一种使用盾构机进行连续施工的施工方法及其配套车站

申请号 CN201410429677.7 申请日 2014-08-27 公开(公告)号 CN104314578A 公开(公告)日 2015-01-28
申请人 北京市轨道交通建设管理有限公司; 北京市轨道交通设计研究院有限公司; 发明人 郝志宏; 罗富荣; 金淮; 王全贤; 冯爱军; 张艳英; 张建海; 何海健; 李松梅; 王毅; 杜玉峰; 赵凯;
摘要 本 发明 公开了一种使用盾构机进行连续施工以修建地 铁 车站的施工方法及其配套车站。其中的施工方法包括:在待开挖车站的两端分别设置一个供盾构机行进及调头的施工横通道;盾构机在完成一个分别以两个施工横通道为起点和终点的盾构隧道的施工作业之后,通过所述盾构隧道终点的施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。通过使用本发明所提供的方法,可以大大减少盾构机的非正常工序,加快施工进度,降低工程造价,丰富现有地铁车站站型型式,并部分解决了深层地铁施工的地下 水 难题。
权利要求

1.一种使用盾构机进行连续施工的施工方法,其特征在于,该方法包括:
A、在待开挖车站的两端分别设置一个供盾构机行进及调头的施工横通道;
B、盾构机在完成一个分别以两个施工横通道为起点和终点的盾构隧道的施工作业之后,通过所述盾构隧道终点的施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤A包括:
在待开挖车站的起始端和末端分别开挖一个第一临时竖井和第二临时竖井;
在所述第一临时竖井和第二临时竖井的底部分别开挖一个第一施工横通道和第二施工横通道。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:
当所述待开挖车站由3个盾构隧道组成时,所述两个施工横通道的宽度不小于13.5m。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:
当所述待开挖车站由4个盾构隧道组成时,所述两个施工横通道的宽度不小于10m。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤B包括:
B1、第一盾构机从已完成的第一区间隧道A进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第一盾构隧道至第二施工横通道;
B2、第一盾构机在所述第二施工横通道内移动到待施工的第二盾构隧道的一端并完成调头操作,然后掘进预先确定的第二盾构隧道至所述第一施工横通道;
B3、第一盾构机在所述第一施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工的盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤B3为:
第一盾构机在所述第一施工横通道内移动到待施工的第三盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第三盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第二施工横通道。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,该方法还进一步包括:
设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第二盾构隧道,并设置第二联络通道连通第一盾构隧道和第三盾构隧道;在第二盾构隧道和第三盾构隧道的外侧形成出入口。
8.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,该方法还进一步包括:
B4、第二盾构机从已完成的第一区间隧道B进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的另一盾构隧道至第二施工横通道。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,该方法还进一步包括:
所述预先确定的另一盾构隧道为第四盾构隧道;
设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第三盾构隧道,设置第二联络通道连通第二盾构隧道和第四盾构隧道。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,该方法还进一步包括:
所述第一联络通道通过第一斜通道和站厅横通道连接,所述第二联络通道通过第二斜通道和站厅横通道连接;
所述站厅横通道与站厅层连接;
所述站厅层中还设置有设备层。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,该方法还进一步包括:
设置第三联络通道连通第二盾构隧道和第三盾构隧道。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,该方法还进一步包括:
所述第三联络通道依次通过斜通道和站厅横通道与站厅层连接;
所述站厅层中还设置有设备层。
13.一种使用权利要求1所述的方法而形成的车站,其特征在于:该车站包括三个盾构隧道;
其中,位于中间的第一盾构隧道为行车隧道,位于所述行车隧道两侧的两个盾构隧道为第一站厅站台隧道和第二站厅站台隧道;
所述第一站厅站台隧道通过第一联络通道与所述行车隧道连通,所述第二站厅站台隧道通过第二联络通道与所述行车隧道连通;
所述第一站厅站台隧道和第二站厅站台隧道的外侧均外接有车站出入口。
14.根据权利要求13所述的车站,其特征在于:
所述两个站厅站台隧道的下层均设置有侧式站台及站台设备层;
所述两个站厅站台隧道的上层均设置有车站站厅及站厅设备层。
15.一种使用权利要求1所述的方法而形成的车站,其特征在于:该车站包括四个盾构隧道;
其中,位于中间的两个盾构隧道分别为第一站台隧道和第二站台隧道,位于两侧的两个盾构隧道分别为第一行车隧道和第二行车隧道;
第一站台隧道通过第一联络通道与第一行车隧道连通,第二站台隧道通过第二联络通道与第二行车隧道连通;第一站台隧道通过第三联络通道与第二站台隧道连通;
所述第三联络通道依次通过斜通道和站厅横通道与站厅层连接;
所述站厅层中还设置有设备层。
16.一种使用权利要求1所述的方法而形成的车站,其特征在于:该车站包括四个盾构隧道;
其中,位于中间的两个盾构隧道为第一行车隧道和第二行车隧道,位于两侧的两个盾构隧道为第一站台隧道和第二站台隧道;
第一站台隧道通过第一联络通道与第一行车隧道连通,第二站台隧道通过第二联络通道与第二行车隧道连通;
所述第一联络通道通过第一斜通道和站厅横通道连接,所述第二联络通道通过第二斜通道和站厅横通道连接;
所述站厅横通道与站厅层连接;
所述站厅层中还设置有设备层。

说明书全文

一种使用盾构机进行连续施工的施工方法及其配套车站

技术领域

[0001] 本发明涉及地下工程技术领域,特别涉及一种使用盾构机进行连续施工的施工方法及其配套车站。

背景技术

[0002] 目前,地工程中最常用的施工工法一般有明挖法、浅埋暗挖法和盾构法。然而,随着国内各城市地铁线网的逐渐加密,线路埋深进一步加深,不少车站及区间已局部进入到承压地层。因此,传统的以降水施工为辅助工法、以掌子面无水为前提条件的浅埋暗挖法已经受到了很大的限制。另一方面,地下水资源越来越受到保护,宏观政策不允许大量开采地下水。因此,自身就能实现隔水施工的盾构工法必将得到更广泛的应用。
[0003] 在现有技术中,盾构法因其平均掘进速度快、施工安全、沉降易于控制、成型隧道结构质量优良等优点被广泛运用。但是,盾构法在实际应用环境中也存在着不少问题,主要表现在盾构工法的施工连续性差、盾构机利用率偏低、非正常工序占时多等。
[0004] 例如,通过总结北京已建成的五号线、四号线、十号线和机场线等地铁工程的经验,发现盾构工法施工中还存在以下的一些问题:
[0005] 1)、对区间隧道的施工作业而言,目前盾构法的施工速度可达到浅埋暗挖法的施工速度的8倍以上;但是,如果结合车站总体来看,其施工速度快的优点并未完全得到体现,相反的,由于采用盾构法施工时的灵活性较差,因此经常造成工期延误的现象的发生;
[0006] 2)、每台盾构机的平均单线推进里程(约3km)远小于其使用寿命(10km),因此盾构机的利用率偏低;
[0007] 3)、盾构法的平均掘进速度和最大掘进速度差异很大,原因在于盾构法施工过程中,除了盾构掘进、管片拼装、出土运输等正常工序外,大部分的时间都被盾构解体、吊出、转场、下井组装或调头等非正常工序所占据,从而影响了盾构机的平均掘进速度。实际应用中的数据显示:按照一个区间1km的长度和盾构机稳定推进速度10-14m/d来计算,一个区间隧道的掘进时间一般不超过3个月。但是,根据统计数据可知,盾构法在正常掘进时间以外的非掘进时间非常长,例如,一座盾构井的施工约需3~7个月,盾构机的安装调试约需15~55天,盾构机的调头约20~50天,转场约2个月,盾构机的拖拉过站约1~2个月。
[0008] 在其它城市,盾构工法中的上述问题也同样存在。为了部分解决上述的问题,现有技术中提出了一种盾构过站的施工方法,即先在线路的局部区段先盾构法掘进区间隧道,然后再在条件成熟的位置建造车站的方法。具体来说,在该方法中,首先利用盾构法将该段的区间隧道修建完毕,而后再逐个根据预留车站周围的施工条件,采用多种方式修建预留的地铁车站。例如,第(1)种方式:可以采用拆除车站范围内的全部盾构管片后,再明挖车站的方式。第(2)种方式:可以采用保留大部分管片、仅在管片上开洞提供乘客上下车的条件下,再暗挖或明挖拓展地铁车站的方式。其中,第(1)种方式应用范围正在逐渐减小。
[0009] 但是,上述的盾构过站的施工方法只是解决了盾构机通过车站能连续施工区间的问题,该方法本身也存在着一些缺点:
[0010] 1)、在使用小盾构机(直径约6m)扩挖成站的盾构过站的施工方法中,小盾构机挖掘而成的隧道可以作为行车隧道,但是在施工过程中仍需要进行大断面暗挖,以形成站厅和岛式站台,并使得行车隧道与暗挖大断面隧道之间通过横通道相连。
[0011] 2)、在使用大盾构机(直径约10m)的盾构过站的施工方法中,将采用大盾构机掘进过站形成盾构隧道,然后再在盾构隧道基础上采用浅埋暗挖法扩挖车站,扩挖后的车站站台型式为侧式站台。
[0012] 由上可知,在现有技术中的盾构过站的施工方法中,虽然使用了盾构机通过挖掘形成盾构隧道,但在盾构机完成挖掘工作之后,还需要进行大量的后续施工作业,在已形成的盾构隧道的基础上进行扩挖才能形成所需的车站站台型式,因此难以提高施工进度,而且工程造价也比较高。另外,后续的施工作业的工序也比较复杂,对车站的安全影响也很大,甚至会比单独施工车站带来更大的险。此外,由于在上述的盾构过站的施工方法中,在盾构机完成挖掘工作之后,还需要进行大量的后续施工作业,因此该方法的防水性能较差,难以解决深层地铁施工过程中的地下水难题。

发明内容

[0013] 有鉴于此,本发明提供一种使用盾构机进行连续施工的施工方法及其配套车站,从而可以大大加快施工进度,降低工程造价。
[0014] 本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0015] 一种使用盾构机进行连续施工的施工方法,该方法包括:
[0016] A、在待开挖车站的两端分别设置一个供盾构机行进及调头的施工横通道;
[0017] B、盾构机在完成一个分别以两个施工横通道为起点和终点的盾构隧道的施工作业之后,通过所述盾构隧道终点的施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
[0018] 较佳的,所述步骤A包括:
[0019] 在待开挖车站的起始端和末端分别开挖一个第一临时竖井和第二临时竖井;
[0020] 在所述第一临时竖井和第二临时竖井的底部分别开挖一个第一施工横通道和第二施工横通道。
[0021] 较佳的,当所述待开挖车站由3个盾构隧道组成时,所述两个施工横通道的宽度不小于13.5m。
[0022] 较佳的,当所述待开挖车站由4个盾构隧道组成时,所述两个施工横通道的宽度不小于10m。
[0023] 较佳的,所述步骤B包括:
[0024] B1、第一盾构机从已完成的第一区间隧道A进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第一盾构隧道至第二施工横通道;
[0025] B2、第一盾构机在所述第二施工横通道内移动到待施工的第二盾构隧道的一端并完成调头操作,然后掘进预先确定的第二盾构隧道至所述第一施工横通道;
[0026] B3、第一盾构机在所述第一施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工的盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
[0027] 较佳的,所述步骤B3为:
[0028] 第一盾构机在所述第一施工横通道内移动到待施工的第三盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第三盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第二施工横通道。
[0029] 较佳的,该方法还进一步包括:
[0030] 设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第二盾构隧道,并设置第二联络通道连通第一盾构隧道和第三盾构隧道;在第二盾构隧道和第三盾构隧道的外侧形成出入口。
[0031] 较佳的,该方法还进一步包括:
[0032] B4、第二盾构机从已完成的第一区间隧道B进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的另一盾构隧道至第二施工横通道。
[0033] 较佳的,该方法还进一步包括:
[0034] 所述预先确定的另一盾构隧道为第四盾构隧道;
[0035] 设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第三盾构隧道,设置第二联络通道连通第二盾构隧道和第四盾构隧道。
[0036] 较佳的,该方法还进一步包括:
[0037] 所述第一联络通道通过第一斜通道和站厅横通道连接,所述第二联络通道通过第二斜通道和站厅横通道连接;
[0038] 所述站厅横通道与站厅层连接;
[0039] 所述站厅层中还设置有设备层。
[0040] 较佳的,该方法还进一步包括:
[0041] 设置第三联络通道连通第二盾构隧道和第三盾构隧道。
[0042] 较佳的,该方法还进一步包括:
[0043] 所述第三联络通道依次通过斜通道和站厅横通道与站厅层连接;
[0044] 所述站厅层中还设置有设备层。
[0045] 本发明还提供了一种使用上述的方法而形成的车站,该车站包括三个盾构隧道;
[0046] 其中,位于中间的第一盾构隧道为行车隧道,位于所述行车隧道两侧的两个盾构隧道为第一站厅站台隧道和第二站厅站台隧道;
[0047] 所述第一站厅站台隧道通过第一联络通道与所述行车隧道连通,所述第二站厅站台隧道通过第二联络通道与所述行车隧道连通;
[0048] 所述第一站厅站台隧道和第二站厅站台隧道的外侧均外接有车站出入口。
[0049] 较佳的,所述两个站厅站台隧道的下层均设置有侧式站台及站台设备层;
[0050] 所述两个站厅站台隧道的上层均设置有车站站厅及站厅设备层。
[0051] 本发明提供了一种使用上述的方法而形成的车站,该车站包括四个盾构隧道;
[0052] 其中,位于中间的两个盾构隧道分别为第一站台隧道和第二站台隧道,位于两侧的两个盾构隧道分别为第一行车隧道和第二行车隧道;
[0053] 第一站台隧道通过第一联络通道与第一行车隧道连通,第二站台隧道通过第二联络通道与第二行车隧道连通;第一站台隧道通过第三联络通道与第二站台隧道连通;
[0054] 所述第三联络通道通过斜通道和站厅横通道与站厅层连接;
[0055] 所述站厅层中还设置有设备层。
[0056] 本发明中还提供了一种使用上述的方法而形成的车站,该车站包括四个盾构隧道;
[0057] 其中,位于中间的两个盾构隧道为第一行车隧道和第二行车隧道,位于两侧的两个盾构隧道为第一站台隧道和第二站台隧道;
[0058] 第一站台隧道通过第一联络通道与第一行车隧道连通,第二站台隧道通过第二联络通道与第二行车隧道连通;
[0059] 所述第一联络通道通过第一斜通道和站厅横通道连接,所述第二联络通道通过第二斜通道和站厅横通道连接;
[0060] 所述站厅横通道与站厅层连接;
[0061] 所述站厅层中还设置有设备层。
[0062] 如上可见,在本发明的技术方案中,由于预先设置了两个可以供盾构机行进及调头的施工横通道,盾构机可以利用预先设置的施工横通道采用回转掘进的施工方式,可以连续施工多个型式一致的车站和相邻区间,而不必对盾构机进行解体、吊出、转场、下井组装等工序,而且在盾构机完成所有的挖掘工作之后,只需进行少量的后续施工作业即可形成所需的车站站型,从而可以大大减少盾构机的非正常工序,既加快了施工进度,也降低了工程造价;而且,通过上述施工方法所形成的与盾构回转掘进方式相配套的站型也丰富了现有地铁车站站型型式,所形成的车站可以因地制宜,且结构也紧凑合理;此外,由于盾构施工良好的防水性能,从而也部分解决了深层地铁施工的地下水难题。附图说明
[0063] 图1为本发明实施例中的使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图;
[0064] 图2为本发明的实施例一中使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。
[0065] 图3为本发明的实施例一中使用盾构机进行连续施工的施工方法的简单示意图。
[0066] 图4为本发明的实施例一中所形成的车站站型横剖示意图。
[0067] 图5为本发明的实施例二中使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。
[0068] 图6为本发明的实施例二中使用盾构机进行连续施工的施工方法的简单示意图。
[0069] 图7为本发明的实施例二中所形成的车站站型横剖示意图。
[0070] 图8为本发明的实施例三中使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。
[0071] 图9为本发明的实施例三中使用盾构机进行连续施工的施工方法的简单示意图。
[0072] 图10为本发明的实施例三中所形成的车站站型横剖示意图。

具体实施方式

[0073] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。
[0074] 图1为本发明实施例中的使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。如图1所示,本发明实施例中的使用盾构机进行连续施工的施工方法主要包括如下所述的步骤:
[0075] 步骤11,在待开挖车站的两端分别设置一个供盾构机行进及调头的施工横通道。
[0076] 在本步骤中,需要设置两个供盾构机行进及调头的施工横通道。为了区分这两个施工横通道,在本发明的较佳实施例中,可以将这两个施工横通道分别称为:第一施工横通道和第二施工横通道。
[0077] 步骤12,盾构机在完成一个分别以两个施工横通道为起点和终点的盾构隧道的施工作业之后,通过所述盾构隧道终点的施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
[0078] 根据上述的步骤11和步骤12可知,在本发明的技术方案中,由于预先设置了两个可以供盾构机行进及调头的施工横通道,因此盾构机在完成一个盾构隧道的挖掘工作之后,不必对盾构机进行解体、吊出、转场、下井组装等工序,而是可以直接沿着预设的施工横通道继续前进到预设的下一个盾构隧道所在的位置,然后在施工横通道内完成调头,从而可以继续对下一个盾构隧道进行挖掘并完成下一个盾构隧道的挖掘工作(上述施工方式可以称为回转掘进方式)。以此类推,即可逐个完成待开挖车站中的所有盾构隧道的挖掘工作。
[0079] 由上可知,在本发明的技术方案中,由于盾构机可以利用预先设置的施工横通道采用回转掘进的施工方式,可以连续施工多个型式一致的车站和相邻区间,而不必对盾构机进行解体、吊出、转场、下井组装等工序,而且在盾构机完成所有的挖掘工作之后,只需进行少量的后续施工作业即可形成所需的车站站型,从而可以大大减少盾构机的非正常工序,既加快了施工进度,也节省了工程造价;而且,通过上述施工方法所形成的与盾构回转掘进方式相配套的站型也丰富了现有地铁车站站型型式,所形成的车站可以因地制宜,且结构也紧凑合理;此外,由于盾构施工良好的防水性能,从而也部分解决了深层地铁施工的地下水难题。
[0080] 另外,在本发明的技术方案中,上述的步骤11和步骤12均可以有多种具体的实现方式。以下将以具体实施例的方式,对本发明的技术方案进行更进一步的详细介绍。
[0081] 例如,在本发明的一个较佳实施例中,所述步骤11可以通过如下所述的步骤来实现:
[0082] 步骤111,在待开挖车站的起始端和末端分别开挖一个第一临时竖井和第二临时竖井。
[0083] 在本发明的技术方案中,首先可以在待开挖车站的两端(即起始段和末端)分别开挖一个临时竖井,例如,在本发明的技术方案中,可以在待开挖车站的起始端开挖一个第一临时竖井,在待开挖车站的末端开挖一个第二临时竖井,以便于进行后续的施工横通道的开挖。另外,在完成上述待开挖车站的施工之后,上述临时竖井还可以用于通风或输送相应的施工设备,也还可以用于其它的用途。
[0084] 步骤112,在第一临时竖井和第二临时竖井的底部分别开挖一个第一施工横通道和第二施工横通道。
[0085] 在本步骤中,需要开挖两个施工横通道:第一施工横通道和第二施工横通道。其中,所述第一施工横通道位于所述第一临时竖井的底部且垂直于所述第一临时竖井;所述第二施工横通道位于所述第二临时竖井的底部且垂直于所述第二临时竖井。在本发明的技术方案中,所述第一施工横通道和第二施工横通道都可用于盾构机行进及调头,即盾构机可以在所述施工横通道内行进并完成调头。
[0086] 较佳的,在本发明的具体实施例中,由于待开挖车站的起始端一般会与已完成的区间隧道连接(例如,后文中的第一区间隧道),而第一临时竖井设置在待开挖车站的起始端,因此,设置在所述第一临时竖井的底部的所述第一施工横通道,可以与已完成的第一区间隧道连接,以便于盾构机可以从已完成的区间隧道进入第一施工横通道,然后对待开挖车站进行挖掘操作,以形成所需的盾构隧道。
[0087] 另外,较佳的,在本发明的具体实施例中,可以根据待开挖车站的结构和盾构机尺寸预先设定两个施工横通道的宽度,以便于使得盾构机在所述施工横通道中可以行进和/或完成调头。
[0088] 例如,当所述待开挖车站是由3个盾构隧道组成时,一般中间的那个盾构隧道是单洞双线的隧道(即一个隧道中可以设置双向两车道),因此盾构隧道的直径一般也较大,需要使用大盾构(即大型的盾构机)完成掘进。由于大型盾构机的直径一般都比较大(例如,直径一般约为10m),因此,在本发明的一个较佳实施例中,当所述待开挖车站是由3个盾构隧道组成时,所述两个施工横通道的宽度可以设置为不小于13.5m,以便于大型盾构机可以在所述施工横通道中行进和/或完成调头。
[0089] 再例如,当所述待开挖车站是由4个盾构隧道组成时,一般4个盾构隧道都是单洞单线的隧道(即一个隧道中只能设置单向单车道),因此盾构隧道的直径一般较小,所使用的一般为小盾构(即小型的盾构机)。小型盾构机的直径一般都比较小(例如,直径一般约为6m),因此,在本发明的另一个较佳实施例中,当所述待开挖车站是由4个盾构隧道组成时,所述两个施工横通道的宽度可以设置为不小于10m,以便于小型盾构机可以在所述施工横通道中行进和/或完成调头。
[0090] 再例如,在本发明的一个较佳实施例中,所述步骤12也可以通过如下所述的步骤来实现:
[0091] 步骤121,第一盾构机从已完成的第一区间隧道A进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第一盾构隧道至第二施工横通道。
[0092] 在上述的步骤11中,设置了两个供盾构机行进及调头的施工横通道:第一施工横通道和第二施工横通道。在设置好上述的第一施工横通道和第二施工横通道之后,即可使用盾构机对所需的盾构隧道进行挖掘操作。因此,在本步骤中,第一盾构机可以从已完成的第一区间隧道A进入所述第一施工横通道,然后继续向前挖掘预先确定的第一盾构隧道,直至进入所述第二施工横通道,即到达了待开挖车站的末端,从而完成所述第一盾构隧道的挖掘工作。
[0093] 步骤122,第一盾构机在所述第二施工横通道内移动到待施工的第二盾构隧道的一端并完成调头操作,然后掘进预先确定的第二盾构隧道至所述第一施工横通道。
[0094] 在完成第一盾构隧道的挖掘工作之后,将进行下一个盾构隧道(例如,第二盾构隧道)的挖掘工作。由于在步骤121中,第一盾构机在完成第一盾构隧道的挖掘工作后进入了第二施工横通道,而第一盾构机可以在第二施工横通道中行进和/或完成调头,因此在本步骤中,第一盾构机将在所述第二施工横通道内移动到预设的第二盾构隧道所在的位置并完成调头,然后即可从所述第二施工横通道开始,对预先确定的第二盾构隧道进行掘进作业,直至进入所述第一施工横通道,即到达了待开挖车站的起始端,从而完成所述第二盾构隧道的挖掘工作。
[0095] 步骤123,第一盾构机在所述第一施工横通道移动到下一个待施工盾构隧道的一端并完成调头操作,继续进行下一个待施工的盾构隧道的掘进作业,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
[0096] 在上述的本步骤122和123中,由于预先设置了两个施工横通道,因此盾构机在完成一个盾构隧道的挖掘工作之后,不必对盾构机进行解体、吊出、转场、下井组装等工序,而是可以直接沿着预设的施工横通道继续前进到预设的下一个盾构隧道所在的位置,然后在施工横通道内完成调头,从而可以继续对下一个盾构隧道进行挖掘并最终完成下一个盾构隧道的挖掘工作;以此类推,直至形成所述待开挖车站的所有盾构隧道。
[0097] 较佳的,在本发明的具体实施例中,还可以使用两个盾构机来进行施工作业。因此,上述的步骤12中还可以进一步包括如下所述的步骤:
[0098] 步骤124,第二盾构机从已完成的第一区间隧道B进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的另一盾构隧道至第二施工横通道。
[0099] 在本步骤中,可以使用第二盾构机,该第二盾构机可以从已完成的第一区间隧道B进入所述第一施工横通道,然后再继续向前挖掘预先确定的另一个盾构隧道(例如,第四盾构隧道),直至进入所述第二施工横通道,即到达了待开挖车站的末端,从而完成另一个盾构隧道的挖掘工作。
[0100] 由于使用了两个盾构机通过两个施工横通道进行作业,因此上述的步骤124可以与上述的步骤121~123同时进行,也可以不同时进行,具体的执行顺序可以根据具体实践情况进行设置。
[0101] 以下将以几个具体的实施例为例,对本发明的技术方案进行更为详细的介绍。
[0102] 实施例一:大盾构回转掘进的施工方法。
[0103] 图2为本发明的实施例一中使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。图3为本发明的实施例一中使用盾构机进行连续施工的施工方法的简单示意图。在本实施例一中,使用了大盾构(即大型盾构机),从而可以形成如图4所示的车站站型。如图2所示,本发明的实施例一中使用盾构机进行连续施工的施工方法可以包括如下所述的步骤:
[0104] 步骤201,在待开挖车站的起始端和末端分别开挖一个第一临时竖井和第二临时竖井。
[0105] 步骤202,在第一临时竖井和第二临时竖井的底部分别开挖一个第一施工横通道和第二施工横通道。
[0106] 其中,由于在本实施例中将使用大型的盾构机,因此所述第一施工横通道和第二施工横通道的宽度可以设置为不小于13.5m,从而便于大型盾构机在所述第一施工横通道和第二施工横通道中行进和/或完成调头操作。
[0107] 步骤203,第一盾构机从已完成的第一区间隧道进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第一盾构隧道至第二施工横通道。
[0108] 通过上述的步骤203,可以形成第一盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第一盾构隧道作为行车隧道。
[0109] 步骤204,第一盾构机在所述第二施工横通道内移动到待施工的第二盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第二盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第一施工横通道。
[0110] 通过上述的步骤204,可以形成第二盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第二盾构隧道作为第一站厅站台隧道。
[0111] 步骤205,第一盾构机在所述第一施工横通道内移动到待施工的第三盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第三盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第二施工横通道。
[0112] 通过上述的步骤205,可以形成第三盾构隧道。而且,此时的第一盾构机已经进入第二施工横通道。此后,如果当前的待开挖车站并不是末站(即最后一站),则该第一盾构机还可以继续开始下一个待开挖盾构区间隧道(例如,图3中所示的第二区间隧道)的掘进工作。而如果当前的待开挖车站为末站,则第一盾构机在完成第三盾构隧道的挖掘工作之后,由于已不存在下一个待开挖盾构区间隧道,因此可移出工作面。
[0113] 另外,在本实施例中,可以将所述第三盾构隧道作为第二站厅站台隧道。其中,第一站厅站台隧道和第二站厅站台隧道分别位于所述行车隧道的两侧。
[0114] 较佳的,上述的实施例一中还可以进一步包括如下所述的步骤206:
[0115] 步骤206,设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第二盾构隧道,并设置第二联络通道连通第一盾构隧道和第三盾构隧道;在第二盾构隧道和第三盾构隧道的外侧形成出入口。
[0116] 在本发明的技术方案中,可以将所形成的第一盾构隧道作为行车隧道,而将所形成的第二盾构隧道和第三盾构隧道分别作为站厅站台隧道。通过施工作业形成第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第二盾构隧道,并通过施工作业形成第二联络通道连通所述第一盾构隧道和第三盾构隧道;然后再在第二盾构隧道和第三盾构隧道的外侧形成出入口,从而形成了所需的车站站型。更进一步的,所述站厅站台隧道的下层可以形成侧式站台及设备层,所述站厅站台隧道的上层可以作为车站站厅及设备层。
[0117] 因此,通过上述的步骤201~206,即可形成如图4所示的车站站型。
[0118] 图4为本发明的实施例一中所形成的车站站型的示意图。在图4所示的车站中,该车站包括三个盾构隧道(即第一盾构隧道、第二盾构隧道和第三盾构隧道);其中,位于中间的盾构隧道(即第一盾构隧道)为行车隧道401,位于所述行车隧道401两侧的两个盾构隧道分别为第一站厅站台隧道402(即第二盾构隧道)和第二站厅站台隧道403(即第三盾构隧道);第一站厅站台隧道402通过第一联络通道404与行车隧道401连通,第二站厅站台隧道403通过第二联络通道405与行车隧道401连通;第一站厅站台隧道402和第二站厅站台隧道403的外侧均外接有车站出入口406。
[0119] 较佳的,在本发明的具体实施例中,所述两个站厅站台隧道的下层均设置有侧式站台及站台设备层,所述两个站厅站台隧道的上层均设置有车站站厅及站厅设备层。
[0120] 实施例二:小盾构回转掘进的施工方法。
[0121] 图5为本发明的实施例二中使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。图6为本发明的实施例二中使用盾构机进行连续施工的施工方法的简单示意图。如图5所示,本发明的实施例二中使用盾构机进行连续施工的施工方法可以包括如下所述的步骤:
[0122] 步骤501,在待开挖车站的起始端和末端分别开挖一个第一临时竖井和第二临时竖井。
[0123] 步骤502,在第一临时竖井和第二临时竖井的底部分别开挖一个第一施工横通道和第二施工横通道。
[0124] 其中,由于在本实施例中将使用小型的盾构机,因此所述第一施工横通道和第二施工横通道的宽度可以设置为不小于10m,从而便于小型盾构机在所述第一施工横通道和第二施工横通道中行进和/或完成调头操作。
[0125] 步骤503,第一盾构机从已完成的第一区间隧道A进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第一盾构隧道至第二施工横通道。
[0126] 通过上述的步骤503,可以形成第一盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第一盾构隧道作为第一行车隧道。
[0127] 步骤504,第一盾构机在所述第二施工横通道内移动到待施工的第二盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第二盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第一施工横通道。
[0128] 通过上述的步骤504,可以形成第二盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第二盾构隧道作为第二站台隧道。
[0129] 步骤505,第一盾构机在所述第一施工横通道内移动到待施工的第三盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第三盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第二施工横通道。
[0130] 通过上述的步骤505,可以形成第三盾构隧道。而且,此时的第一盾构机已经进入第二施工横通道。此后,如果当前的待开挖车站并不是末站(即最后一站),则该第一盾构机还可以继续开始下一个待开挖盾构区间隧道(例如,图6中所示的第二区间隧道A)的掘进工作。而如果当前的待开挖车站为末站,则第一盾构机在完成第三盾构隧道的挖掘工作之后,由于已不存在下一个待开挖盾构区间隧道,因此可移出工作面。
[0131] 另外,在本实施例中,可以将所述第三盾构隧道作为第一站台隧道。
[0132] 步骤506,第二盾构机从已完成的第一区间隧道B进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第四盾构隧道至第二施工横通道。
[0133] 在本步骤中,可以使用第二盾构机,该第二盾构机可以从已完成的第一区间隧道B进入所述第一施工横通道,然后再继续向前挖掘预先确定的第四盾构隧道,直至进入所述第二施工横通道,即到达了待开挖车站的末端,从而完成第四盾构隧道的挖掘工作。此后,如果当前的待开挖车站并不是末站(即最后一站),则该第二盾构机可以继续开始下一个待开挖区间的区间隧道(例如,图6中所示的第二区间隧道B)的掘进工作。而如果当前的待开挖车站为末站,则第二盾构机在完成第四盾构隧道的挖掘工作之后,由于已不存在下一个待开挖盾构区间隧道,即可移出工作面。
[0134] 由于在本实施例中使用了两个盾构机分别通过两个施工横通道进行作业,因此上述的步骤506可以与上述的步骤501~505同时进行,也可以不同时进行,具体的执行顺序可以根据具体实践情况进行设置。
[0135] 通过上述的步骤506,可以形成第四盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第四盾构隧道作为第二行车隧道。其中,第一行车隧道和第二行车隧道分别位于第一站台隧道和第二站台隧道的外侧。
[0136] 较佳的,上述的实施例二中还可以进一步包括如下所述的步骤507:
[0137] 步骤507,设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第三盾构隧道,设置第二联络通道连通第二盾构隧道和第四盾构隧道,并设置第三联络通道连通第二盾构隧道和第三盾构隧道。
[0138] 更进一步的,所述第三联络通道依次通过斜通道和站厅横通道与站厅层连接;所述站厅层中还设置有设备层。
[0139] 因此,通过上述的步骤501~507,即可形成如图7所示的车站站型。
[0140] 图7为本发明的实施例二中所形成的车站站型的示意图。在图7所示的车站中,该车站包括四个盾构隧道(即第一、二、三、四盾构隧道);其中,位于中间的两个盾构隧道分别为第一站台隧道701和第二站台隧道702,位于两侧的两个盾构隧道分别为第一行车隧道703和第二行车隧道704;第一站台隧道701通过第一联络通道705与第一行车隧道703连通,第二站台隧道702通过第二联络通道706与第二行车隧道704连通;第一站台隧道701通过第三联络通道707与第二站台隧道702连通;所述第三联络通道707依次通过斜通道708和站厅横通道709与站厅层710连接;所述站厅层710中还设置有设备层711。
由于第一站台隧道701和第二站台隧道702可通过第三联络通道707连通,因此,图7中所示的车站的站型为岛式站台。
[0141] 根据上述的图6可知,第一区间隧道A和第一区间隧道B之间的距离较大,因此,上述实施例二中所示出的施工方法一般适用于区间隧道线间距较大的情况。
[0142] 实施例三:小盾构回转掘进的另一种施工方法。
[0143] 图8为本发明的实施例三中使用盾构机进行连续施工的施工方法的流程示意图。图9为本发明的实施例三中使用盾构机进行连续施工的施工方法的简单示意图。如图8所示,本发明的实施例三中使用盾构机进行连续施工的施工方法可以包括如下所述的步骤:
[0144] 步骤801,在待开挖车站的起始端和末端分别开挖一个第一临时竖井和第二临时竖井。
[0145] 步骤802,在第一临时竖井和第二临时竖井的底部分别开挖一个第一施工横通道和第二施工横通道。
[0146] 其中,由于在本实施例中将使用小型的盾构机,因此所述第一施工横通道和第二施工横通道的宽度可以设置为不小于10m,从而便于小型盾构机在所述第一施工横通道和第二施工横通道中行进和/或完成调头操作。
[0147] 步骤803,第一盾构机从已完成的第一区间隧道A进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第一盾构隧道至第二施工横通道。
[0148] 通过上述的步骤803,可以形成第一盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第一盾构隧道作为第一行车隧道。
[0149] 步骤804,第一盾构机在所述第二施工横通道内移动到待施工的第二盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第二盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第一施工横通道。
[0150] 通过上述的步骤804,可以形成第二盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第二盾构隧道作为第二站台隧道。
[0151] 步骤805,第一盾构机在所述第一施工横通道内移动到待施工的第三盾构隧道的一端并完成调头操作,然后进行第三盾构隧道的掘进作业,直至第一盾构机进入所述第二施工横通道。
[0152] 通过上述的步骤805,可以形成第三盾构隧道。而且,此时的第一盾构机已经进入第二施工横通道。此后,如果当前的待开挖车站并不是末站(即最后一站),则该第一盾构机还可以继续开始下一个待开挖车站或待开挖盾构隧道(例如,图9中所示的第二区间隧道A)的掘进工作。而如果当前的待开挖车站为末站,则第一盾构机在完成第三盾构隧道的挖掘工作之后,由于已不存在下一个待开挖盾构区间隧道,因此可移出工作面。
[0153] 另外,在本实施例中,可以将所述第三盾构隧道作为第一站台隧道。
[0154] 步骤806,第二盾构机从已完成的第一区间隧道B进入第一施工横通道,继续向前掘进预先确定的第四盾构隧道至第二施工横通道。
[0155] 在本步骤中,可以使用第二盾构机,该第二盾构机可以从已完成的第一区间隧道B进入所述第一施工横通道,然后再继续向前挖掘预先确定的第四盾构隧道,直至进入所述第二施工横通道,即到达了待开挖车站的末端,从而完成第四盾构隧道的挖掘工作。此后,如果当前的待开挖车站并不是末站(即最后一站),则该第二盾构机可以继续开始下一个待开挖区间的区间隧道(例如,图9中所示的第二区间隧道B)的掘进工作。而如果当前的待开挖车站为末站,则第二盾构机在完成第四盾构隧道的挖掘工作之后,由于已不存在下一个待开挖盾构区间隧道,即可移出工作面。
[0156] 由于在本实施例中使用了两个盾构机分别通过两个施工横通道进行作业,因此上述的步骤806可以与上述的步骤801~805同时进行,也可以不同时进行,具体的执行顺序可以根据具体实践情况进行设置。
[0157] 通过上述的步骤806,可以形成第四盾构隧道。在本实施例中,可以将所述第四盾构隧道作为第二行车隧道。其中,第一行车隧道和第二行车隧道分别位于第一站台隧道和第二站台隧道的内侧。
[0158] 较佳的,上述的实施例三中还可以进一步包括如下所述的步骤807:
[0159] 步骤807,设置第一联络通道连通所述第一盾构隧道和第三盾构隧道,设置第二联络通道连通第二盾构隧道和第四盾构隧道。
[0160] 更进一步的,所述第一联络通道通过第一斜通道和站厅横通道连接,所述第二联络通道通过第二斜通道和站厅横通道连接;所述站厅横通道与站厅层连接;所述站厅层中还设置有设备层。
[0161] 因此,通过上述的步骤801~807,即可形成如图10所示的车站站型。
[0162] 图10为本发明的实施例三中所形成的车站站型的示意图。在图10所示的车站中,该车站包括四个盾构隧道(即第一、二、三、四盾构隧道);其中,位于中间的两个盾构隧道为第一行车隧道1001和第二行车隧道1002,位于两侧的两个盾构隧道为第一站台隧道1003和第二站台隧道1004;第一站台隧道1003通过第一联络通道1005与第一行车隧道
1001连通,第二站台隧道1004通过第二联络通道1006与第二行车隧道1002连通;所述第一联络通道1005通过第一斜通道1007和站厅横通道1009连接,所述第二联络通道1006通过第二斜通道1008和站厅横通道1009连接;所述站厅横通道1009与站厅层1010连接;
所述站厅层1010中还设置有设备层1011。由于站台分设于行车隧道两侧,因此,图10中所示的车站的站型为侧式站台。
[0163] 根据上述的图9可知,第一区间隧道A和第一区间隧道B之间的距离较小,因此,上述实施例三中所示出的施工方法一般适用于区间隧道线间距较小的情况。
[0164] 综上可知,在本发明的技术方案中,由于预先设置了两个可以供盾构机行进及调头的施工横通道,盾构机可以利用预先设置的施工横通道采用回转掘进的施工方式,可以连续施工多个型式一致的车站和相邻区间,而不必对盾构机进行解体、吊出、转场、下井组装等工序,而且在盾构机完成所有的挖掘工作之后,只需进行少量的后续施工作业即可形成所需的车站站型,从而可以大大减少盾构机的非正常工序,既加快了施工进度,也降低了工程造价;而且,通过上述施工方法所形成的与盾构回转掘进方式相配套的站型也丰富了现有地铁车站站型型式,所形成的车站可以因地制宜,且结构也紧凑合理;此外,由于盾构施工良好的防水性能,从而也部分解决了深层地铁施工的地下水难题。
[0165] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
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