地铁叠线隧道盾构机接收支撑体系施工技术

王迪，张正，李冬，刘双红

【摘要】本文结合南海广场站~叠滘站区间2#联络通道中板设计情况及施工现场实际情况，分析盾构机通过中板时的各项参数，在实际工程应用中保证了安全性、经济性，为以后类似工程提供相应的借鉴。

【关键词】盾构机、支撑体系、地铁。

1. 工程概况

1.1 南海广场站~叠滘站区间2#联络通道设计概况

南海广场站~叠滘站区间（以下简称“南叠区间”）2#联络通道净空12.6×8.3m，负一层净空高度7.6m，负二层净空高度9.25m，中板采用C40混凝土浇筑，厚度600mm，盾构施工过程中需穿越竖向联络通道左线隧道在下，右线隧道在上，先施工左线隧道，后施工右线隧道。

1.2 右线盾构机接收工况说明

右线盾构穿越联络通道中板时的荷载施加主要有盾构机、管片及托架，施工过程中最大荷载达到536t，主要部件如下图所示。

中板所承受荷载统计
类别	部件名称	重量（t）	小计（t）	合计（t）
盾构机	设备桥	25	420	536
	前盾	123
	人仓	5
	中盾	127
	盾尾	40
	刀盘	60
	管片拼装机	13
	螺旋输送机	27
其他	托架	16	116
	混凝土管片	100

表1 中板所承受荷载统计

2. 盾构机在竖向联络通道接收中板支撑体系应用

2.1 原设计施工方案

南叠区间左右线盾构穿越2#联络通道原设计施工方案采用回填竖井的方式进行接收及二次始发工作。

2.2地铁叠线隧道盾构机接收支撑体系施工方案的提出

南叠区间右线盾构掘进至2#联络通道共计掘进736环，左右线主要掘进地层为硬岩地层，线路施工最小曲线半径R=360，因小曲线半径及硬岩地层掘进施工致使南叠区间左右线盾构机三道盾尾刷不同程度损坏，盾尾止水效果明显下降，因南叠区间后续掘进地层主要为全断面砂层，为避免盾构推进过程中盾尾出现突泥涌水现象，故对原设计方案进行变更，采用左右线空推的方式穿越2#联络通道，过程中进行设备检修及盾尾刷更换。

2.3选择合理的支撑体系

待左线施工完成后建立支撑体系，对中板进行封闭，而后开展右线穿越2#竖向联络通道工作。

拟定方案1采用6根φ609的钢支撑对中板进行支撑，方案2采用φ48扣件式钢管，布置间距600×600×1000mm对中板进行支撑，方案3采用立杆为φ60，Q235钢盘扣架，布置间距600×600×1000mm对中板进行支撑，均采用Midas GEN对中板受力情况进行验算，并通过。

经对三种支撑研讨，常规方案采用φ609钢管柱进行支撑，但根据安全性，经济型考虑，钢支撑在狭小竖井里施工，施工工期，施工安全都未得到保障，扣件式钢管架稳定性差，且施工过程中不可控因素较多，施工质量得不到保障，综上所述，故采用满堂盘扣支架作为中板的支撑体系。

盘扣架支撑体系主要技术参数：

（1）次愣为100×100mm方木，间距200mm横向布置。

（2）主楞（托梁）为热轧窄翼缘槽钢［10，纵向布置；顶撑型号Z-ST-600，底座型号Z-XT-600，底座调节范围100～400mm，可与0.2m短节配套使用。

（3）立杆规格为60×3.2mmZ型立杆,纵横向间距0.6×0.6；横杆步距1m。

（4）斜拉杆横纵每隔3m设置一道。

3、盾构机通过中板施工监测及中板开裂分析

3.1支撑体系竖向位移监测

3.1.1监控项目

支架竖向位移，见下表。

监测项目	位置或监测对象	监测精度	监测仪器
支架竖向位移	支架	1.0mm	全站仪

表2 监控项目表

3.1.2监测点布置

整个架体布置两个监测剖面，每个监测剖面布设三个支架竖向观测点；

3.1.3监测频率

监测内容	监测频率
	盾构机通过时	盾构机通过后
支架竖向位移	2小时一次	1天一次

表3 支撑体系监测频率表

注：监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整；

监测数据有突变时，监测频率加密。

3.1.4报警值及控制值

检测项目	报警值（mm）	控制值（mm）
支架竖向位移	8	10

表4 支撑体系监测报警值及控制值

3.1.5实际监测情况

盾构机刀盘及前盾上托架后，盘扣支架出现最大6mm的竖向位移，处于报警值控制范围内，经数据分析及现场实地勘察，主要竖向位移原因为盾构托架与中板未完全贴合，局部受力，集中荷载过大造成支架沉降现象出现。

盾构机完全上托架后支撑体系处于稳定状态，未发生竖向位移。

中板支撑体系达到设计最大受力工况时，监测数据稳定。

盾构机二次始发切削地连墙产生扭转动载时，支撑体系竖向位移稳定。

3.2 中板开裂情况

二次始发完成后，对中板裂缝情况进行核查，未出现开裂情况。

施工监测总结分析：

①从支架监测数据分析，盾构机刀盘产生动载时易造成支撑体系位移。

②盾构机托架应充分与中板贴密实，避免集中荷载的出现，确保支撑体系稳定。

5、注意事项

（1）支撑体系搭设完成后，顶托应多次复紧使得次楞与中板紧贴密实。

（2）托架下方应铺垫钢板，并使用砂浆对托架底回填密实，使得托架对中板以面荷载的形式进行受力。

（3）盾构机在托架上移动时，应匀速推进，不宜转动刀盘，避免产生多余动载。

（4）加强对支撑体系的监测，超过控制值及时采取措施。

6、效益分析

6.1人员效益分析

方案	工作周期	人工	费用
φ609钢支撑	12个工作日	6	4.2万
φ60盘扣支架	4个工作日	5	1万

表5 人员使用经济型分析表

6.2设备效益分析

方案	工作周期	设备	费用
φ609钢支撑	12个工作日	80t汽车吊	9.84万
φ60盘扣支架	4个工作日	25t汽车吊	0.68万

表6 设备使用经济型分析表

6.3材料租赁效益分析

方案	租赁时长	单价	合计
φ609钢支撑	3个月	6元/吨/天	0.77万
φ60盘扣支架	3个月	7.2元/吨/天	2.59万

地铁叠线隧道盾构机接收支撑体系施工技术，对支撑体系搭设施工周期有着较大的节约，同时搭设经济性也大大提高。

7、结语

地铁叠线隧道盾构机接收支撑体系施工技术采用盘扣支架搭设的方式，安全，经济、可靠，同时可节约施工周期。

参考文献

[1] 建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规范JGJ231-2010北京：中国建筑工业出版社，2012

[2] 承插型盘扣式钢管支架构件JG/T503-2016.北京：中国建筑工业出版社，2016

[3] 热轧H型钢和部分T型钢GB/T11263-2017.北京：中国建筑工业出版社，2017

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