[发明专利]适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构及方法

权利要求书

1.适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，包括设置于沿待建地下车站基坑周边地面上用于围护车站基坑施工区域的围挡(1)，在围挡(1)的范围内分别沿地下车站基坑的周边从地面垂直打入地层中的降水井(2)和围护桩(3)，降水井(2)设置在远离基坑的施工区域，围护桩(3)设置在靠近基坑的施工区域，在降水井(2)和围护桩(3)之间有设置于地面上的排水沟(01)。

2.根据权利要求1所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，所述围护桩(3)的上段桩体为沿轴线方向上呈半圆柱形的半圆柱形桩体(3a)，半圆柱形桩体(3a)的长度为围护桩(3)全长的三分之一至四分之一，围护桩(3)的下段桩体为呈圆柱形的圆柱形桩体(3b)，其沿轴线方向上的长度不小于待开挖地下车站基坑的深度；围护桩(3)上段半圆柱形桩体(3a)和下段圆柱形桩体(3b)的交界面处形成桩体台面(3c)。

3.根据权利要求2所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，在所述围护桩(3)上段半圆柱形桩体(3a)的顶面设置有冠梁(4)，在冠梁(4)的顶面设置有挡墙(5)。

4.根据权利要求2所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，在所述围护桩(3)桩体台面(3c)上搭接有车站的挑耳型顶板(6)，挑耳型顶板(6)靠近基坑中部一侧的端部设置成台阶形(6a)，并在挑耳型顶板(6)的台阶形(6a)端部的顶面上设置有挡墙(5a)，挡墙(5a)与挑耳型顶板(6)的台阶形(6a)端部牢固连接。

5.根据权利要求3所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，基坑两侧相对的冠梁(4)之间设置有第一道横向支撑(7)，第一道横向支撑(7)与冠梁(4)之间牢固连接，并且第一道横向支撑(7)与挡墙(5a)之间牢固连接。

6.根据权利要求5所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，由围护桩(3)上段半圆柱形桩体(3a)、挑耳型顶板(6)、挡墙(5a)和第一道横向支撑(7)围成一个空间(04)，该空间(04)用于放置基坑内的既有地下管道(02)和待建管道(03)。

7.根据权利要求1所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，在车站基坑内两侧围护桩(31)下段的圆柱形桩体(3b)之间设置有第二道横向支撑(8)和第三道横向支撑(9)，所述第二道横向支撑(8)和第三道横向支撑(9)的两端均分别与两侧围护桩(31)下段的圆柱形桩体(3b)之间牢固连接。

8.根据权利要求1所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，所述地下车站由垫层(10)、底板(12)、底板的纵梁(11)、侧墙(13)、立柱(14)、中间楼板(16)、中间楼板的纵梁(15)、顶板(17)、顶板的纵梁(18)和车站站台(19)组成；

地下车站的地下管道包括了在建造地下车站之前已经埋置于地下车站待开挖基坑范围内的既有地下管道(02)和在建造车站时需要新设置的待建管道(03)。

9.根据权利要求8所述的适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造结构，其特征在于，所述围挡(1)用成型板材构成，所述降水井(2)用钢管或混凝土管构成，所述围护桩(3)、冠梁(4)、挡墙(5)和挑耳型顶板(6)均采用钢筋混凝土制成，所述第一道横向支撑(7)、第二道横向支撑(8)、第三道横向支撑(9)由钢筋混凝土或钢管制成；所述地下车站的垫层(10)由素混凝土或砂层构成，所述车站底板的纵梁(11)、底板(12)、侧墙(13)、立柱(14)、楼板的纵梁(15)、楼板(16)、顶板(17)和顶板的纵梁(18)以及站台(19)均采用钢筋混凝土制成；所述水沟(01)由混凝土浇筑而成，所述地下车站的地下管道由钢材、混凝土或高分子管材制成。

10.一种适用于城市轨道交通地下车站的半盖挖建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在待建造城市轨道交通地下车站的地面设置围护施工区域的围挡(1)；

步骤二、在围挡(1)围护的区域内沿待建地下车站开挖基坑范围的周边设置一圈降水井(2)和围护桩(3)；降水井(2)设置在远离开挖基坑的施工区域，其沿基坑周边的间距根据基坑内地下水的流量经计算确定，围护桩(3)设置在靠近基坑的施工区域，其沿基坑周边的间距根据地层条件经计算确定；在降水井(2)与围护桩(3)之间的地面上设置有排水沟(01)；

步骤三、将围护桩(3)的上段桩体沿其轴线方向上设置成半圆柱形桩体(3a)，其长度宜为桩体全长的三分之一至四分之一，将围护桩(3)下段的桩体沿其轴线方向上设置成圆柱形桩体(3b)，其沿桩体轴线方向上的长度不小于待开挖基坑的深度，使桩体上部半圆柱形桩体(3a)和下部圆柱形桩体(3b)在交界处形成桩体台面(3c)；

步骤四、在围护桩(3)围护下逐步破除基坑范围内的地面，并挖除基坑内一定厚度的土体，使基坑内被挖除土体后剩余的土体顶面呈三台阶形，台阶的坡度可根据基坑内岩土体的稳定性经计算加以确定，并使靠近基坑一侧围护桩(3)的台阶台面的标高低于与其紧邻的台阶台面的标高，使基坑内较低标高的两个台阶的开挖宽度之和不大于车站待开挖基坑总宽度的二分之一。

步骤五、在围护桩(3)上段半圆柱形桩体(3a)的顶面设置冠梁(4)，并在冠梁(4)的顶面设置挡墙(5)；

步骤六、在围护桩(3)的桩体台面(3c)上搭接由车站部分顶板和侧墙组成的挑耳型顶板(6)，将挑耳型顶板(6)靠近基坑中部的一侧的端部设置成台阶形(6a)，并在该台阶形端部(6a)的顶面设置挡墙(5a)；

步骤七、在基坑两侧相对的冠梁(4)之间设置第一道横向支撑(7)，同时将挑耳型顶板(6)呈台阶形端部(6a)的顶面上设置的挡墙(5a)与横向支撑(7)牢固连接；

步骤八、将地下车站范围内的既有地下管道(02)与待敷设的待建管道(03)一并迁移到由围护桩上部半圆柱形桩体(3a)、挑耳型顶板(6)、挡墙(5a)和横向支撑(7)所围成的空间(04)内，回填该空间(04)，恢复其上部的路面；

步骤九、在围护桩(3)和第一道横向支撑(7)的围护下逐步挖除基坑内的土体，随着基坑内土体的被挖除依次自上而下分别在挖出的空间内设置与基坑两侧相对围护桩(31)下部圆柱形桩体(3b)连接牢固的第二道横向支撑(8)和第三道横向支撑(9)，横向支撑的设置道数可根据基坑开挖的深度与地质条件经计算加以确定；

步骤十、继续挖除基坑内的土体，直至被挖除土体后剩余土体顶面的标高略低于车站底板所处的标高；在开挖出的基坑底面土体上设置车站的垫层(10)，在垫层(10)的上部依次分别设置车站底板的纵梁(11)、底板(12)、侧墙(13)和立柱(14)，在侧墙(13)和立柱(14)浇筑的过程中逐步拆除第三道横向支撑(9)；

步骤十一、继续依次自下而上浇筑车站的中间侧墙(13)、中间立柱(14)和中间楼板的纵梁(15)、楼板(16)，并在中间侧墙(13)、中间立柱(14)和中间楼板(16)的浇筑过程中逐步拆除第二道横向支撑(8)；

步骤十二、继续浇筑车站的顶板(17)和顶板的纵梁(18)，并使顶板(17)与挑耳型顶板(6)通过挑耳型顶板(6)端部的台阶(6a)牢固连接并成为一个整体；

步骤十三、浇筑车站的站台(19)，并分段拆除挡墙(5)和挡墙(5a)，在车站顶板(17)的上部区域(05)回填土体，逐段拆除地面的围挡(1)，恢复地面，完成地下车站的建造。