实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工结构及方法与流程

本发明属于隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工结构及方法。

背景技术：

随着修建技术、建设水平及建设要求的不断提高，越来越多的新工艺、新工法应用到隧道及地下工程的建设中，而盾构机作为隧道机械开挖的典型代表，已逐步广泛的应用于交通工程领域、水工领域及城市轨道交通领域的隧道建设。特别是在城市轨道交通的建设中，盾构机以其快速、安全、优质、环保、文明施工等诸多优势，逐渐成为各类施工方法的首选。

然随着城市化建设，城市用地日益紧张，在城市核心区域的地铁车站建设亦寻求暗挖解决，这使得盾构很难发挥其安全、快速的优势。为此，需寻求一种合理的合理结构，以解决核心区域盾构施工用地问题以及地铁建设安全问题，并实现单台盾构掘进长度最大化。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工结构及方法，能满足城市核心区盾构施工用地受限问题，实现单台盾构掘进长度最大化，能确保地铁建设安全及周边建构筑物的结构安全与正常使用，并降低对相邻车站施工的干扰，保证总体建设目标。

本发明所采用的技术方案为：

实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工结构，其特征在于：

包括大里程端车站和小里程端车站及二者之间的左线线路和右线线路；

左线线路上设置有用于平移吊出和井下整体始发的1号竖井，1号竖井通过盾构平移段垂直连接到右线线路；

近大里程端车站并与其独立的位置设置有横跨左线线路和右线线路的盾构调头段，盾构调头段与1号竖井之间为左线盾构隧道，盾构调头段与盾构平移段之间为右线盾构隧道，盾构调头段与大里程端车站之间设置有沿左线线路和右线线路的双条调头盲洞；

1号竖井与小里程端车站之间为左线非盾构隧道，盾构平移段与小里程端车站之间为右线非盾构隧道。

1号竖井与小里程端车站之间还设置有用于出渣进料的2号竖井，2号竖井与小里程端车站之间为左线非盾构隧道，2号竖井与1号竖井之间为始发盲洞。

盾构调头段和盾构平移段均为无柱大跨结构。

1号竖井、始发盲洞、2号竖井、盾构调头段、调头盲洞、盾构平移段、右线非盾构隧道、左线非盾构隧道均采用复合衬砌。

左线盾构隧道和右线盾构隧道采用预制管片结构。

1号竖井长12.00～15.00m，宽7.50～10.00m；

2号竖井长6.00～8.00m，宽6.00～8.00m。

盾构调头段长50.00～100.00m，宽20.00～50.00m，高15.00～20.00m；

盾构平移段宽10.00～15.00m，高12.00～15.00m。

左线盾构隧道、右线盾构隧道外径3.00～9.00m，长度500.00～2000.00m。

实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：施工竖井：

利用仅有的施工场地，自上而下施作1号竖井、2号竖井；

步骤二：施工始发盲洞、盾构平移段：

利用1号竖井、2号竖井提供的工作面，施工始发盲洞、盾构平移段；

步骤三：施工调头段与盾构隧道：

利用车站施工通道提供的工作面，施工盾构调头段和调头盲洞；并根据总体工期目标选择盾构隧道掘进开始时间，盾构利用1号竖井始发，完成左线盾构隧道掘进后，通过盾构调头段、调头盲洞完成隧道内调头再次掘进右线盾构隧道，最后通过1号竖井、盾构平移段实现平移吊出；

步骤四：施工其他非盾构隧道：

利用车站施工通道和1号竖井、2号竖井提供的工作面，施工右线非盾构隧道、左线非盾构隧道。

本发明具有以下优点：

本发明用于两端车站采用暗挖或施工场地受限的核心城区地铁或类似工程建设。井下整体始发、隧道内调头及平移吊出三部分结构型式简明，受力合理，即可单独运用亦可像本发明一样巧妙的将其进行有机组合；综合考虑两端车站的工法、工期，并从核心城区施工场地实际问题出发，提出平移吊出，进而实现了始发、接收共用同一竖井，减少了工程浪费，节约了投资；调头段单独设置减少盾构掘进对车站施工的干扰；通过隧道内调头实现了单台盾构掘进长度最大化。该发明具有很强的可操作性，具有较高的经济效益和社会效益，在盾构隧道工程领域中有广泛的应用价值。

附图说明

图1本发明结构平面图。

图中，1-1号竖井，2-始发盲洞，3-2号竖井，4-左线盾构隧道，5-盾构调头段，6-调头盲洞，7-右线盾构隧道，8-盾构平移段，9-右线非盾构隧道，10-左线非盾构隧道，11-小里程端车站，12-大里程端车站，13-左线线路，14-右线线路。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工结构，是一种核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工组织方案，包括大里程端车站12和小里程端车站11及二者之间的左线线路13和右线线路14。具体由井下整体始发、隧道内调头及平移吊出三部分组成。其中，井下整体始发包括1号竖井1、始发盲洞2、2号竖井3；隧道内调头包括盾构调头段5、调头盲洞6；平移吊出包括1号竖井1、盾构平移段8。

小里程端车站11、大里程端车站12均位于核心城区，采用暗挖法施工，不具备盾构始发、接收条件。

左线线路13上设置有用于平移吊出和井下整体始发的1号竖井1，1号竖井1通过盾构平移段8垂直连接到右线线路14。近大里程端车站12并与其独立的位置设置有横跨左线线路13和右线线路14的盾构调头段5，减少盾构掘进对车站施工的干扰，盾构调头段5与1号竖井1之间为左线盾构隧道4，盾构调头段5与盾构平移段8之间为右线盾构隧道7，盾构调头段5与大里程端车站12之间设置有双线的调头盲洞6。1号竖井1与小里程端车站11之间为左线非盾构隧道10，盾构平移段8与小里程端车站11之间为右线非盾构隧道9。

1号竖井1与小里程端车站11之间还设置有用于出渣进料的2号竖井3，2号竖井3与小里程端车站11之间为左线非盾构隧道10，2号竖井3与1号竖井1之间为始发盲洞2。

盾构调头段5和盾构平移段8均为无柱大跨结构。1号竖井1、始发盲洞2、2号竖井3、盾构调头段5、调头盲洞6、盾构平移段8、右线非盾构隧道9、左线非盾构隧道10均采用复合衬砌。右线非盾构隧道9、左线非盾构隧道10均采用暗挖法施工。左线盾构隧道4和右线盾构隧道7采用预制管片结构。

1号竖井1长12.00～15.00m，宽7.50～10.00m；2号竖井3长6.00～8.00m，宽6.00～8.00m。盾构调头段5长50.00～100.00m，宽20.00～50.00m，高15.00～20.00m；盾构平移段8宽10.00～15.00m，高12.00～15.00m。左线盾构隧道4、右线盾构隧道7外径3.00～9.00m，长度500.00～2000.00m。始发盲洞2、调头盲洞6、右线非盾构隧道9、左线非盾构隧道10均满足建筑限界。本发明的尺寸总体上应以建筑限界、盾构机设备尺寸、线路埋深、地质条件等为基准，其构件刚度应足以抵抗周边临近工程建设或地下环境变化产生的应力变化。

1号竖井1、始发盲洞2、2号竖井3位于同一侧线路上，始发盲洞2连接1号竖井1与2号竖井3，且与左线线路13走向保持一致。盾构始发、接收在小里程端车站11、大里程端车站12之间完成，且共用1号竖井1；同时，1号竖井1与2号竖井3保持一定的距离，通过始发盲洞2连接。调头盲洞6、始发盲洞2与左线线路13、右线线路14走向保持一致。盾构利用1号竖井1始发，完成左线盾构隧道4掘进后，通过盾构调头段5、调头盲洞6完成隧道内调头再次掘进右线盾构隧道7，最后通过1号竖井1、盾构平移段8实现平移吊出，实现了单台盾构掘进长度最大化。

本发明的井下整体始发、隧道内调头及平移吊出三部分均可单独运用于地铁及类似工程建设，亦可选择性的有机组合，如井下整体始发与平移吊出的组合、井下整体始与隧道内调头的组合等。同时，可通过调节1号竖井、始发盲洞、2号竖井、盾构调头段、调头盲洞、盾构平移段尺寸满足各种盾构施工组织所须。当满足工期的前提下，亦可将利用车站实现隧道内调头。

本发明可满足两端车站采用暗挖或施工场地受限的核心城区地铁或类似工程建设。应用本发明后，随着具体工程中所采用的建筑限界、盾构机设备尺寸、结构类型、地质条件、隧道埋深及周边环境等差异，其相关结构参数均可根据实际工程需要或大或小、或长或短、或宽或窄、或深或浅、或强或弱，如：1#竖井、始发盲洞、2#竖井、左线盾构隧道、盾构调头段、调头盲洞、右线盾构隧道、盾构平移段、右线非盾构隧道、左线非盾构隧道等。

基于上述结构体系实现核心城区单台盾构掘进长度最大化的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一：施工竖井：

利用仅有的施工场地，自上而下施作1号竖井1、2号竖井3；

步骤二：施工始发盲洞、盾构平移段：

利用1号竖井1、2号竖井3提供的工作面，施工始发盲洞2、盾构平移段8；

步骤三：施工调头段与盾构隧道：

利用车站施工通道提供的工作面，施工盾构调头段5和调头盲洞6；并根据总体工期目标选择盾构隧道掘进开始时间，盾构利用1号竖井1始发，完成左线盾构隧道4掘进后，通过盾构调头段5、调头盲洞6完成隧道内调头再次掘进右线盾构隧道7，最后通过1号竖井1、盾构平移段8实现平移吊出；

步骤四：施工其他非盾构隧道：

利用车站施工通道和1号竖井1、2号竖井3提供的工作面，施工右线非盾构隧道9、左线非盾构隧道10。

本发明用于两端车站采用暗挖或施工场地受限的核心城区地铁或类似工程建设，由井下整体始发、隧道内调头及平移吊出三部分组成，即可单独运用亦可根据所需进行有机组合；利用平移吊出实现了始发、接收共用竖井和施工场地，调头段单独设置减少盾构掘进对车站施工的干扰，通过隧道内调头实现了单台盾构掘进长度最大化，确保正常的通行能力与结构安全。

本发明的内容不限于实例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。