盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站站厅隧道二衬施作时机的研究

1 �工程背景和设计方案
� � � � 工程 背景 北京 地 铁 1 0 号 线一 期 三 元桥 站 是 与机 场 线 三 元桥 站的 换乘 车站 � 为 地下双 层岛 式车 站 � 车站 全 长1 6 0 . 9m� 为 双层 多跨 钢筋 混凝 土结 构 � 根据 1 0 号线 一期 的整 体工 程 筹 划 和 三元 桥 站 的 施 工 环境 � 该站 采用 盾构 先行 � 过 站后将 车站 大部 分范 围内 的 盾构 管片 整环 拆除 � 然 后再采 用普 通明 挖法 修建 地 铁车 站的 施工 方式 � 为 了探索 保留 部分 管片 的拓 展 车站 方式 � 选 取车 站 自起 始 里 程至 1 8 . 6m 里程的 � 进行 拆 除 部 分 盾 范围 作为 试验 段 ( 如 图 1 所 示) 构管 片 后 结 合 明 挖 法 拓 展 建 造 地 铁 车 站 的 方 案 研究 � � � � � 车站 结构 型式 车站 站厅 隧 道 埋 深 8 m � 盾 构 隧 道 埋 深 1 0 . 7 m� 采用 单拱马 蹄形 断面 � 净 跨 1 2 . 2 m� 净高 8 . 3
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中 � 国 � 铁 � 道 � 科 � 学 ���� �������������� 第 3 3卷
m � 双 层复合 式衬 砌 � 隧道 横 通道 采 用平 顶 直墙 断 面 �净 跨 6 . 9 8 m� 净 高 3 . 5 9 m� 双 层 复 合 式 衬 砌 � 车 站采 用新型 暗挖 塔柱 式结 构 � 标准 横断 面 3 如 图 2 所示 �
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�1 � � � � 0 . 3 9 6 9 j . i � � n . 1 0 0 1 4 6 3 2 . 2 0 1 2 . 0 4 . 0 5
� �盾 构 法 和 浅 埋 暗 挖 法 结 合 建 造 地 铁 车 站
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3 D 本文 采用 F L AC 有 限 差分 软 件 对 这 2 种 方 案
第3 第 4期 � �� � �� �� � 中 国 铁 道 科 学 � 3卷 � 2 0 1 2 年 7 月 � �� �� �� � �CH I NA RA I LWAY S C I E NC E �� � � � �
文章编号 �1 0 0 1 4 6 3 2� 2 0 1 2� 0 4 0 0 2 5 0 6 -
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盾 构 法 与 浅 埋 暗 挖 法 结 合 建 造 地 铁 车 站 站 厅 隧 道 二 衬 施 作 时 机 的 研 究
张新金1� 刘维宁2� 彭智勇2� 范 � 欢3
( � 1. 广东省建筑科学研究院 � 广东 广州 �5 10 0 4 4 3. 北京理正软件设计研究院 � 北京 �1 0 0 0 4 4) �� 摘 � 要 � 采用盾构法与浅埋暗挖法结合建造地 铁车站时 � 站厅隧道二衬施作时机有横通道开挖之前和之后 2
0 1 1 0 4 1 0� 修 订 日 期 �2 0 1 1 1 0 1 1 � 收 稿 日 期 �2 ) �基金项目�北京市科技计划项目 ( D 0 6 0 4 0 0 3 0 4 0 9 2 1 � 男� 湖 南 邵 阳 人 � 博 士 � �作者简介�张新金 ( 1 9 8 2�)
进行 数值 模拟 � 对 比分 析 2 种方案 的隧 道结 构受 力 和地 表沉 降 � 研究 盾构 法与浅 埋暗 挖法 结合 建造 地 铁车 站站 厅隧 道二 衬的合 理施 作时 机 �
3 D 种方案 � 以北京地铁 1 有 限差分 软件 � 对 2 种方案 进行三 维数值 模拟 � 从地 0 号线三元桥站为例 � 采用 F LA C
表沉降和隧道结构内力两方面进 行对比分析 � 结果表明 � 在6 个施工阶段 � 方案 1 的最大地表沉降均比方案2 的 显著减小 � 方案 1 的最终地表沉降为 4 8mm�仅为方 案 2的最 终地表沉降 ( 1 6 6mm) 的 2 9% � 而且站 厅隧道初 支内力和需要的配筋量均小于方 案 2 � 因此 � 在车站施工过程中 � 站厅隧道二衬应在横通 道开挖之前施作 � �� 关键词 � 盾构法 � 浅埋暗挖法 � 地铁隧道 � 站厅隧道 � 二衬 � 地表沉降 � 结构内力 �� 中图分类号 � U 4 5 1 . 4�� 文献标识码 �A�
是 在区 间盾 构先 行贯通 车站 行车 隧道 后 � 保留 大部 分 管片 � 仅 在部 分管 片上开 洞的 条件 下 � 采用 浅埋 暗 挖法 扩挖 建造 地铁车 站 � 站厅 隧道 二衬 施作 时机 的 选择 � 是 盾构 法与 浅埋暗 挖法 结合 建造 地铁 车站 施 工的 一个 非常 关键的 问题 � 如 果施 作时 机选 取不 好 � 将 会对 站厅 隧道初 支结 构受 力十 分不 利 � 且可 能 产生 较大 的地 表沉降 � 影响该 工法 的实 现 � 盾构 法 与浅 埋暗 挖法 结 合建 造 地 铁 车 站 的 施工 过 程 中 � 站 厅隧 道二 衬施 作时机 有如 下 2 种方 案 � 方 案 1� 在 开挖 横通 道 之前 施 作 � 即 先 施 作站 厅 隧道 二衬 � 再 开挖 横通道 � 优 点是 � 站 厅隧 道初 支 和二 衬可 以一 起承受 横通 道开 挖 � 管片 拆除 等施 工 阶段 的 地 层 荷 载 � 对 结 构 受 力 十 分 有 利 � 缺 点 是 � 站 厅隧 道二 衬与横 通道 二衬 并非 同时 浇注 � 对 结 构防 水不 利 � 方 案 2� 在 开挖 横通 道 之后 施 作 � 即 先 开 挖横 通 道 � 再整 体施 作站 厅隧道 二衬 和横 通道 二衬 � 优 点 是 � 站厅 隧道 二衬 与横通 道二 衬同 时浇 注 � 对结 构 防水 有利 � 缺 点是 � 需要 研究 站厅 隧道 初支 结构 在 横 通 道 开 挖� 管 片 拆 除 等 施 工 阶 段 的 受 力 安 全 性�