一种暗挖车站平顶结构轨顶风道结构与施工方法与流程

本发明属于建筑施工，具体涉及一种暗挖车站平顶结构轨顶风道结构与施工方法。

背景技术：

1、工程暗挖部分主要穿越淤泥质粉质黏土、粉砂夹粉土地层，该地层呈流塑状，对开挖扰动极度敏感，沉降控制难度大。由于上部存在淤泥质土层，透水性能弱在粉砂粉土层存在承压水，造成开挖掌子面稳定性能差，因此，需要采取多种不同的方式进行地基改善。水平mjs工法桩作为地基加固形式的一种，经常被应用于暗挖段的施工当中。但由于城市内地基结构复杂，在水平mjs工法桩引孔过程中，常常遇到不明障碍物，给施工带来了很多不确定因素，其中钻杆的断裂是最为常见的一种问题。

2、车站结构施工是比较常规的施工工艺，场采用现浇法、预制拼装法。轨顶风道作为车站结构的一部分，主要用于车站通风排风的作用，常规车站风道结构置于车站轨行区中板下方，浇筑可采用先浇筑轨顶风道在施工中板，或先施工中板，在中板上预留钢筋及浇筑孔，后期进行浇筑。但是本技术因新建车站平顶框架结构位于已完成车站结构顶板下方，其混凝土浇筑无法采用从上方或中板预留孔洞浇筑，整体采用后浇由于浇筑孔只能位于已浇结构板下方，在浇筑过程中混凝土于结构板下方无法完全密贴，风道与结构板连接处存在一道无法浇筑混凝土缝隙，且风道位于列车行走上方，存在较大的安全、质量隐患，同时也达不到引导通风、排风的作用。

3、公告为cn111501830a的中国专利，公开了一种地铁明挖车站轨顶风道结构及其顺作施工方法，地铁车站的主体结构包括底板、浇筑形成于所述底板上的侧墙和形成于所述侧墙的内侧的中楼板，轨顶风道结构包括：风道基板，沿所述中楼板与所述侧墙的交汇处的长度方向设置于所述中楼板和所述底板之间，所述风道基板具有远离所述侧墙的第一侧和靠近所述侧墙的第二侧，所述风道基板的第二侧连接于所述侧墙；以及风道侧板，连接于所述风道基板的第一侧和所述中楼板的底部，所述风道基板、所述风道侧板、所述侧墙以及所述中楼板围合形成所述地铁车站的轨顶风道。上述在浇筑过程中混凝土于结构板下方无法完全密贴，风道与结构板连接处存在一道无法浇筑混凝土缝隙，且风道位于列车行走上方，存在较大的安全、质量隐患，同时也达不到引导通风、排风的作用。因此，亟待本领域技术人员解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是上述现有技术中，在浇筑过程中混凝土于结构板下方无法完全密贴，风道与结构板连接处存在一道无法浇筑混凝土缝隙，且风道位于列车行走上方，存在较大的安全、质量隐患，同时也达不到引导通风、排风的作用。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种暗挖车站平顶结构轨顶风道结构，包括暗挖段底板、侧墙、顶板、风道下接墙和风道平板，所述暗挖段底板连接所述侧墙，所述侧墙竖直设置在所述顶板正下方，所述风道下接墙设置在所述顶板下方，所述侧墙、所述风道下接墙与所述顶板通过钢筋连接并浇筑为一体型结构，所述风道平板与所述风道下接墙焊接在一起。

4、通过采用上述技术方案，侧墙、风道下接墙与顶板通过钢筋连接并浇筑为一体型结构，大大增强了整个结构的整体性和稳定性。这不仅提高了结构的承载能力，还减少了不同部分之间的相对位移风险，接驳钢筋底部锚入风道平板上表面，顶部与顶板钢筋点焊固定，预留焊接连接端方便后续操作，保证了连接的质量和可靠性，在风道下接墙与风道平板连接处特别注意模板的紧密结合，确保混凝土浇筑时不会漏浆，从而提升了施工质量，风道平板与风道下接墙焊接在一起，形成了一个完整的通风排风系统。

5、进一步地，所述侧墙上设置有接驳钢筋，所述接驳钢筋采用直螺纹套筒连接，所述接驳钢筋为“l”型。

6、通过采用上述技术方案，直螺纹套筒连接这种连接方式提供了极高的机械性能和可靠的连接强度。相比于传统的绑扎或焊接连接，直螺纹套筒能够更好地传递应力，减少接头处的应力集中，从而提高了结构的整体稳定性和耐久性，通过将接驳钢筋加工成“l”型，不仅增强了接驳钢筋与混凝土之间的握裹力，还为后续风道平板与风道下接墙的焊接提供了便利条件，直螺纹套筒连接可以快速完成钢筋的对接，无需复杂的焊接设备和工艺，大大缩短了施工时间，提高了施工效率，直螺纹套筒连接要求较高的精度，这使得钢筋连接更加可靠，减少了因人工操作失误导致的质量问题，每个接头都能保持一致的连接质量，避免了传统绑扎或焊接可能出现的不均匀现象，保证了整个结构的一致性和稳定性，接驳钢筋的“l”型设计特别考虑到了模板的安装及拆除方便性，底部钢筋预留焊接连接端，方便后续风道平板钢筋的焊接，确保了风道下接墙与风道平板的有效连接。

7、进一步地，所述顶板内部设置有加强钢筋，所述加强钢筋与所述接驳钢筋焊接在一起。

8、通过采用上述技术方案，通过将顶板内部的加强钢筋与接驳钢筋焊接在一起，形成了一个连续的整体结构。这不仅增强了顶板自身的强度，还提高了整个车站结构的整体性和稳定性，焊接连接使得应力能够更均匀地分布在整个结构中，减少了局部应力集中的风险，从而提高了结构的安全性和耐久性，加强钢筋的设置显著提升了顶板的抗弯和抗剪性能，使其能够承受更大的荷载，特别是对于暗挖车站这种需要承受上方交通和其他动态负荷的结构尤为重要，焊接连接的加强钢筋增强了顶板的刚度，有效抵抗了由于外部荷载引起的变形，确保了结构的长期稳定性和功能性，焊接连接的加强钢筋与接驳钢筋形成了一种强约束体系，增强了结构的延展性和能量吸收能力，有助于在地震等极端情况下减少结构损伤。

9、进一步地，所述接驳钢筋底部锚入所述风道平板上表面，所述接驳钢筋顶部与所述顶板钢筋点焊固定。

10、通过采用上述技术方案，接驳钢筋从风道平板一直延伸到顶板，形成了一个连续的垂直连接体系，增强了整个结构的整体性和稳定性，通过底部锚入和顶部点焊固定，确保了风道平板、风道下接墙、侧墙和顶板之间的紧密连接，形成了一个坚固的整体结构，接驳钢筋的底部锚入风道平板，增加了风道平板与风道下接墙之间的抗拉强度，防止两者之间发生分离，顶部与顶板钢筋点焊固定，增强了顶板与风道下接墙之间的抗剪性能，提高了结构在承受水平荷载时的稳定性，接驳钢筋作为垂直构件，能够有效地将顶板上的荷载传递到风道平板，避免了局部应力集中，使得应力在整个结构中更均匀地分布，特别是在列车行驶或其它动态荷载作用下，接驳钢筋可以将这些荷载有效分散到风道平板及其下方的基础结构，减少了结构变形的风险。

11、本发明还包括一种暗挖车站平顶结构轨顶风道结构施工方法，用于安装暗挖车站平顶结构轨顶风道结构，包括以下步骤：

12、步骤1：施工暗挖段底板并搭设架体绑扎侧墙顶板钢筋；

13、步骤2：绑扎风道下接墙钢筋并安装模板；

14、步骤3：暗挖段侧墙、顶板及下接墙混凝土浇筑；

15、步骤4：等强拆除模板并将风道平板钢筋调直；

16、步骤5：风道平板钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑；

17、步骤6：风道平板模板拆除。

18、进一步地，在步骤1和步骤2中，在暗挖段上设置暗挖段加固体，在暗挖段加固体内侧设置暗挖段初步支撑结构，接着绑扎暗挖段结构底板钢筋，并预留侧墙接驳钢筋，钢筋绑扎完成后进行混凝土浇筑，接着搭设侧墙及顶板支架体系，支架体系在模板安装前用于钢筋绑扎的操作平台，在绑扎过程中，预留侧墙接驳钢筋，所述接驳钢筋接头在同一截面错开50%，以分散应力并增强连接强度。

19、通过采用上述技术方案，通过选择合适的加固方法（如mjs工法桩、微型桩或旋喷桩等），在暗挖段上设置加固体，有效改善了软土地层的承载能力和稳定性，减少了沉降风险，加固体能够应对穿越淤泥质粉质黏土、粉砂夹粉土地层等地质条件，确保了施工的安全性和可行性，在加固体内侧设置初步支撑结构（如钢拱架、钢筋混凝土临时支撑或喷射混凝土等），为后续施工提供了必要的初期支护，防止了开挖过程中可能出现的坍塌和位移，初步支撑结构增强了施工期间的安全性，特别是在复杂地质条件下，为工人提供了更安全的工作环境，加固体和初步支撑结构的设置为后续底板钢筋绑扎、混凝土浇筑和支架体系搭建提供了坚实的基础，简化了施工流程，提高了整体施工效率，高质量的加固和支撑减少了因地质问题导致的返工可能性，节省了时间和成本，加固体和初步支撑结构的设置为后续施工提供了精确的基准面，确保了各个结构部件的位置准确无误，加固体和支撑结构的设计考虑到了应力分布，减少了局部应力集中，保证了施工质量的一致性和可靠性，在绑扎暗挖段结构底板钢筋时预留侧墙接驳钢筋，这些接驳钢筋采用“l”型设计，并且接头在同一截面错开50%，以分散应力并增强连接强度。

20、进一步地，在步骤3和步骤4中，使用全站仪在已完成绑扎的顶板钢筋上准确标出风道下接墙的位置作为放线位置，所述接驳钢筋的上端应锚入所述顶板的钢筋骨架中，并与所述顶板的钢筋采取点焊焊接，确保连接牢固，所述接驳钢筋需位于所述风道平板上表面标高处，确保风道平板钢筋能与其有效焊接，为了便于模板的安装及拆除，所述接驳钢筋的底口需要置于模板内，预留焊接连接端，方便后续施工操作；在所有预留钢筋绑扎工作完成后，开始安装模板，首先安装侧墙模板，然后是顶板模板，对于风道下接墙位置，模板安装时应预留空间，待顶板模板安装、加固完成后再行安装风道下接墙模板，以保证混凝土浇筑时风道下接墙与顶板的整体性，使用垂球检查风道下接墙模板的垂直度，确保其位置准确，从而保证风道结构的几何精度。

21、进一步地，在步骤5和步骤6中，在所述支架体系稳固后，开始安装风道平板模板，所述风道模板之间的接缝需处理严密，防止混凝土浇筑时漏浆，对于风道下接墙与风道平板连接处的风道模板，特别注意确保其紧密结合，以保证混凝土浇筑的质量，安装完风道模板后，进行风道平板钢筋的绑扎工作，将风道平板钢筋与调整后的风道下接墙的接驳钢筋进行焊接，绑扎过程中，使用支撑架确保钢筋在浇筑前保持正确的定位，避免移位，钢筋绑扎完成后，采用地泵进行混凝土浇筑，浇筑时需控制浇筑速度，避免过快导致模板变形或混凝土不均匀，采用地泵进行浇筑时，侧墙沿高度方向设置多排浇筑孔，分层浇筑侧墙浇筑速度控制在每小时不超过3米，浇筑至底排浇筑孔高度后，逐步移至上一层浇筑孔，并将下层浇筑孔封闭，顶板浇筑时，由于风道下接墙低于顶板，混凝土会自然流淌至风道下接墙内，浇筑速度应控制在每小时不超过2米高度，确保混凝土能够均匀填充模板内的空间，并通过观察口监控浇筑高度和流动性，浇筑完成后，对混凝土表面进行适当的振捣和平整处理，保证混凝土的质量，并及时覆盖养护材料进行保湿养护；先拆除顶板模板，再拆除侧墙模板，最后拆除支架，模板拆除后，清理施工现场，整理回收模板和支架，为后续施工做好准备。

22、本发明具有如下有益效果：

23、1.本发明通过将侧墙、风道下接墙与顶板通过钢筋连接并浇筑为一体型结构，并且接驳钢筋底部锚入风道平板上表面，顶部与顶板钢筋点焊固定，形成了一个连续的整体结构，增强了整个车站结构的整体性和稳定性，不仅提高了结构的承载能力，还减少了不同部分之间的相对位移风险，在复杂地质条件下（如穿越淤泥质粉质黏土、粉砂夹粉土地层），加固体和初步支撑结构的设置有效改善了地基条件，确保了施工的安全性和可行性；

24、2本发明通过使用直螺纹套筒连接“l”型接驳钢筋，提供了极高的机械性能和可靠的连接强度，在风道下接墙与风道平板连接处特别注意模板的紧密结合，防止混凝土浇筑时漏浆，接驳钢筋接头在同一截面错开50%，分散应力并增强连接强度，采用全站仪进行放线定位，确保各部件位置精确无误，显著提升了施工质量，同时通过设置加固体和初步支撑结构，为工人提供了更安全的工作环境，降低了施工风险；

25、3.本发明通过一系列创新设计简化了施工流程，提高了施工效率，并降低了后期维护成本，加固体和初步支撑结构的设置为后续底板钢筋绑扎、混凝土浇筑和支架体系搭建提供了坚实的基础，简化了施工流程，提高了整体施工效率，高质量的加固和支撑减少了因地质问题导致的返工可能性，节省了时间和成本，焊接连接的加强钢筋与接驳钢筋形成了一种强约束体系，增强了结构的延展性和能量吸收能力，有助于在地震等极端情况下减少结构损伤，浇筑完成后对混凝土表面进行适当的振捣和平整处理，并及时覆盖养护材料进行保湿养护，保证了混凝土的质量，延长了结构的使用寿命，降低了长期维护需求。