盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站技术的结构方案初.pdf

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盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站技术的结构方案初步研究张新金1路美丽t，2刘卫丰，许世伟1'3李海锋，’42选择目标车站3结构方案设计刘维宁，引言35盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站技术的结构方案初步研究现代隧道技术(1北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044；2中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600；3中铁工程设计咨询集团有限公司，北京100055；4北京市热力工程设计公司，北京100027)1为加快地铁建设速度、提高T程质量、确保施工安全，地铁区间隧道应尽量多地采用盾构法施工。但是，区间盾构施工与车站施工在速度和组织上的矛盾一直没有得到很好的解决。也就是盾构过站的问题没有得到很好的解决，造成了盾构机利用率低、频繁拆装、调头，以及在区间隧道内窝工严重等现象，使得盾构法施T速度快的优势得不到发挥，同时可能带来较大的工期风险，大大制约了盾构技术在地铁工程中的应用。盾构过站这个问题在前苏联、日本等国家都已经有所研究【l-7]，目前在建的德国科隆城市南北轨道交通线也碰到了同样的问题IS]。国内已有少数学者和单位开始关注和探索这个问题的解决方案[9-堋。经过对国内外相关资料的调研分析，结合国内目前的技术和经济水平，提出一种新的盾构过站问题的解决方案，即盾构先行贯通全线大部分车站行车隧道，再结合明挖法或浅埋暗挖法在适当的时机拓展建造地铁车站I-41。本文对该方案从结构方面开展初步研究．旨在探索盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站技术的可能性。鉴于本方案研究在国内是首次，所以本项研究试验不宜在条件紧张的大站进行，应选择客流量较小、前后区间均有条件采用盾构施工、而且建筑布置和T期有条件的小规模车站进行。初步拟定以北京地铁四号线角门北路站作为本次预可行性研究中结构方案研究的目标车站。依据四号线角f-lilt路站的初步设计建筑功能布置要求．重点考虑盾构区间隧道作为车站建成后的一部分这种新型施工方法所带来的通风道、出入口以及附属设施的布置问题，设计了以下四种盾构区间拓展车站结构方案：摘要盾构法以其安全快速可靠等优点在我国的城市地铁建设中得到了广泛应用。但是由于区间盾构施工和车站施工在速度和组织上的矛盾没有得到很好的解决，也就是盾构过站的问题没有得到很好的解决，使得盾构法施丁速度快的优势得不到发挥，同时可能带来较大工期风险。结合国内目前的技术和经济水平，提出一种新的盾构过站问题的解决方案，即盾构先行贯通全线大部分车站行车隧道。再结合明挖法或浅埋暗挖法在适当的时机拓展建造地铁车站。文章以北京地铁四号线角门北路站作为目标车站，对该方案进行了结构设计方面的研究，结果表明：该方案对于提高地铁建设质量、加快地铁建设速度、降低地铁工程造价具有很大的优越性和现实意义。浅埋暗挖法文献标识码：A第拍卷第6期(总第329期)2009年12月出版NELL矾G文章编号：1009-6582(2009)06--0035-08关键词盾构法盾构过站明挖法地铁车站中图分类号：U455．42：U23l+．4修改稿返回日期：2009—10—27基金项目：北京市科技计划项目(D0604003040921)．作者简介：张新金(1982一)，男，博士研究生，主要从事隧道与地下工程方面的工作，E—mail．'[e-mail]．46，No．6，Total．No．329Dec．2009
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巢酱慧曼妥#NBLL矾G4结构计算分析图5单层浅埋暗挖拓展的新型车站示意(单位：咖)兰堑堂墨!塑!璺苎型塑!!唑圭!!旦些堕现代隧道技术盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站技术的结构方案初步研究(1)明挖(盖挖)拓展方案，如图1所示。(2)浅埋暗挖单层拓展方案，如图2所示。(3)浅埋暗挖双层拓展方案，如图3所示。比较以上四种车站拓展方案．从施工安全与可操作性方面，进一步推荐明挖(盖挖)拓展和浅埋暗挖单层拓展两种方案。在北京现有的地铁规划设计中．为充分发挥盾构施工在技术与经济上的优势、降低工程风险，能够采用明挖法施工的地铁车站都已尽可能地采用了明挖法施工。为盾构进出提供了尽可能好的方便条件。但由于地铁线路毕竟大都设置在城市繁华地区．仍然有不少地铁车站不具备明挖条件。必须采用暗挖法施工。从经济和工期两方面的比较来看，浅埋暗挖单层拓展方式，即采用浅埋暗挖法在已建成的盾构区间上建造车站更具优越性。因此，本次试验的目标可在现有规划线的暗挖车站中选择。36(4)两端明挖中问浅埋暗挖拓展方案，如图4所示。针对单层浅埋暗挖拓展的新型车站结构型式(图5)，采用数值模拟进行这种车站结构的力学分析。4．1内力及荷载组合methedSingle—storey图1明挖(盖挖)拓展方案示意图3浅埋暗挖双层拓展方案示意图2浅埋暗挖单层拓展方