琦;張文靜;弭輝;劉艷;海濤;邱光明;張祥維;王曉昱;王永靜
• 申請（專利權）人: 濟南軌道交通集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/06;E21D11/00;E21D11/08;E21D11/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發(fā)明公開了一種先行施工盾構隧道后擴挖車站的地鐵線路施工方法，其技術方案為：采用在全部或部分暗挖區(qū)間以盾構法施工先行貫通，在已經形成的區(qū)間隧道基礎上再用不同方法對殊斷面進行擴挖施工。本發(fā)明能夠大幅度縮短建設周期，提高地鐵工程的建設質量，確保施工期間的安全和極大地減少對周圍環(huán)境的影響，并通過盾構法的長距離應用，產生規(guī)模效應，總體上降低工程造價。

技術領域

本發(fā)明涉及地鐵線路施工技術領域，尤其涉及一種先行施工盾構隧道后擴挖車站的地鐵線路施工方法。

背景技術

當前地鐵線路的施工一般先用明挖法(蓋挖法)或暗挖法修建車站，并將車站一端作為盾構的始發(fā)井及接收井。參照圖1，盾構機從起點車站的始發(fā)井向目標車站的接收井推進，到達目標車站后，在車站端頭井調頭或吊出，完成區(qū)間施工。待全部車站完成及區(qū)間貫通后，施工完成整條線路。

線路施工總體思路分為四個階段：第一階段施工各車站主體結構，提供相關區(qū)間盾構始發(fā)條件，同時完成盾構機采購設計制造及洞門加固；第二階段在具備盾構始發(fā)條件后，完成各區(qū)間隧道掘進，同時完成各車站部分附屬結構施工；第三階段完成各區(qū)間及車站剩余附屬結構的施工；第四階段進行各車站及附屬工程內部結構施工。

地鐵車站是地鐵系統(tǒng)中的重要組成部分，其施工方法分為明挖法、蓋挖法、淺埋暗挖法、盾構法等。明挖法具有施工作業(yè)面多、易于控制工期、成本相對較低的優(yōu)勢，在地面環(huán)境允許的情況下是地鐵車站施工的首選方法。但明挖法最大的缺點是破壞地面、中斷交通、拆遷工作量大，同時施工產生的噪聲、震動等公害給附近居民的生活和工作帶來極大的干擾。

蓋挖法分為順作法及逆作法。蓋挖順作法與明挖法的不同在于增加了臨時路面的費用及施工工藝。而蓋挖逆作法是先期施工結構頂板，在結構頂板的保護下，逐層向下開挖基坑，施作車站主體基坑，蓋挖逆作法適用于路面臨時交通可暫時中斷的情況，相比較明挖法而言，對路面交通的影響周期較短。采用工程造價較低的明挖法和蓋挖法對居民影響太大，而且前期投入較高、蓋挖法使用的局限性決定了兩者都不是較好的施工方法。

盾構法在城市中心區(qū)施工具有施工安全、對周圍環(huán)境影響小等不可比擬的優(yōu)勢，成為近年來地鐵隧道區(qū)間施工的首選工法。盾構法隧道施工中盾構過站是一個關鍵技術問題，目前盾構過站方法和面臨的問題有：

(1)先用明挖法或暗挖法修建車站，并作為盾構的始發(fā)井及接收井。盾構機從起點車站的始發(fā)井向目標車站的接收井推進，到達目標車站后，在車站端頭井調頭或吊出。由于盾構區(qū)間隧道長度平均為1.2km，遠小于盾構機經濟掘進長度約5～8km，所以這種工法需要多次對盾構機進行轉場、拆裝，降低了施工進度，縮短了盾構機的使用壽命；連續(xù)施工區(qū)間分散，非推進作業(yè)時間長，不利于發(fā)揮盾構長距離機械化施工的優(yōu)勢；增加了全線盾構機的投入臺數，使盾構機的使用率降低，增加了全線的工程成本，制約了盾構技術在地鐵施工工程中的應用。目前，暗挖車站只能做到盾構調頭，還無法實現盾構直接始發(fā)和接收的功能，限制了此種過站工法的應用。

(2)盾構推進至車站位置前，先適當擴大車站寬度和底板深度，讓盾構拖拉過站，加快施工進度。這種工法可以最大限度地避免車站施工對盾構區(qū)間施工的干擾，減少了盾構機、工作井的數量和盾構機的調頭及轉場次數，充分發(fā)揮了盾構機施工速度快和長距離掘進的優(yōu)勢，但需要擴大車站斷面(加寬、加深)，會對車站施工產生較大干擾，增加了車站的工程量和造價。

車站施工是地鐵全線施工中控制工期的關鍵環(huán)節(jié)，區(qū)間隧道施工和車站施工的矛盾成為制約盾構法推廣應用的瓶頸，盾構法施工速度快的優(yōu)勢不能得到充分發(fā)揮。由于城區(qū)施工場地狹小、施工過程工序繁多，無論采取何種過站方式與車站結構形式，只有與區(qū)間盾構隧道相結合，才能降低施工難度和工程成本。尤其是在道路狹窄、交通繁忙、建筑密集及地下管線密布的中心城區(qū)如何實現區(qū)間與車站線路的最優(yōu)化布置、施工方法與工期的銜接，以及減少施工對地面交通及周邊環(huán)境的影響是軌道交通發(fā)展急需解決的關鍵技術問題。

發(fā)明內容