一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构及其拼装方法与流程

本发明属于地铁施工，尤其涉及一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构及其拼装方法。

背景技术：

1、现有大型装配式地铁车站常用明挖法施工，明挖法需要先开挖基坑做支护，然后在基坑内浇筑或者装配地下建筑，需要做基坑临时支护和降水，工期长，造价高。

2、目前采用链刀挖掘底部岩土，吊挂装置辅助装配式地铁车站结构整体下沉的技术方案，由于采用链刀整体下沉工法的装配式结构在下沉期间受到吊挂装置、链刀挖掘装置、周边水土压力等极为复杂的受力作用，如装配式结构下沉过程中包络车站主体的链刀设备将对已拼合预制构件间的接头产生较大的水平剪力作用。

3、此外，装配式车站接缝防水所需的接触面应力大多为结构自重施加，采用与盾构隧道相似的防水措施时弹性密封垫或不能充分压缩，因此现有预制构件接缝处的力学性能和防水效果往往不够理想，为此我们提出一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构及其拼装方法，其特征在于，包括多个依次固定的预制拼装节段，每个预制拼装节段皆包括由下往上依次固定的预制底部u型槽、预制中板和预制顶部u型槽，预制底部u型槽、预制中板和预制顶部u型槽的连接处皆通过榫卯连接的连接方式相互连接，具体表现为，于连接处，位于上方的部件端部设为倒角承口的结构，位于下方的部件设置为倒角插口的结构，倒角承口和倒角插口相互配合；

2、每个倒角承口和倒角插口所在的部件皆预设有至少两个相互连通螺栓孔，每个相互连通的螺栓孔皆设有高强度螺栓，预制顶部u型槽、预制中板和预制底部u型槽之间通过多个高强度螺栓相互固定。

3、进一步地，每个倒角承口和倒角插口之间皆设有防水结构，防水结构具体为：每个倒角承口和倒角插口之间皆形成有接缝，每个接缝中皆设有弹性密封垫、第一海绵挡水条和第二海绵挡水条，弹性密封垫和第一海绵挡水条设于接缝靠近预制拼装节段的迎水面一端，第二海绵挡水条设于接缝靠近预制拼装节段的背水面一端，弹性密封垫设于两条海绵挡水条之间；

4、第二海绵挡水条与预制拼装节段的背水面一侧之间设置嵌缝，嵌缝具体为：灌注聚合物砂浆。

5、进一步地，靠近预制拼装节段的背水面一端设置的海绵挡水条与弹性密封垫之间形成有第一灌浆通道，第一灌浆通道接通有第一连接通道，第一连接通道的另一端于预制顶部u型槽外壁设有第一灌浆口，预制拼装节段通过第一灌浆口向第一灌浆通道灌注有改性环氧树脂。

6、进一步地，靠近预制拼装节段的迎水面一端设置的海绵挡水条与弹性密封垫之间形成有第二灌浆通道，第二灌浆通道接通有第二连接通道，第二连接通道的另一端于预制顶部u型槽外壁设有第二灌浆口，第二灌浆口作为压力检测口并用于监测构件拼装的密封性。

7、进一步地，第一连接通道和第二连接通道皆为直角通道。

8、进一步地，倒角承口和倒角插口的内部皆预设有预应力钢筋孔，预应力钢筋孔设有预应力钢筋。

9、进一步地，每相邻两个预制拼装节段之间采用的连接方式与预制顶部u型槽、预制中板和预制底部u型槽之间采用的连接方式相同，具体为：于预制顶部u型槽、预制中板和预制底部u型槽的两侧侧面分别设有相互配合的倒角承口和倒角插口，且倒角承口和倒角插口的连接处设有相同的防水结构。

10、进一步地，预制顶部u型槽包括一体浇筑而成的顶板以及顶板两侧设置的两块顶部侧板，顶板与两块顶部侧板的连接处皆倒角设置。

11、一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构的拼装方法，其特征在于，包括如下步骤：

12、s1：工厂预制拼装节段的多个预制顶部u型槽、预制中板和预制底部u型槽并将其运送到施工场地；

13、s2：将多个预制中板和多个预制底部u型槽分别一一配合拼接为多个下部组合节段；

14、s3：在预设的预应力钢筋孔内设置预应力钢筋，并采用张拉法将多个下部组合节段拼接为车站下部节段；

15、s4：采用安装吊挂装置和链刀挖掘装置将拼接好的车站下部节段进行第一阶段下沉施工；

16、s5：在预设的预应力钢筋孔内设置预应力钢筋，并采用张拉法将多个预制顶部u型槽拼接为车站上部节段；

17、s6：将车站上部节段与车站下部节段拼装为车站预制拼装节段；

18、s7：安装吊挂装置和链刀挖掘装置对车站预制拼装节段进行第二阶段下沉施工。

19、进一步地，s2、s3、s5和s6中，当拼接完成后，通过第一注浆口向第一灌浆通道灌注改性环氧树脂、通过第二灌浆口监测各部间拼装的密封性以及向嵌缝中灌注聚合物砂浆。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：

21、1、本发明通过榫卯形式的连接节点，增加了预制顶部u型槽、预制底部u型槽和预制中板的接缝接触断面，结合高强预应力螺栓连接，增强了车站预制拼装节段的整体性并显著提升了预制构件接缝位置的抗弯、抗剪性能，减小了接缝处的不协调变形。

22、2、本发明通过在连接节点处设置一道弹性密封垫和两道海绵挡水条，并在两者之间预设的内侧注浆孔中灌注改性环氧树脂，显著增加了车站连接节点接缝处的抗水压能力；同时，榫卯形式的连接节点增加了过水路径长度，结合连接节点背水面边缘的嵌缝中灌注聚合物砂浆，车站预制拼装节段的整体防水效果亦得到了提升。

23、3、本发明通过在预制顶部u型槽结构的顶板和两块顶部侧板分界处分别设置倒角，减小结构局部应力集中的同时减少了材料的损耗，且能够明显改善预制装配式结构施工与服役期间顶板模块的挠曲变形。

24、4、本发明预制装配结构通过分段下沉的施工方式，降低了吊挂装置的高度，在减少施工成本的同时保证了施工安全。

技术特征：

1.一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，包括多个依次固定的预制拼装节段，每个所述预制拼装节段皆包括由下往上依次固定的预制底部u型槽、预制中板和预制顶部u型槽，所述预制底部u型槽、预制中板和预制顶部u型槽的连接处皆通过榫卯连接的连接方式相互连接，具体表现为，于连接处，位于上方的部件端部设为倒角承口的结构，位于下方的部件设置为倒角插口的结构，所述倒角承口和倒角插口相互配合；

2.根据权利要求1所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，每个所述倒角承口和倒角插口之间皆设有防水结构，所述防水结构具体为：每个所述倒角承口和倒角插口之间皆形成有接缝，每个所述接缝中皆设有弹性密封垫、第一海绵挡水条和第二海绵挡水条，所述弹性密封垫和第一海绵挡水条设于接缝靠近预制拼装节段的迎水面一端，所述第二海绵挡水条设于接缝靠近预制拼装节段的背水面一端，所述弹性密封垫设于两条所述海绵挡水条之间；

3.根据权利要求2所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，靠近预制拼装节段的背水面一端设置的所述海绵挡水条与所述弹性密封垫之间形成有第一灌浆通道，所述第一灌浆通道接通有第一连接通道，所述第一连接通道的另一端于所述预制顶部u型槽外壁设有第一灌浆口，所述预制拼装节段通过第一灌浆口向所述第一灌浆通道灌注有改性环氧树脂。

4.根据权利要求3所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，靠近预制拼装节段的迎水面一端设置的所述海绵挡水条与所述弹性密封垫之间形成有第二灌浆通道，所述第二灌浆通道接通有第二连接通道，所述第二连接通道的另一端于所述预制顶部u型槽外壁设有第二灌浆口，所述第二灌浆口作为压力检测口并用于监测构件拼装的密封性。

5.根据权利要求4所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，所述第一连接通道和所述第二连接通道皆为直角通道。

6.根据权利要求1所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，所述倒角承口和所述倒角插口的内部皆预设有预应力钢筋孔，所述预应力钢筋孔设有预应力钢筋。

7.根据权利要求2所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，每相邻两个所述预制拼装节段之间采用的连接方式与所述预制顶部u型槽、预制中板和预制底部u型槽之间采用的连接方式相同，具体为：于预制顶部u型槽、预制中板和预制底部u型槽的两侧侧面分别设有相互配合的倒角承口和倒角插口，且倒角承口和倒角插口的连接处设有相同的防水结构。

8.根据权利要求1所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，所述预制顶部u型槽包括一体浇筑而成的顶板以及顶板两侧设置的两块顶部侧板，所述顶板与两块顶部侧板的连接处皆倒角设置。

9.一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构的拼装方法，用于如权利要求1-8所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的用于地铁地下车站的新型预制装配结构的拼装方法，其特征在于，所述s2、s3、s5和s6中，当拼接完成后，通过第一注浆口向第一灌浆通道灌注改性环氧树脂、通过第二灌浆口监测各部间拼装的密封性以及向嵌缝中灌注聚合物砂浆。

技术总结
本发明提供一种用于地铁地下车站的新型预制装配结构及其拼装方法，属于地铁施工技术领域，包括若干个车站预制拼装节段，每一车站预制拼装节段由预制顶部U型槽、预制中板、预制底部U型槽组成，三者的连接接缝处通过对应的榫槽形式的倒角插口和倒角承口连接，对应的倒角承口和倒角插口之间设置预留螺栓孔，待部件拼合后，相应的预留螺栓孔之间通过高强预应力螺栓连接，对应的倒角承口和倒角插口之间还设置一道弹性密封垫和两道海绵挡水条，弹性密封垫和海绵挡水条之间设置灌浆通道，其通道采用改性环氧树脂进行注浆。采用本发明的预制装配结构可以大幅度提高地铁车站的施工效率，同时显著增强预制装配结构的整体力学与防水性能。

技术研发人员：臧延伟,刘长宝,章天杨,王博川,周顺华,狄宏规,严佳佳,余朔
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16