北京铁路地下直径线盾构选型及功能设计-中国工程科学.PDF

北京铁路地下直径线盾构选型及功能设计 １ ２ １ 韩亚丽 ， 吕传田 ， 张宁川 （１．中铁隧道装备制造有限公司，河南新乡 ４７１０００；２．中铁隧道集团北京地下直径线项目部，北京 １０００４５） ［摘要］　根据隧道直径的大小和地质等条件，分析北京铁路地下直径线隧道工程盾构法施工中盾构设备选 型考虑的因素及选择的机型，确定盾构机型配置的主要功能及对地质的适应性，并对盾构主要结构数据和配 备能力进行了计算和描述。 提出了盾构选型和设计中需要注意的事项和问题。 ［关键词］　铁路；地下直径线；盾构选型；盾构功能设计 ［中图分类号］　Ｕ４５５　［文献标识码］　Ａ　［文章编号］　１００９－１７４２（２０１０）１２－００２９－０６ 设１８根矱３６ ｍｍ 斜直螺栓，纵缝设５０根矱３０ ｍｍ 的 1　前言 斜直螺栓连接，管片设计强度为 Ｃ５０，抗渗等级为 城市地下隧道工程施工首要考虑的是地面建 Ｓ１２。 沿线建（构）筑物密集、风险点多，穿越了西便 筑和各种设施的安全［１］ 。 砂卵石地层的盾构施工 门、天宁寺立交桥、护城河、既有地铁及煤气、上水、 是一个世界难题，北京富水砂卵石地层的盾构掘进 热力、污水等多种管线，且地下水位高。 更加艰难，不管是土压平衡盾构还是泥水平衡盾 2．1　工程特点及难点 构，都会遇到较大的困难，适应性仅是相对而言。 主要特点：国内第一条在市区地下修建的铁路 由于北京铁路地下直径线工程的管片外径为矱１１．６ 全电气化隧道；第一条在国内同类地质条件下采用 ｍ，隧道直径大，掘进时保持地层稳定的难度大于常 直径 １２．０４ ｍ 的泥水盾构施工的隧道；北京市首次 规６ ｍ 直径管片的地铁隧道，因此盾构选型及盾构 采用泥水盾构施工的隧道；是北京市风险最大、难 功能配置的合理与否，对工程的安全性、进度、经济 度最高的地下在建工程；目前国内盾构独头掘进最 性影响更为直接和敏感。 根据对隧道直径大小和 长的隧道；第一个进行全线风险评估的工程。 地质条件的分析，最终选择了泥水平衡盾构。 沿线 主要难点：施工工艺复杂；地质条件差异大；长 建构筑物密集、风险点多，穿越了西便门、天宁寺立 距离掘进；进度指标高，刀具磨损快；换刀难度大； 交桥、护城河、既有地铁及煤气、上水、热力、污水等 泥水处理复杂。 多种管线，且地下水位高。 3　盾构选型 2　工程概况 3．1　盾构类型的选择 北京铁路地下直径线工程全长９１５１ ｍ，其中， 根据本标段地层富水、强渗透性、基本不能自 隧道全长７２３８ ｍ，盾构段长５１７５ ｍ，采用一台盾构 稳的情况，无疑需选用压力平衡盾构，可供选择的 从天宁寺桥附近的４ 号井从西向东掘进。 盾构隧道 有土压平衡盾构和泥水平衡盾构两种机型。 该两 开挖断面矱１２．０４ ｍ、外径 矱１１．６ ｍ、内径矱１０．５ ｍ、 种类型盾构的优缺点如表 １所示。 综上分析，在本 环宽 １．８ｍ，采用６＋２＋１ 通用环形式。 管片环缝 标段采用泥水平衡盾构更为有利。 ［收稿日期］　２０１０－０８－１２ ［作者简介］　韩亚丽（１９６３—），女，陕西西安市人，教授级高级工程师，主要从事隧道掘进机设计、制造、施工及研究工作； Ｅ －ｍａｉｌ：ｈｙｌ５６＠１６３．ｃｏｍ