北京地铁盾构法施工问题及解决方案
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土木工程学报２００８焦
作一般难以按时完成，因此车站能否如期动工和完成将制约地铁线路目标工期的实现。
３解决方案
３．１目前的实施方案
对于盾构区间施工与车站施工在施工速度和组织上的矛盾，目前主要采用以下三种实施方案：
（１）在车站端部设置盾构井，盾构机从起点车站一端向另一车站推进，到达目标车站后，解体吊出或调头往回推进到起点车站，从盾构井将盾构机吊出，然后转场到另一区间施工。
这种方案的缺点是：①造成盾构机的多次拆卸组装，不仅降低施工进度，还会缩短盾构机的使用寿命，增加安全隐患；②增加了全线盾构机的投入台数，使盾构机的使用率降低，寿命与工作量不匹配，同时增加全线的工程成本。③实际施工中，车站的管线改移、地面建筑物的拆迁和协调等工作一般难以按时完成，导致车站施工不能达到盾构调头的条件，从而出现盾构因调头井没做好而在区间窝工的现象，使盾构机快速施工的优势得不到发挥，同时可能带来较大的工期风险。
（２）盾构推进至车站位置前，先通过适当扩大车站宽度和底板深度提供盾构拖拉过站的条件，然后让盾构拖拉过站。
这种方案理论上可以最大限度地避免车站施工对盾构区间施工的干扰，减小地下管线和周围建筑物对盾构区间施工的影响，充分发挥盾构机施工速度快和长距离掘进的优势，减少盾构机的投人数量。但实际上，由于车站施工受诸多因素的影响，车站的管线改移、地面建筑物的拆迁和协调等工作一般难以按时完成，车站的施工工期得不到保证，导致全线的施工工期也得不到保证，另外车站加宽和底板加深也增加了过多的额外工程造价，车站加宽和底板加深带来的额外造价约２００万元以上，加上拖拉过站的费用约３０万元，总共增加约为２３０万元。
（３）盾构先行贯通车站行车隧道，然后拆除全部盾构管片，再进行车站施工，如北京地铁五号线北新桥站和十号线三元桥站。
这种方案对减小盾构机的拆卸组装以及转场的次数，延长盾构机的机械寿命，缩短施工工期是很有价值的，不过盾构过站后拆除的管片基本上不再在区间正线上使用，其再利用率最高也就１０％。按北新桥站的经验，约有９０％的盾构管片报废。按每环管片ｌ万元计，每车站平均损失２５６万元。
上述三种方案没能充分发挥盾构法施工的优势，没有很好地解决盾构区间施工与车站施工在施工速度和组织上的矛盾。
３．２新的解决方案
盾构过站这个问题在前苏联、日本等国家都已经有所研究㈦２１，目前在建的德国科隆城市南北轨道交通线也碰到了同样的问题［１３］，国内已有少量学者和单位开始关注和探索这个问题的解决方案ｔｌ¨引。
本文经过对国内外相关资料的调研分析，结合国内目前的技术和经济水平，提出一种新的盾构过站问题的解决方案——盾构先行贯通全线大部分车站行车隧道，再结合明挖法或浅埋暗挖法在适当的时机拓展建造地铁车站Ｉｔ９Ｊ。即先将整条线路上的盾构区间修建完毕，再逐个落实预留车站周围的条件，采用明挖法或浅埋暗挖法拓展建造地铁车站，而且保留管片，仅在管片上开通道提供乘客上下车的条件。浅埋暗挖法拓展建造的塔柱式车站三维效果图如图ｌ所示。
图１塔柱式车站三维效果图
Ｆｉｇ．１Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｏｆｐｙｌｏｎｓｈａｆｔｓｔａｔｉｏｎ
该解决方案的优势主要在于以下几点：
（１）尽可能多地采用盾构法修建区间隧道，可以确保施工期间的安全性和极大地减小对周围环境的影响，提高地铁工程的建设质量。
（２）由于盾构区间施工和车站施工速度和组织的矛盾得到协调，大大减少了盾构机的始发、调头、转场等非推进作业，最大限度地开展平行作业，从而可以缩短工期，优化全线的施工组织计划。
（３）利用区间盾构机连续完成区间隧道和车站行车部分结构，而不必在车站端部调头或解体吊出，创造一台盾构机连续施工至设计极限的有利条件，减少盾构井的数量和盾构设备的投入台数，大大提高盾构机的一次推进距离，从而通过盾构机的长距离推进的规模效益，从总体上大幅度地降低工程造价。
为了使新的解决方案在技术上能够得到很好的实现，需要业主在项目管理上的支持。业主在对盾构区间施工和车站施工综合研究的基础上，可以统筹兼顾，协调一致。一方面把标段划大，有利于盾构施工的统一安排，减少非推进作业所占的份额，充分发挥盾构机的效率；一方面加强各承包商间的协调配合，
保证施工的顺利进行，避免出现窝工现象。
北京地铁盾构法施工问题及解决方案
作者：张新金， 刘维宁， 路美丽， 罗富荣， 张成满， Zhang Xinjin， Liu Weining， Lu Meili， Luo Furong， Zhang Chengman
作者单位：张新金,刘维宁,路美丽,Zhang Xinjin,Liu Weining,Lu Meili(北京交通大学,北京,100044)， 罗富荣,张成满,Luo Furong,Zhang Chengman(北京市轨道交通建设管理有限公司,北京
,100037)
刊名：
土木工程学报
英文刊名：CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL
年，卷(期)：2008，41(10)
被引用次数：1次
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体上较大幅度地降低工程造价。为此，本文提出了在已建成的盾构隧道基础上，结合
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(2)采用数值模拟的方法对扩挖施工过程中地下连续墙的入土深度以及各辅助施
工措施进行了研究，得出了地下连续墙的合理入土深度以及各辅助施工措施对扩挖施
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(3)对拟定的各施工方案进行二维数值模拟分析，得出了合理的施工方案。并在
此施工方案的基础上采用三维数值模拟的方法对施工过程中的力学行为进行研究。
关键词：盾构法；明挖法；地铁车站；数值模拟
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(1)分别从地层的适应性、环境要求的适应性、线路限制条件的适应性、工期和造价的适应性、安全控制要求的适应性等五方面对四种主要工法盾构法、管幕法、浅埋暗挖法、明挖法进行了适应性研究，并对各工法在软土地区机场适应性进行了比较。
(2)通过经验公式和数值计算，对盾构法和管幕法在穿越机场跑道区域时对地面沉降、道面应力、道面变坡率、道面变形曲率进行了研究，对两种工法在穿越跑道等环境要求严格区域的适应性进行了定量分析，得出在目前的参数控制水平下，盾构法更能适应于穿越跑道等沉降控制严格区域，但仍需设置较深埋深并采取严格的控制措施；
(3)在对计算结果分析的基础上，总结了施工沉降控制指标的确定因素，指出最大沉降控制标准不仅与道面强度、道面厚度、土体性质有关，更与道面已有沉降和施工沉降曲线密切相关。在此基础上提出了道面沉降控制标准的确定方法，从道面应力控制方面对盾构法穿越跑道区域进行了控制标准计算。
(4)结合上海某机场的工程实践，对盾构法、管幕法、浅埋暗挖法、明挖法等四种工法进行了应用研究，比较得出在穿越跑道等环境、安全控制严格区域，盾构法更能适应于地下通道穿越机场跑道区域工程。
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(1)盾构施工引起的地表沉降既与地层情况、岩土性质、隧道埋深等客观因素有关，也与施工方法、技术水平等主观因素密切相关。因此在盾构法施工时，应加强监测和信息反馈，及时调整施工方案。
(2)除盾构推进时正面压力导致地层隆起外，盾壳与土体之间的摩擦力也是导致地层隆起的重要因素之一。
(3)Peck公式的基本假设是认为沉降槽是正态分布和严格对称的，而现有监测资料表明，北京地区盾构施工隧道产生的沉降槽只近似服从正态分布。
达前，地表产生的沉降仅占总沉降量的5～15％，盾构机通过过程中产生的沉降占总沉降量的45％～50％，通过后的后续沉降占40～45％。
(5)提出了北京地区盾构法隧道施工引起地表最大沉降量和地表沉降槽预测公式
Wmax=-1.0969K'exp(34.891-h/4h/D)Wx=Wmaxexp(-x2/2i2)(6)通过实测资料分析，考虑多个因素同时相互作用，建立了盾构施工地表沉降的神经网络预测模型，为工程实践提供了有益的参考。
引证文献(1条)
1.刘维宁.路美丽.张新金.李兆平盾构法和浅埋暗挖法结合建造地铁车站的模型试验[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2009(8)
本文链接：https://www.360docs.net/doc/d68074329.html,/Periodical_tmgcxb200810014.aspx
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