一种紧邻地下运营车站顶管接收的方法及结构与流程

本发明属于地下工程，涉及一种紧邻地下运营车站顶管接收的方法及结构，尤其涉及一种未预留接入出入口通道条件、或正在运营中的地铁车站的地下运营车站顶管接收的方法及结构。

背景技术：

1、近年来随着城市化的推进，城市地下空间建设快速发展，城市轨道交通线网不断新增，但由于地下空间建设一般投资费用高，施工过程中，场地交通、市政管网所需协调力度大，实施难度高。故当一个新建地铁站能满足一般功能、规划要求时，考虑实施代价条件，可以考虑甩下部分子单位工程先期完工，以满足当时的主要功能需求。而随着顶管工艺的出现和逐渐在地铁工程的采用，在对顶管设计施工方法的深化摸索与经验总结基础上，选择了该方法应用于天津地铁车站增设出入口项目中。例如已公开专利-一种地铁车站出入口通道的矩形顶管施工方法（cn111075474a），在顶管接收时，搭设接收平台接收顶管机，该接收平台位于车站内侧，该接收平台被称为工作井。接收平台位于车站中板底150~280mm，平台与中板固定连接。该接收平台（工作井）范围在车站主体结构顶板和中板上预留吊出孔洞，以便吊出顶管机设备。吊出顶板设备后对预留吊出孔洞进行封板。该方法适用于地铁车站施工时，已为顶管的施工预留了施工条件，如设置了低于中板的接收平台和设备吊出孔，且车站该部位未投入运营时，方能实施接入出入口通道。该方案采用了顶管直接进入地铁车站内接收，并吊出的方案。解决了地下市政管线纵多，不必拆改管线的条件下，地面设置出入口通道的问题。但是对于没有预留接入出入口通道条件的地铁车站，或正在运营中的地铁车站，其接入出入口的位置正是轨行区行车板的上方或下方，此位置的板不可能开设吊装孔，车站中也往往不可能提供顶管设备拆解以后的运输路径，甚至不能提供满足顶管机接收或拆解的施工场地，则该方法存在明显不适用性。

2、运营地铁对变形要求极为严格，如果采用顶管在运营车站内接收，对车站扰动较大，可能会引起车站较大的变形，影响地铁车站车辆或其它设备的正常运行，甚至出现车站外地下水土涌入车站内的风险或事故。

3、基于以上问题，如何设计出一种在车站外侧接收顶管，并且能够满足未预留接入出入口通道条件、或正在运营中的地铁车站的地下运营车站顶管接收要求的施工方法是亟待解决的技术问题。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目地在于提供一种紧邻地下运营车站顶管接收的方法及结构，主要针对未预留接入出入口通道条件、或正在运营中的地铁车站,尤其是施工场地局限、接收工作井大小不能满足正常要求的情况而设计的顶管接收的方法及结构，以解决现有技术中不能解决的在地面施工空间局限、地质条件较差，尤其是地下水丰富，富含承压水的场地条件下，为控制变形要求严格的运营车站增加顶管通道，进行顶管接收的问题。

2、所述技术方案如下：

3、一种紧邻地下运营车站顶管接收的方法，包括以下步骤：

4、步骤一、在地下运营车站接收顶管一侧，确定顶管工作井的确切位置及顶管工作井尺寸。确定的顶管工作井避开地面及地下难以拆改的建构物及管线等，且顶管工作井平面和立面尺寸应能满足基本的施工操作空间要求。

5、步骤二、工作井基坑围护结构地连墙定位与施工，顶管工作井的围护结构可利用既有运营地铁车站的围护结构，新旧围护结构封围。

6、步骤三、工作井基坑开挖，开挖期间，及时架设围护支撑，开展顶管工作井结构施工，井结构内壁混凝土施工过程中预埋洞门钢环。

7、步骤四、进行工作井外土体水平冻结加固，继而凿除接收洞门范围的地连墙，在工作井内回填低标号水泥砂浆回填。

8、步骤五、顶管机头推进工作井过工作井结构时停止推进，注浆封堵顶管机外侧水流路径，防止地下水涌入接收工作井基坑内。

9、步骤六、边开挖工作井内低标号水泥砂浆边封闭顶管机与工作井基坑内临时结构之间空隙，同时采取钢板焊接封缝，注浆填充等方式确保顶管机与工作井之间不再渗漏水，直至挖除工作井内低标号水泥砂浆。在顶管机壳体内拆解顶管刀盘、螺旋出土等设备，于工作井内吊出至地面运离场地。

10、步骤七、在顶管机钢壳体及工作井内完成出入口通道现浇部分结构，实现出入口通道顶管预制管节与现场部分连通，并与车站主体结构进行连接。

11、步骤八、施工过程中，采用自动化监测等手段对运营地铁站结构及轨道进行监测。

12、在上述方案的基础上，进一步的，在步骤一中，结合顶管通道与车站接口位置、顶管设备尺寸，地面场地实施条件，确定工作井位置与尺寸，确定的工作井避开地面及地下难以拆改的建构筑物及市政管线等，且工作井平面和立面尺寸应能满足基本的施工操作空间要求。

13、进一步的，在步骤二中，工作井的一侧围护结构利用既有运营地下地铁车站的围护结构，为实现新建围护结构与此侧既有围护结构彻底封围，采用高压旋喷桩措施确保新旧围护结构间挡土隔水性能。

14、进一步的，在步骤三中，对工作井基坑，先撑后挖，直至挖到基坑底，进行工作井结构底板与侧墙与端墙的钢筋混凝土回筑施工，井结构端墙混凝土施工过程中预埋洞门钢环。

15、进一步的，在步骤四中，顶管机接收前，需对工作井外土体水平冻结加固，工作井外土体水平冻结加固体达到设计条件后，对接收洞门范围的地连墙进行分层凿除，继而拔除洞门范围内冻结管，之后开展低标号水泥砂浆回填顶管工作井，回填至顶管机以上1米，停冻，地层如有融沉，应进行补偿注浆。

16、进一步的，在步骤五、步骤六中，为有效防止地下水涌入顶管工作井基坑内，顶管机推进顶管工作井前，接收洞口四周设钢丝刷，防止井外泥砂随顶管机涌入顶管工作井，顶管机推进顶管工作井端墙后，结合停机位置，及时采用钢板焊接方式，封闭顶管机与顶管工作井洞口四周空隙，向顶管机外加固体范围注浆，以防止地下水土随顶管涌入顶管工作井。在工作井内进行开挖低标号水泥砂浆程中，及时对可能遇到的漏水点进行注浆处理。

17、进一步的，在顶管工作井内进行开挖直至挖除低标号水泥砂浆过程中，及时对可能遇到的漏水点进行注浆封堵处理。

18、进一步的，在步骤八中,已运营地铁对变形的要求极为严格，该工程施工过程中，对运营地铁站工程采用自动化监测手段，对轨道、车站结构进行全周期监控量测，如有超过警戒值情况出现，立即停工，分析问题，采用针对性措施解决问题。

19、本发明的第二个发明目的在于：提供了一种应用上述所述的紧邻地下运营车站顶管接收方法施作的结构，在地下运营车站接收顶管的一侧施作顶管工作井，所述顶管工作井包括工作井基坑围护结构、结构底板以及侧墙和端墙，所述顶管工作井远离地下运营车站的一侧连接有出入口通道，当顶管机机头经出入口通道推进并通过顶管工作井端墙结构时停止推进，所述顶管机与顶管工作井之间施作有防渗漏水措施，并且在顶管机钢壳体及顶管工作井内完成出入口通道现浇通道施工，实现出入口通道顶管预制管节与现浇通道连通，并与地下运营车站的车站主体结构侧墙进行连接。

20、本发明提供的紧邻地下运营车站顶管接收的方法，能够获得如下效果：

21、本发明在车站外侧接受顶管，避开难以拆改的市政管线位置，设置一能够满足基本施工操作的工作井，用于辅助顶管接收，顶管机推进工作井，机头推过工作井端墙后，即可停机，结合停机位置，及时采用钢板焊接方式，封闭顶管机与工作井洞口四周空隙，向顶管机外加固体内注浆，以防止地下水土随顶管涌入工作井，在工作井内进行开挖低标号水泥砂浆程中，边对可能遇到的漏水点进行注浆处理，充分消除地下水涌入基坑风险。

22、本发明在工作井内保留顶管机外壳体，将拆解后的顶管顶设备由工作井吊出。在该基坑内完成现浇部分出入口通道施工后，再于工作井内实施出入口通道与车站侧墙的连接，完成该出入口的土建施工。

23、针对现有复杂地面场地环境和富水含砂地质条件下，为运营中的地铁车站增设通道、出入口等子单位工程的课题，本发明采用了设置辅助工作井、弃壳接收顶管机的施工方法。在紧临运营车站的外侧，设一能基本满足施工操作的小面积辅助接收工作井，在该运营车站的外侧弃壳接收顶管机，在工作井和顶管机壳体内完成剩余通道现浇混凝土施工，运营车站外侧顶管通道混凝土结构基本完成后，才实现通道与运营车站的连通。该方案最大可能地减少了对运营地铁车站的扰动，同时，消除了在砂性土、承压水地层接入施工，地下水土涌入运营车站的风险，确保施工过程安全可靠，实现了新建工程与既有工程的连接的同时，减少地面场地占用率，在所有为地下结构工程增设通道、出入口等子单位工程中均有较高的推广价值。

24、另外，作为本发明的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

25、1.交通设施的发达往往意味着更高的人气和财气汇聚，交通的便捷性可以显著提升改地块的客流量和市场吸引力。本发明的技术方案转化后，可将某一个地块与轨道交通联通，方便该处人流与地铁间通行，吸引商业聚集，进一步提升该处的商业价值，进一步扩大轨道交通和地块影响范围和服务范围。

26、2.交通问题是当今社会生活的重要问题，地铁交通已越来越成为当今都市生活最重要的交通工具，由于技术或历史等原因，一个地铁站并不能面面俱到地在周边各个地块均设置出入口通道，导致由该地块并不能很方便与快捷地进入轨道交通线网，该发明可在占据施工场地较小，以较短的施工工期和对周边环境影响最小的程度下，建设一个出入口通道连通地块至运营中的交通线网，填补了国内外业内技术空白。

27、3.由于地下空间建设一般投资费用高，施工过程中，场地交通、市政管网所需协调力度大，实施难度高，而当地铁周边某个地块还未发展起来，基本没有客流时，设一个出入口通道还会增加相当数量的运营维护的费用，造成国有资产浪费问题。故当一个新建地铁站能满足一般功能、规划要求时，考虑实施代价条件、投资水平、客流条件等问题，可以考虑甩下部分子单位工程先期完工，以满足当时的主要功能需求。后期随着周边地块发展，如有需求时，可以采用本方明的方法补设、或增设一个出入口通道，将该地块接入地铁网络，更好地提升地铁周边的商业价值，从而节约国家资产，解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题。

28、4.运营中的轨道交通对周边环境和构筑物本体的变形和变位极为敏感，而地下空间建设一般投资费用高，社会资源占用多，故一个地铁车站和其出入口通道基本都同期完成，或预留接驳条件以方便后期建设时接口。本发明打破了地铁车站除非预留了接驳条件方可接入的认知和技术偏见，対后期如有规划调整，均可按本发明的技术方案对地铁车站调整出入口接入位置或增设出入口。