大直径盾构扩挖修建地铁车站方案研究.docVIP

大直径盾构扩挖修建地铁车站方案 关键词：大直径盾构 扩挖 地铁车站限界 侧式站台 1背景 随着北京城市建设、地面交通和地铁建设的快速发展，地铁的建设用地愈来愈紧张，周边环境愈来愈复杂。特别是一些道路狭窄、周围建筑物密集、地下管线复杂的地段采用常规的地铁施工方法，给人民生活带来不便，对城市交通产生很大影响，同时造成管线改移困难、费用高等问题。在城市中心区修建地铁，这些问题将愈发突出。为了适应今后北京地铁的发展，结合北京的特点，寻求一种适应性高、灵活性好、对现状地上和地下环境影响小的设计和施工方法，故在北京地铁十四号线进行盾构扩挖设计和施工试验研究。结合本线的环境条件和工程难点等情况，选择将台路站、万红西街站、东四环北路站~将台路站区间、将台路站~万红西街站区间、万红西街站~阜通东大街站区间两站三区间作为试验段为背景，提出大直径盾构扩挖修建地铁的思路，并进行了分析研究。 2 大盾构扩挖车站方案的提出 2.1目前地铁车站和区间常规的施工方式及存在的问题 目前地铁车站主要采用明（盖）挖法和暗挖法施工，区间主要采用盾构法和矿山法施工，也有部分区间采用明挖法施工。 通常车站采用明（盖）法施工，在车站两端设置盾构端头井，区间才有条件采用盾构法施工；而暗挖车站目前只做到盾构调头，还不具备直接在车站端部设置始发井和接收井，实现始发和接收的功能。若要具备始发条件，需要在区间上另设盾构始发井。要具备接收条件，也需要在车站端部将盾构机平移到风井后，再进行接收。这些因素大大地制约了区间采用盾构施工的条件；目前，在建成区实施地铁车站受周边建筑、地下管线、地面交通等周边环境条件的制约，明挖施工条件越来越困难，另外车站暗挖施工又制约了区间的盾构施工。 2.2试验段工程特点 东四环北路站至阜通东大街段线路经过酒仙桥地区的老区，酒仙桥路是本地区唯一主干路，万红西街是连接广顺南大街与酒仙桥路主要道路，道路红线仅40m，特别是万红西街站处道路宽度仅为17m（图1为万红西街站道路断面），两侧建筑紧贴红线布置，交通导改难度大，地下管线改移量大，因此，将台路、万红西街站的车站明挖实施难度较大。本段起点东四环北路站位于四环路外，有大盾构的始发条件。万红西街站后具备较好的盾构接收条件,且根据地勘资料，这段范围的地层条件比较好，比较适合采用盾构施工，因此，经过研究和比选，选取本段线路作为大盾构扩挖车站的试验段。 图1 万红西街站道路断面 2.3盾构扩挖的思路 为了解决上述问题，我们通过研究提出了区间盾构先推过车站后，在车站范围采用盾构法与暗挖法联合修建车站的方法（简称盾构扩挖车站），该方法实现了车站暗挖和区间盾构的有机结合，既解决了困难地段车站的修建问题，也提高了盾构在区间的利用效率。 针对这一设计思路，国内学者对单洞单线已有进行过研究和应用。如广州地铁6号线东山口站已成功应用（左线站台隧道在6m直径盾构机先行过站后，再破除管片，将盾构隧道扩挖成车站左线站台）。北京地铁早在10号线一期工程三元桥车站进行过设计研究，当时主要是针对区间采用外径为6m的常规盾构进行了研究，通过研究发现，采用常规盾构扩挖修建车站实施难度很大，且不易满足车站的功能。为此需另寻新的思路，提出本试验段主要采用大直径盾构扩挖实现车站。 2.4扩挖车站形式 通过前期对日本、俄罗斯、德黑兰1、2号线（法国设计）等国外地铁工程的调研，国外有很多先施工盾构区间 ，后实施车站的成功经验和思路。在此基础上，分析研究了盾构区间与扩挖车站的可能性， 根据十四号线建设条件特点，主要概括为以下三种形式，并进行了比较，即：图1为单洞双线盾构扩挖侧式车站，图2为单洞双线盾构扩挖岛式车站，图3为双洞双线盾构扩挖岛式车站。 图2 单洞双线盾构扩挖岛式车站 图3 双洞双线盾构扩挖岛式车站 三种车站都是利用盾构扩挖形成车站站台层，而其站厅及设备用房则尽量置于路侧可明挖施工的场地内（可以在地上或地下），站厅与站台之间则用暗挖通道连接，设备用房与站台之间则用暗挖电缆廊道连接。 经过比较，单洞双线的侧式车站虽然在功能上与其它两种形式相比稍有不足，但从总体的工程量和施工难度上相比，还是有较大的优势，所以试验段车站推荐采用单洞双线扩挖侧式车站的形式，对有特殊需要的车站可采用单洞双线扩挖岛式车站。双洞双线扩挖岛式车站虽然在功能上优势比较明显，但区间的工程量太大，工程中一般不采用。 3大直径盾构的确定 3.1单洞单线岛式车站圆形隧道限界 区间盾构机通过车站，需利用盾构空间作为车站的一部分。当采用分离岛式车站时，由于站台宽度在站台面以上2米高度范围内，最小宽度需3.5m，b2型车轨道中心线距离站台边直线段为1500mm，曲线段最大1580mm，以及考虑车辆肩部距离车辆动态限界空间最小300mm的要求，确定车站及区间隧道圆形隧道合理建筑限界为直径