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地铁盾构隧道施工组织影响因素分析
摘要:盾构施工具有安全性好、效率高、环保等多项优点,因此,在隧道施工领域被广泛应用。本文从地铁盾构隧道施工组织的概述出发,对地铁盾构隧道施工组织的影响因素进行了总结归纳,并对这些影响因素进行了详细的比较分析和探讨。 关键词:地铁隧道;盾构法;施工组织;影响因素分析
随着我国社会经济的迅速发展和城市现代化建设进程的不断加快,地铁的建设如雨后春笋,层出不穷。盾构隧道作为地铁建设中的一种主要施工组织形式,合理确定、详细分析其施工组织的影响因素,是科学掌握盾构隧道施工组织规律,充分发挥盾构施工速度快、质量优、安全性好等优势的重要前提条件。 1 地铁盾构隧道施工组织概述
盾构法作为暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,其作业原理为:将盾构机械于地中推进,通过盾构外壳与管片支撑四周围岩,进而防止隧道内坍塌的发生。同时,在开挖面的前方用切削装置开挖土体,运用出土机将土体运送至洞外,依靠千斤顶在后部加压顶进,并拼接预制的混凝土管片。
盾构法被广泛应用于城市地下工程隧道的施工中,在我国,地铁区间隧道的施工大多采用盾构法。地铁隧道、管线隧道等长距离隧道建设,在采用盾构法施工中,长距离连续掘进在盾构机连续掘进能力、土建工期控制、检查井或车站等中间节点等因素的影响下受到制约与限制,难以实现。
盾构隧道施工是指利用盾构机开挖隧道,借此实现在软质地基或者破碎岩层中掘进隧页脚内容1
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洞的施工作业方法。盾构一方面是一种施工机具,另一方面,是一种强有力的临时支撑结构,利用尾部已经装设好的衬砌为支点向前推进,运用刀盘切割土体并在同时排土和拼接后面的预制混凝土衬砌块。
在满足地铁建设总工期和土建工期要求的前提条件下,综合考虑多种施工影响因素,合理安排盾构机数量、控制施工进度、避免盾构施工与车站施工、设备安装等的相互干扰,成为盾构施工组织编制中要考虑的关键问题。 2 盾构隧道施工组织主要影响因素分析
科学合理的盾构施工组织可以为准确确定盾构机数量提供参考,可以进一步比较盾构过站、折返起吊技术的经济性与合理性,进而保证地铁建设工程筹划的可行性。找到盾构隧道施工组织的主要影响因素,把握建设进程中的工作重点及关键控制因素,是合理安排工程日期、控制进度、节省投资等的关键之处。
一是施工场地与交通疏浚因素。有时,看似合理的盾构隧道施工组织方案会因没有合适的施工场地而无法正常实施,因此,场地的重要性不言而喻。在一般情况下,1台盾构机始发场地面积在2800平方米左右,2台盾构机始发场地面积在4500平方米左右,接收场地在1000平方米左右。交通方面,盾构井常规情况下沿线路中线设置,城市中心区因交通疏浚要求,场地往往会较小,场地过小就会对施工场地的合理布置(弃土场布置、注浆材料及管片的存储和堆放等)产生不利影响,大幅降低了劳动生产率。管线、交通疏浚等限制使得盾构井需设置在线路中线一侧,进而造成盾构机始发周期延长、洞内运输作业效率下降等一系列问题。
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二是是否过站因素。地铁盾构隧道施工组织编制的进程中遇到的主要情形可归结为:1台盾构机在一个区间内折返施工(这种施工情况最常见,缺点主要体现在:不能全面有效地发挥盾构机的作业能力)、1台盾构机在一个区间内折返施工但在起吊后再在第二个区间或者多个区间折返施工、2台盾构机各自在非同一区间折返施工,起吊后再于同一区间一起施工、2台盾构机于一个长区间同时施工(这种施工情况一般出现在市域线)、2台盾构机在2个区间过站施工或者在3个及以上区间连续过站施工(这种情况会经常遇到是否过站的问题)等。盾构过站优点主要是时间较短,可有效节省工期;缺点主要是:第一,工期上,与车站施工互有干扰,使得车站施工工期压力加大;第二,经济上,盾构过站使得车站站台层要加深加宽,大大增加了施工成本。盾构不过站的优点主要有:第一,经济上,车站站台层无需加深加宽,不会增加施工成本;第二,只进行施工方案的局部调整,这样可以避免对全线整个盾构施工组织产生影响;第三,施工招标的灵活性很大。缺点主要为:第一,盾构不过站则要进行盾构解体起吊和第二次始发操作,这一操作耗时较长,会导致工期的大幅延长;第二,盾构解体起吊运输会对交通疏浚造成影响,需要经费,成本会有增加;第三,盾构解体起吊后第二次始发时后配套一次下井也需加深加宽车站站台层。盾构是否过站与车站设置、区间长度、施工场地等多种因素相关,在具体施工时,要综合考虑这些因素,全面权衡以采取相对最优方案。 三是配线、配线井、车站端头井因素。《地铁设计规范》中要求终点站或者区段折返站要设置专门的折返线或者折返渡线,沿线每隔三个站或者五个站要加设停车线或者渡线,配线段的施工在地质条件较好、明挖施工受环境限制难以开展时可采取暗挖施工方式。盾构施工组织要合理利用配线段,如若配线段由车站统一进行施工设计,配线井实际上也就成为了车站端头井,车站会很长,这样,可以减少与车站施工之间的相互干扰。页脚内容3