錯車平臺在長運距盾構區(qū)間的應用設想

趙 東 平

(中交二公局第三工程有限公司,陜西 西安 710016)

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錯車平臺在長運距盾構區(qū)間的應用設想

趙 東 平

(中交二公局第三工程有限公司,陜西 西安 710016)

結合南京地鐵4號線的工程地質(zhì)條件，介紹了地鐵盾構施工組織的三種運行情況，并針對影響盾構進度的因素，提出在盾構機臺車后加設錯車平臺，對不加錯車平臺與加設錯車平臺所用時間作了比較，驗證了錯車平臺在該工程應用中的有效性。

盾構施工，錯車平臺，列車，施工進度

0 引言

在地鐵施工中，采用盾構法施工區(qū)間隧道時，盾構始發(fā)試運行后施工進度開始提速，但隨著隧道延伸運距增大，為保證下一環(huán)掘進的材料供給難以保持及時供應，造成工序銜接空隙，影響施工進度。如何保持工序的緊密銜接，延長盾構進度高峰期時間，是控制施工進度、控制成本的一個值得探討的問題。本文以南京地鐵4號線TA09標徐—金盾構區(qū)間施工為實例，從線路條件、布置時間、位置及預計效果等方面介紹錯車平臺應用技術。

1 工程簡介

1.1 工程概況

南京地鐵4號線TA09標徐—金盾構區(qū)間線路地形起伏較大，區(qū)間全長1 942 m。盾構由金馬路站站前明挖區(qū)間始發(fā)，最終到達徐金軟件園站接收。盾構區(qū)間管片采用3+2+1模式組合，錯縫拼裝。管片寬1 200 mm，外徑6 200 mm，內(nèi)徑5 500 mm。管片混凝土設計為C50P10。

1.2 地質(zhì)條件

根據(jù)巖土勘察報告的詳勘資料以及圍護樁施工過程中對地層的揭示顯示，徐—金盾構區(qū)間穿越地層主要為④-1b1,④-2b2,④-3b1,④-3b2,④-4b1粉質(zhì)粘土層，區(qū)間有部分⑤-1c1粘土層侵入隧道，地質(zhì)條件相對較好，但刀盤容易出現(xiàn)“泥餅”。

2 盾構施工組織運行

正常情況下，盾構施工組織的程序運行主要分以下三種情況：

1)盾構始發(fā)及試掘進階段：受底板空間限制，單列車完成洞內(nèi)外所有運輸，時間較長。正常工序下盾構掘進后，在完成渣土外運及管片、砂漿等內(nèi)運和卸管片放砂漿的時間內(nèi)完成管片拼裝。此階段占用施工進度的主要時間是盾構掘進時間+卸管片放砂漿+洞內(nèi)外運輸時間。

2)正常掘進階段：在始發(fā)井口布設道岔后完成兩列車編組，解決了單列車運輸時間長的問題。正常工序下盾構掘進后，在完成管片拼裝的時間內(nèi)完成渣土外運及管片、砂漿等內(nèi)運和卸管片放砂漿。此階段占用施工進度的主要時間是盾構掘進時間+卸管片放砂漿+管片拼裝時間。

3)主要研究階段：在運距達到一定長度，內(nèi)外運運輸時間大于管片拼裝時間，影響正常工序銜接。此時，盾構掘進后，在完成管片拼裝的時間內(nèi)未完成渣土外運及管片、砂漿等內(nèi)運和卸管片放砂漿。此階段占用施工進度的主要時間是盾構掘進時間+卸管片放砂漿+洞內(nèi)外運輸時間。

針對本區(qū)間隧道線路形式及地層條件，預計每環(huán)盾構掘進40 min、管片拼裝30 min、卸管片放砂漿10 min，用于洞內(nèi)外運輸?shù)碾娖寇嚍?5 t牽引機車。

在始發(fā)井口設置平面錯車平臺，確保兩列車進出洞口時間無間隔，電瓶車平均運輸速度按5 km/h計算，在掘進至0.83 km時，往返路程電瓶車行走總時間與管片拼裝時間相同即20+10=30 min。即掘進達到0.83 km后，施工進度主要取決于盾構掘進時間+卸管片放砂漿+洞內(nèi)外運輸時間。

因此，在盾構掘進、管片拼裝和卸管片放砂漿時間相對固定的情況下，等盾構掘進一段區(qū)間后(即掘進里程大于0.83 km)，影響盾構施工進度的主控因素為洞內(nèi)外運輸時間。

3 錯車平臺的加設

隨著盾構運行時間增加、運距增長，各種影響盾構進度的因素迅速增多，為保證盾構過風井后的施工進度，擬在盾構過風井的過程中，在盾構機臺車后加設錯車平臺。錯車平臺主要起到對始發(fā)井口道岔的“接力”作用，該平臺由兩幅道岔加中間雙線軌道組成，滿足單列車編組長度的雙線軌道段總長約70 m。另外，平臺兩側(cè)設置約60 m的墊坡作為單、雙線變化的過渡段，坡度約10‰，可實現(xiàn)列車平穩(wěn)渡線。半幅錯車平臺見圖1，平臺下部支撐結構見圖2，單雙列車運輸斷面見圖3。

4 預計效果評價

以盾構操作一個標準循環(huán)所需時間(掘進速度按40 min/環(huán))為計算依據(jù)，以掘進至1 667 m時(電瓶車速度按5 km/h計算)運距為計算對象，對不加錯車平臺與加設錯車平臺所用時間進行分析比較。

4.1 效果評價一

當沒有設置錯車平臺時，如圖4,圖5所示。

1)以①號列車、②號列車均在始發(fā)洞口等待為起點，①號車先進入，如圖4所示。

2)①號列車到達盾構掘進施工位置后開始盾構掘進，②號列車繼續(xù)在始發(fā)洞口等待，如圖5所示。

3)①號列車返回到達洞口，與②號列車在洞口錯車，如圖6所示。

4)①號列車組織倒土、下管片、裝砂漿等工作，②號列車進入盾構掘進施工位置，一個盾構循環(huán)工序完成，如圖7所示。

在不加錯車平臺的情況下，②號列車要與①號列車在洞口錯車后才能進入，即第1)步～第4)步工序所需時間為：40+20+20+10=90 min。

4.2 效果評價二

當設錯車平臺時，如圖8所示。

1)以①號列車到達盾構掘進位置、②號列車在錯車平臺等待，如圖8所示。

2)①號列車到達錯車平臺與②號列車錯車，如圖9所示。

3)①號列車繼續(xù)向始發(fā)洞口行駛完成倒土、裝管片及砂漿等工作，②號列車進入盾構機臺車完成卸管片放砂漿，如圖10所示。

4)②號列車隨盾構掘進完成裝土，①號列車完成倒土、裝管片及砂漿等工作行駛到達錯車平臺待命，一個盾構循環(huán)工序完成，如圖11所示。

在加設錯車平臺的情況下，②號列車在錯車平臺即可與①號列車錯車，即第1)～第4)步工序所需時間為：40+10+10+10=70 min。

綜上所述，加設錯車平臺后，每個盾構施工循環(huán)兩列列車可直接在隧道內(nèi)錯車平臺錯車，相當于節(jié)省從錯車平臺到洞口往返運輸時間即20 min。加設錯車平臺前后，在本項目盾構區(qū)間研究范圍內(nèi)進度預計情況對比。

由圖12可知，①號曲線為不加設錯車平臺情況下的預計施工進度。由曲線形式可以看出，隨著運距增大，日進度逐步放緩，施工天數(shù)增加，成本增加，風險增大。而②號曲線為加設錯車平臺后的預計施工進度。從曲率變化可以看出，加設錯車平臺后，其作用逐步凸顯，曲率增大，日進度能持續(xù)保持甚至適當加速，大大縮短了施工天數(shù)，有利于項目成本、進度、風險控制。

5 結語

通過合理安排與科學組織，在安裝錯車平臺后將大大提高施工后勁，解決因長運距造成的施工組織問題，在一定程度上提速施工進度。類似錯車平臺擬在佛山地鐵2號線TJ03標盾構區(qū)間工程采用，唯一不同的只是錯車平臺將設置在花卉世界車站內(nèi)，同時為了便于提高運輸效率，建議車站內(nèi)的錯車平臺長度滿足至少兩列列車停放要求，以便彌補首條貫通區(qū)間(長度1.7 km)未設錯車平臺的不足，相信錯車平臺在本工程中的使用也將達到預期效果。

6 思考與建議

1)加設錯車平臺需抬高原軌道高度，坡度不宜過大，放坡時要注意與盾構機臺車的距離；

2)錯車平臺抬高后需考慮洞內(nèi)水、電、氣布置，計算列車通行時各種洞內(nèi)布置與列車的相對關系，避免相互影響，特別是盾構區(qū)間內(nèi)人行通道板的安裝位置；

3)加設錯車平臺后需要設專人進行維修保養(yǎng)，并在該位置設置好信號燈，規(guī)劃洞內(nèi)列車行車運行先后順序；

4)考慮列車過錯車平臺時的安全，尤其在爬坡及過道岔過程中，建議在該位置進行限速；

5)為增加錯車平臺的通用性，建議將其支撐體系做成工具件，便于提高后續(xù)類似工程的使用率。

The application thinking of switching platform in long distance shield interval

Zhao Dongping

(ThirdEngineeringLimitedCompany,CCCCSecondBureau,Xi’an710016,China)

Combining with the engineering geological conditions of Metro Line 4 in Nanjing, this paper introduced three kinds of operation situation of metro shield construction organization, and the according to the factors influence of shield progress, put forward adding switching platform after shield trolley, compared the times adding and without adding switching platform, verified the effectiveness of switching platform in this engineering application.

shield construction, switching platform, train, construction schedule

1009-6825(2017)10-0193-03

2017-01-23

趙東平(1979- )，男，工程師

U455.43

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