基于盾构解体平移接收的暗挖车站方案研究

铸轧山 西建筑
SHANXI  ARCHITECTURE
第47卷第13期
・122・2 0 2 1年7月
Vol. 47 Na. 13Jul. 2021
DOI : 10. 13719/j. cnki. 100/6825.2021. 13.044
基于盾构解体平移接收的暗挖车站方案研究
韩聪聪
(北京城建设计发展集团股份有限公司,北京100034 )
摘 要:以石家庄地铁2号线长安公园站一蓝天圣木站区间为工程依托,针对PBA 暗挖车站接收条件受限时,利用车站风道进行
盾构接收,并通过对车站接收端净空尺寸、预留预埋等方案的研究以满足盾构解体、平移接收。通过对该工程实例的研究分析,总 结出一套适用于类似工程的设计尺寸标准,为后续类似工程的设计方案提供参考和借鉴。关键词:暗挖车站,净空尺寸,盾构平移接收
中图分类号:U231.2 文献标识码:A  文章编号100/6825 (2021 )13-0122-03
随着城市轨道交通建设的快速发展,盾构技术在地铁 建设中得到广泛应用,同时轨道交通建设中不可避免地穿 越都市繁华地段,造成盾构接收端的选址困难,易出现因接
收端不具备接收条件或接收条件受限而无法正常接收[2。
针对无法正常接收,主要有以下几种方案:
)在接收端结合车站风道进行接收;2)在接收端附近
区间一侧设置竖井横通道进行解体平移接收;3)无法设置地 面接收井时,采取洞内解体并通过始发井吊出。寇鼎涛等⑶ 针对地面无法设置接收井,研究了在狭小暗挖空间内解体并 通过始发井吊出的方案。李海等⑷研究了一套包括刀盘、前
盾、中盾、盾尾在内的盾构主机分割解体方案,有效地解决了 盾构主机无法通过隧道内运输的难题。仝海龙⑸通过在正 线一侧设置竖井及横通道,完成盾构的始发、接收。
针对特殊接收方式,设计往往缺乏经验,易造成设计方
案的可实施性差或无法满足盾构接收条件,引起工程变更。 本文主要针对PBA 暗挖车站接收条件受限时,利用车站风 道进行盾构接收,通过对车站接收端净空尺寸、预留预埋等 方案的研究以满足盾构解体、平移接收。
1工程概况
石家庄地铁2号线一期工程长安公园站一蓝天圣木站 区间沿建设大街敷设,区间下穿建和桥,并进行两处桥桩托 换,受工期和整体环境条件影响,区间从蓝天圣木站始发,
在长安公园站接收,车站采用PBA 暗挖施工,故盾构接收需
在狭小封闭空间内解体并利用车站2号风道平移吊出
车站接收周边现场条件平面图见图1。
图1车站接收周边现场条件平面图
2方案设计
2.1 盾构机参数
本工程采用中铁装备生产制造的EPB  土压平衡盾构
机,盾体直径为6.2 m,刀盘直径为6.41 m,刀盘至螺旋机 端头长度为12. 3 m ,刀盘至盾尾的长度为/ 3 m ,具体参数
见表 1 。
表1盾构机参数表
序号
名称重量/kg
长度/m
外形尺寸(长X 宽X 高)
1刀盘
37 520  1.776 410 x  6 410 X1 7722
前盾110 002  2. 3
6 440 x  6 440 x  2 2833中盾85 200  2.36 440 x  6 440 x3 3114盾尾
3。200
3.96 440 x6 440 x3 8835螺旋机25 200
12.5
10 844 x  1 244 x  11 777
6
拼装机
24 200  5.64 945 x5 047 x3 528.5
Study  on  the  constrochon  scheme  of  inteyrol
hoisting  for  the  Hong  Konr-Zhuhai-Macoo  BriOre  dolphin  tower
Lin  Kai
(Chuanghuina  Desina  Comaaay  LimiteS , Changsha  410000 , China )
Abstroci : Ths  mat  towcu  of  ths  Hong  Kong-Zhuhai-Macao  BWC uc  is  shapee  OC c  a  whitr  血):^^” along  ths  bridge. Ths  towcu
weighs  adont  3 060 tons, incluCing  Z2 section  of  adont  520 tons, ths  whole  perioO  of  adont  2 520 tons. T  is  a  special  type  oveu  weight  steel  toweu  structure  with  decoration , Cue  h  ths  complea  sea  conCitions  and  more  typhoons  at  ths  bridge  site , ths  construe-
tion  perioa  for  seemextaro  installation  is  I occ , ang  ths  qualito  of  high-altituUc  welUing  conno) bc  guaranteeX. In  orUcu  h  essure  ths
construction  qualito  of  ths  main  towcu  of  ths  brides , b  is  proposeC  h  adopt  ths  scheme  of  processing  ths  whole  section  of  ths  main  towcu  factoo , Uoating  it  h  ths  see, ang  overall  installation  in  placo. Ths  schemc  turus  ths  aerial  operation  inte  ths  ewnnn  opera ­tion  ang  ths  see  operation  into  ths  factory  operation , which  creativelp  provides  ths  Chinesc  wisSom  schemc  for  ths  worlO  brides  con ­
struction ,
provides  some  10^0X0 for  ths  future  Oomestic  ang  0)x 001 high-rise  brides  construction.
Key  words : ths  H opc  Kong-ZhuUai -Macao  Bridge, overweight  atypia , integral  hoisting  of  steel  main  towcu  at  see 收稿日期:2020Z2Z3
作者简介:韩聪聪(1288-),男,硕士,
工程师
第46卷第13期
2921年6月韩聪聪:基于盾构解体平移接收的暗挖车站方案研究・123-
2.3车站端头方案设计
根据车站端头周边环境条件,车站2号风道处具备设置临时吊出井的条件,故本方案优先考虑盾构解体平移吊出,相比于盾构洞内解体由始发井吊出经济效益明显,且对盾构机重复利用率高。
多媒体光盘制作为确保盾构机顺利接受并确保满足盾构解体及平移空间,主要从以下几点进行空间设计:
1)车站下沉段柱跨要求;2)底板下沉段长度;3)盾构机平移通道净高;4)车站中板预埋吊钩要求;)盾构吊出井尺寸。
2.2.1车站柱跨
确定柱跨之前,需明确盾构机在哪一跨进行平移,该处也存在争议,主要存在两种思路:一种是在纵向第一跨进行平移,另一种是在纵向第二跨进行平移。本工程选择在车站端头纵向第一跨进行平移,主要有以下几点优势:可减少盾构机转体次数,并符合盾构机拆机及平移顺序(先盾尾、其次中盾、最后前盾+刀盘)
考虑暗挖车站柱跨不宜过大,故要求盾构机拆解为三部分(前盾+刀盘、中盾、盾尾),在此基础上
结合盾构机各部件尺寸并考虑施工误差及操作空间,即刀盘尺寸+施工误差及操作空间(6410mm+1009mm),即柱跨净距按6.5m考虑即可。对于暗挖站应注意底纵梁处的法兰盘的影响。具体设计见图2o
2盾构端头井平面图
2.2.3底板下沉
底板下沉深度和常规盾构接收保持一致,下沉深度按1444mm即可,关于下沉段长度,需考虑盾构机主体和螺旋机长度(本工程施工盾构机长度10.8m),狭小空间内将螺旋机和盾构机主体拆离比较困难,并考虑盾构机解体及转体的空间,下沉段长度按13.5m〜15m考虑。本工程下沉段长度为2m,不同工程需考虑车站整体柱跨布置,并结合盾构机尺寸及施工队伍的专业能力等综合确定,具体设计见图3o
2.2.3盾构机平移通道净高
盾构机下沉段底板至中板净高一般为6120mm+ 1444mm,满足盾构机解体的空间高度要求,主要控制点为车站纵梁位置,底纵梁一般完全下返,中纵梁需要控制下返高度,以满足盾构机通过对净空高度的要求。根据盾构机最大直径(刀盘位置)6410mm,并考虑施工误差、操作空间等约159mm〜30
9mm,故盾构机中心距离中纵梁下皮高度按3355mm〜3505mm考虑。本工程盾构机中心距离中纵梁下皮高度为3370mm,即中纵梁下返400mm°风道部分考虑地上1层通风面积不够,中板向下折板,风道中板下皮距离盾构机中心线高度为3370mm,具体设计如图3所示。
图3盾构端头井A—A剖面图
2.2.4车站中板预埋吊钩要求及盾构吊出井尺寸
由于在狭小空间内解体盾构机,需要在中板上方设置一定数量的吊钩。根据施工单位提供需求,主要设置原则:在盾构机中心线和中心线两侧各1.6m位置设置散排吊钩,吊钩间距在1m〜1.5m范围内。吊钩采用两根直径32的Q233B型光圆钢筋,每个吊钩承受12I,起吊时要求2个〜4个吊钩同时起吊受力,以确保单个吊点不超过最大承受力。具体吊钩布置见图2o
盾构吊出孔尺寸根据单个吊出部分的最大尺寸考虑,即刀盘+前盾(6410mmx3559mm),吊出过程中需考虑施工空间及误差约599mm,故盾构吊出孔尺寸最小约(6410+1009)mm x(3559+1009)mm°本工程盾构吊出孔尺寸为6.5mx5m o另外,盾构吊出孔长边尽量垂直于线路方向设置,以减少盾构机转体次数。
3施工单位现场实施情况
3.1施工技术总体方案
盾构隧道贯通前,在接收井内铺设钢板、钢轨和接收托架。隧道贯通后,盾构机步进至接收托架上,待盾构机推上接收托架,洞内拆除螺旋输送机和管片安装机及轨道梁后,把主机拆分为刀盘和前体、中体、盾尾三部分。随后将盾体部分推至前端并且将接收架切割为三部分,随后将主机部件和接收架进行加固固定,并向吊出井方向进行平移。待空间适宜后在千斤顶的顶推下,进行旋转99。,随后重新向吊出井方向进行平移到达吊出井。主体按盾尾、中盾、前盾和刀盘的顺序依次平移吊出。
3.3接收井平移方案
1)采用C3。混凝土将场地平,然后铺设通长钢轨,轨间距9.5m,钢轨铺设方向与区间线路方向垂直,钢轨横向设置限位钢筋,纵向钢轨间设置对拉杆;在钢轨上铺设3。mm厚钢板,将钢板与接收架焊接牢固,如图4,图5所示。
底板结构
图4
接收设施铺设示意图
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2 0 2 1年7月
山 西建筑
2)在盾构机旋转平移过程中,为防止发生倾覆翻转采
取以下两个措施:y •在盾构机两侧将盾体和接收架焊死;
b.在盾体外壳焊接限位钢板20 mm  x  100 mm  x  200 mm,每
侧焊2个,分别焊于前盾、中盾、盾尾各2个,焊缝要求满 焊,见图 6。
图6防倾覆装置图
3)在平移阶段,通过水平千斤顶,使油缸撑靴顶紧接收
架上的推进挡板,使得接收架底部钢板与托架沿着钢轨向
前滑动,见图7o
图7盾体平移千斤顶设置
4结论
通过对在暗挖车站内盾构解体平移接收的方案研 究,总结出一套适用于类似工程的尺寸标准,为后续类似
工程方案设计及施工积累了丰富的经验,避免后续出现
设计方案不具备可实施性或不能达到盾构解体平移接收
的要求。
1) 盾构平移推进在车站纵向第一跨通过,柱跨净距最
小约 755m 。
2) 盾构端头井下沉深度为1 447 mm,下沉段纵向长度
取1.5 m 〜1 m,具体根据盾构机长度和车站整体方案
确定。
德庆公社
3) 根据盾构机最大直径(刀盘位置),并考虑施工误
差、操作空间等约10 mm 〜340 mm,以确定盾构机的通过 净高需求。
4) 在中板预埋吊钩,并根据具体方案,建议在盾构机中
dbi心线两侧中板位置各开一个970 mmx3 000 mm 的临时孔
洞,作为盾构解体的操作空间。
5) 吊出过程中需考虑施工空间及误差约500 mm,故本
工程盾构吊出孔最小约(6 410 + 1 000 )mmx  (3 850 +
广东茂名监狱惊天黑幕
1 000 )mm ;另外,盾构吊出孔长边尽量垂直于线路方向设
置,以减少盾构机转体次数。
参考文献:
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Reseerch  on  the  scheme  of  underoround
excivation  station  based  on  shield  discssembly  tronslation  receetion
Han  Congchng
(Beijing  UrCaa
Desiga  & Dealopmeat  Group  Co. , LimiteS , Beijing  100034, China )
Abstroci : BaseC  oa  thv  interwi  from  Chang' an  ParU  Statioa  to  LantiansUecemn  Statioa  of  Shijiazhnane  Metre  Lina  2 zs  thv  project
sunport , whec  thv  mceptiop  copgitioas  of  PBA  uneerempiig  excovatioa  statioa  arc  limiteC , thv  sUield  receptiop  is  cerrieC  oat  by  n- sing  thv  statioa  air  V uc W  ane  thmpgh  thv  stuUn  of  thv  clearance  size  of  thv  statioa  receiving  ecg , resematioa  ang  preCurial , etc.,
thv  sUield  collapse  anV  translatioa  receptiop  arc  satisfieC. Thmpgh  thv  research  anV  analysis  of  this  project , v  svt  of  Uesign  Vimec- sioa  stanVarUs  8X901X1 to  similvr  projects  arc  summarizeC , which  will  proviVv  refereccc  for  thv  Uesign  scheme  of  suUsequect  sim-
ilvr  projects •
Key  worOs : ungeroropnV  excovatioa  statioa , clearance  size , sUield  translatioa
mceptiop

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