盾构调研报告

开题报告（调研报告）

学院：

附．调研报告

扩挖盾构遂道修建地铁车站

摘要: 通过比较详细的资料调查和统计分析,发现盾构法在大规模应用中面临的主要问题有: 盾构法连续施工的区间分散;盾构设备的利用率偏低;盾构机的非推进作业过多;盾构法施工的工期延误;盾构法施工的额外成本较多。通过分析,认为最根本的原因在于盾构区间施工与车站施工在速度和组织上的矛盾未能得到很好的协调,实际上也就是盾构过站的问题没有得到很好的解决。目前采用的三种实施方案没能真正地解决这个问题,为此提出一种新的解决方案——盾构先行贯通全线大部分车站行车隧道, 再结合横通道法、半盾构法、明挖法或浅埋暗挖法在适当的时机拓展建造地铁车站。该方案对于提高地铁建设质量,加快地铁建设速度,降低地铁工程造价有着很大的优越性,具有重要的现实意义。

关键词：盾构；横通道法；明挖法；扩挖

Enlarging excavation shield tunnel construction of subway station

Abstract: By comparing the detailed survey data and statistical analysis, found thatthe main problems in large-scale applications shield facing are: continuous construction of the shield interval dispersion; low utilization shield equipment; non-shield machine promoting job too;

shield construction schedule delays; additional costs of shield tunneling more. Through the analysis, that the most fundamental reason is that the contradiction interval shield construction and station construction in speed and organization have not been well coordinated, in fact, is the problem on Shield station has not been solved. At present embodiment uses three did not really solve this problem, for which proposed a new solution - the majority of stations across the board through the first shield tunnels, combined with cross-channel method, a semi-shield method,

open-cut Shallow Mining method or method at the right time to expand the construction of the subway station. The program for improving the quality of subway construction, speed up subway construction speed and reduce the cost of subway construction has great advantages, has important practical significance.

Keywords: shield; horizontal pathway; open-cut method; enlarging excavation

0前言

2001年7月13日，北京获得了第29届夏季奥林匹克运动会主办权，极大地推动了北京地铁事业的发展。2002年至2008年，北京计划投入638亿元建设地铁。为了实现2015年建成总长561千米的19条线路的目标，北京将会投入总计达2000亿元的资金。2050年计划建成15条地铁线路、7条轻轨线路，加上市域网利用既有铁路资源，规划5条正线1条支线, 城市轨道交通总里程将达到1053 km, 其承担客运总量的比例将达到50%～60%。可见，北京城市轨道交通建设的任务重、投资大、工期紧。为加快地铁建设速度, 确保施工安全, 提高工程质量，盾构法以其施工速度快、安全、对周围环境影响小等优势在北京地铁区间隧道施工中得到了大量应用。从北京建成的五号线、四号线、十号线及机场线这4条线路中盾构法的施工实践来看，盾构法施工安全、对周围环境影响小、易于控制沉降等优点有目共睹，已得到普遍认可。然而，时常出现由于盾构法施工灵活性差而造成工期延误以及工期不可控的现象；区间隧道盾构施工和车站施工速度上的巨大差异对盾构法的优势发挥也有显

著影响；北京投入如此大量盾构进行地铁建设的工程成本也值得商榷。

1扩挖盾构随道修建地铁车站概况

结合盾构法修建地铁车站的技术能有效解决盾构区间施工和车站施工的矛盾，提高盾构设备的利用率，加快全线建设进度，优化整体施工组织，减小对环境的影响。从目前的发展形势来看，各国都在这一方面进行积极的探索和实践。

盾构法起源于英国，由于其适合城市特殊环境下施工，从而在世界范围内得到推广应用。特别是20世纪70年代以来，随着经济的发展，城市人口急剧增加，出现了特大城市，交通拥挤问题也接踵而来，世界各国普遍认识到，只有发展快速轨道交通才能有效缓解交通压力。由于地铁客运量大、安全可靠、舒适便捷而得到快速发展，对盾构技术的进一步发展也起到了推动作用。现在世界上已有四十多个国家修建了地铁，盾构法开展较早的国家现已有大量的盾构遂道工程，俄罗斯、德国和日本等国都是较早采用盾构法施工地铁遂道的国家，近几十年来依托先进的科学技术，盾构技术也日缘成熟，积累了很多工程经验，其成果在世界盾构法应用中已处于领先地位。地铁车站是地铁系统中重要的组成部分，其施工方法分为明挖法、浅埋暗挖法和扩挖盾构遂道法。明挖法具有施工作业面多、易于控制工期、成本相对较低的优势，在地面环境允许的情况下成为地铁车站施工的首选方法。盾构法越来越多地用于地铁建设，当地面环境复杂无明挖条件时，通常采用在盾构遂道的基础上进行扩挖修建地铁车站，也有采用复式盾构机修建地铁车站。

我国采用盾构法施工地铁遂道的时间较短，针对盾构过站问题的研究还处于探索阶段，目前已有研究成果都是在两条外径6m的区间盾构遂道基础上进行扩挖车站施工。

俄罗斯是世界上最早建造地铁的国家之一，莫斯科地铁是目界第五大地铁系统。由于莫斯科市中心建筑密集而无法提供地面施工场地，因此大约从1956年开始修建深埋地铁。这些深埋地铁普遍采用大直径盾构基础上扩挖修建成的三，拱塔柱式和立柱式车站，施工方法有结合横通道法和半盾构法。深埋地铁车站的优势在于选线不必一定沿着街道或建筑物较少的地区，几乎不影响她下原有管线设施的正常运作，对地面建筑影响小，但在竖向升降和换乘上需费乘客较多时间。立柱式车站首先修筑两侧的盾构遂道，然后用半盾构修筑中间部分。立柱式车站的特点是两侧遂道衬砌环不封闭，用钢格构梁支撑在钢柱上，形成结构支撑体系后再在半盾构的掩护下进行扩挖施工。塔柱式车站分三个阶段完成，首先修筑两侧盾构遂道，然后修筑中间遂道，最后以交错方式修筑横通道将三个遂道连接起来。前两个阶段用机械开挖，横通道阶段为人工开挖。塔柱式车站是俄罗斯地铁中用的最多的车站形式。

日本采用盾构法始于1962年，自上世纪八十年代以来，盾构技术得到了长足发展，广泛应用于城市基础建设中。目前日本的盾构技术居世界领先地位，针对盾构法修建地铁的车站的工程实例有很多。大阪、东京多处地铁车站采用盾构法修建两条并列的行车遂道，然后用托梁法、半盾构法在两条遂道间修建站厅部分，形成眼镜形车站。这些方法需要进行大范围的地基加固，目前日本已建有10个这种扩挖车站。

日本在新型盾构技术方面做了很多工作，例如在城市繁华地段无明挖条件的情况，釆用三连体盾构机修建地铁车站。另一种施工方法是对盾构遂道上的部分区段进行直径扩展，以满足修建地铁车站和安装其它设备之需。

德国大直径盾构扩挖车站的典型代表是德国科隆城市南北线上的Rathaus、Severinstrasse、Kartauserhof和Chlodwig-Platz四个车站，采用外径8.4米的盾构机修建两条行车隧道，车站的布局是将行车隧道与修建在两条遂道间的站体竖井连接起来，形成车站的站台层。

根据盾构遂道外径大小分类，6m以下为小直径盾构遂道，6m以上为大直径盾构遂道，针对盾构过站问题，按照遂道外径分为扩挖大直径盾构遂道修建地铁车站和扩挖小直径盾构遂道