盾构施工场地布置方案

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一、工程简介

锦万区间盾构自锦泰广场站东端盾构井组装下井，自西向东掘进至万家丽广场西端盾构井吊出，区间左线长803。567m,右线长806。042m，计划工期2。5个月.

二、场地布置总体方案

根据盾构掘进施工需要,施工场地主要需布置的设施为: （1）建时房屋一栋(含材料库、配件库、调度室等） （2）材料堆放场地 （3）轨排加工场地 （4）管片堆放场地

（5）15t门吊(含相应吊车行走轨地梁） (6）碴坑

（7）45t门吊（含相应吊车行走轨地梁)

（8）搅拌站一套（含砂石料堆场、水泥及粉煤灰罐等） （9）变电房

场地总体布置见附图1,其中门卫及洗车槽续用车站施工已有设施。 三、各项主要施工设施布置方式

根据盾构施工场地内各设施施工保用情况及功能需要，现将主要设施布置方式确定如下：

(一）管片堆放场地

根据盾构掘进进度要求，双线隧道最高日进度以40m计，需用管片27环，现管片堆方场地规划面积可存放管片数量为32环，满足施工要求.

(二）15t门吊（含相应吊车行走轨地梁)

15t门吊主要用于吊放管片及其它小型机具（材料）,沿车站纵轴线布置，轨长51.5m，行走区覆盖盾构井、管片堆放场地及轨排加工场地.15t门吊行走轨梁根据门吊布置位置采用砼地梁。

（1)荷载计算:

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根据门吊设计图纸,门吊固定件自重44t，小车及荷载等活载计重25t,按活载移至端头的最不利情况考虑（见图3—1）：

图3—1 15t门吊荷载结构示意图

吊车件移至端头时，对轻载产生的重载荷为[（44*11.8)-（25＊5.5）]/23.6=16.2t，固单侧重轨载荷载为44+25—16.2=52。8t.单侧结构自重由两个负载轮承重，以活载中线进行力矩平衡，重载轮持荷32.82t,轻载轮持荷19。98t.

地梁所受均布荷载为钢轨、轨枕及结构自重的总和，15t门吊行走轨采用43kg/m轨，钢枕采用14槽钢（延米质量17kg/m），间距50cm,钢梁采用三拼I32a工字钢（延米质量158。1g/m），均布线性荷载以213kg/m计.

（2）砼梁

砼地梁截面尺寸0。6*0。8m,采用C35砼,配筋见附图2。由于砼地梁均为埋地结构,需要验算梁自身抗压强度及其下土层是否有足够承载力。钢轨及砼梁应力扩散角均按45度计算,砼梁均布荷载以0。5KN/m计。

①砼梁承载强度

15t门吊轮压通过钢轨传递至砼梁，43kg/m钢轨截面参数为:轨高140mm，轨底宽114mm，砼梁延米受压面面积114 mm2

σ=F/S=(43kg＊10）/114=3.77MPa＜[σ]=35MPa。满足要求. ①地基承载强度

车站顶板回填后，经夯实，承载力［σ]≥1MPa

轨压通过砼梁传递至期下地基，应力扩散角按45°计，根据砼梁截面参数,地基受压面面积

S=（0。6+2*0.8）*=2。2*mm2

σ=F/S=(462+3。36*1.88)＊103/1128000=0。42MPa＜[σ］=1MPa。满足要求。 （二）45t门吊(含相应吊车行走轨地梁）

45t门吊主要用于盾构掘进出碴及吊运大块物体，垂直车站纵轴线布置，轨长40.5m，行走区覆盖碴坑长度.

45t门吊行走轨梁根据位置分为钢梁及砼梁两种结构形式。

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根据45t门吊布置情况，东侧行轨部分采用型钢梁作为行轨地梁，总跨长18m，下设一个支墩，单跨长9m，整体结构为两等跨连续梁，其余部分采用砼梁形式，截面尺寸0。6＊1m.

根据门吊设计图纸及工作方式，现将门吊东侧（靠碴坑侧）称为重载轨，门吊西侧称为轻载轨,轻载轨受力对钢梁受力进行核算，重载轨对砼梁受力进行核算.

45t门吊结构见图3-2,门吊各部件自重见表3—1。

图3-2 45t门吊结构示意图 表3-1 门吊各部件自重表

各部件重（t） 电器： 大车： 配重： 司机室： 小车： 门架： 重量（t） 6。05 12。06 34 3。09 38。125 13.5(拟定） 40.595（拟定) 与二号轨力臂 9。42 4.71 9.42 9。42 5 5 4。71 与一号轨力臂 4。71 4。71 0 0 14。42 14.42 4.71 在未负载的情况下，小车移至悬壁端，对一号轨的力矩和为:

M=F*L=（6。05＊9。42+12、06*4。71+3、09＊9。42+40。595*4.71）-(38.125＊5+13.5＊5)

=76KN＊m＞0

故45t门吊在未负载的情况下，可实现自身平衡.

在45t门吊工作时，负载情况为碴斗10t，碴车30t,根据力矩平衡原则，需要增加的配重块数量为

M=（10+30）＊5/9.42=21。23t

厂家配送配重块数量为34t，能满足施工要求。 （1)荷载计算

一号轨最大荷载最不利情况为为碴车自基坑底垂直起吊时，此时吊车全车重

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M=187。42t,一号轨负载计算时不考虑吊车悬臂的力矩影响，故门架重以轨距中线为重心线,根据力矩平衡，一号轨受力为：

M=6。05＊9.42+12.06＊4。71+34*9。42+3.09＊9。42+38.125＊5.17+。095＊4。71+40＊5。17）/9.42=119.095t

二号轨荷载最不利情况为碴头移悬臂倾倒碴土时受力，根据力矩平衡原则，二号轨受力为：

M =（12。06*4。71+38.125*14。42+13。5+14.2+40。595*4.71+9.42*4。71）/9。42=92.3t

故钢梁及砼梁最不利受力均在一号轨. （1)钢梁

钢梁受最大荷载最不利情况为碴车自基坑底垂直起吊时,考虑双轮不均匀持荷系数K=1.15，单轮持荷载m=119.095/2＊1。15=68。5t.

地梁所受均布荷载为钢轨、轨枕及结构自重的总和，45t门吊行走轨采用43kg/m轨，钢枕采用18b槽钢（延米质量23kg/m），间距50cm，钢梁采用双拼H800bH型钢,（延米质量210kg/m),均布线性荷载以320kg/m计.

① 结构受弯

根据结构受力情况，重载轮单轮压在跨中时，受最大弯矩（见图3-3）.

图3—3 结构最大弯矩受力图

结构受集中力为动荷载，均布力为集中荷载。 F1=1.4＊mg=959KN F2=1.2*mg=3。84KN/m

荷载组合后，此时结构弯矩M=1952。01KN＊m（见图3—4）。

图3-4 结构弯矩图

钢梁采用H型钢双拼制作，现选取单根H型钢作为计算对象。 工字钢净截面抵抗矩Wx=7290cm3.

则：σ= M/W=976＊103/7290=133.9MPa＜［σ]=235MPa （可） 安全系数K=235/133。9=1。76，满足要求。 ② 结构受剪

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根据结构受力情况，钢梁受到最大剪应力: Q=F1+F2＊L/2=978KN，L为梁跨长. 取单根H型钢作为计算对象

τ≈Q/h1*d=4*103/（0。844*0.016）=36.2MPa＜[τ]=0。6*［σ]=141MPa 安全系数K=141/36。2=3.9,满足要求。 (2）砼梁

钢梁受最大荷载最不利情况为碴车自基坑底垂直起吊时，考虑双轮不均匀持荷系数K=1。15，单轮持荷载m=119。095/2＊1。15=68。5t。

F1=1.4＊mg=959KN F2=1。2*mg=3。84KN/m

砼地梁截面尺寸0.6＊1m,采用C35砼,配筋见附图.由于砼地梁均为埋地结构，需要验算梁自身抗强度及其下土层是否有足够承载力。钢轨及砼梁应力扩散角均为45度计算。

①砼梁承载强度

45t门吊轮压通过钢轨传递至砼梁,43kg/m钢轨截面参数为：轨高140mm，轨底宽114mm，按45度扩散角计算，得砼受压面面积

S=140*2＊114=31920mm2

σ=F/S=（959+3。84＊0。28)＊103/31920=30MPa＜［σ］=35MPa。满足要求。

②地基承载强度

45t门吊轨砼梁底顶板范围内回填土部分也采用三灰土进行回填，原地面部分地梁底部填20cm厚卵石层，以提高地基承载力，承载力[σ]≥1MPa

轨压通过砼梁传递至期下地基，根据砼梁截面参数，地基受压面面积 S=（280+1000*2）*600=1368000mm2

σ=F/S=（959+3.84＊2.28)＊103/1368000=0。71MPa＜[σ]=1MPa.满足要求。 （3）砼墩

由于45t门吊轮轴距大于钢梁跨径，故砼墩受最大正压力F F=F1+F2＊9.9=959+3。84*9。9=997.02KN

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S=0。06m2（以钢梁与砼墩接触面积10％计）

σ=F/S=997020/60000=16.62MPa＜［σ]=35MPa。满足要求。 （四)搅拌站

搅拌站位于东端扩大段楼梯口边缘，负一层中板设轩储浆桶，用以临时存储砂浆,砂浆通过φ100管进入储浆桶及砂浆罐。平均坡度0.65：1，满足砂浆流动要求。

（五）充电房

充电房布置在主体结构底板， （六）机加工房及电工房

机加工房布置在主体结构中板，具体位置可现场确定。 （七)碴坑

碴坑布置在排孔井东侧，内净空37.15*9m，计划堆碴高度4m，碴坑满容系数以0。9计，碴坑容量V=37.15*9*4＊0.9=1204m3。

盾构单线掘进进度指标400m/月，日进度9环/天,双线成洞18环，共计27m，土方松散系数以1.4计,共计出碴量V=3.14*3.14*3.14＊27＊1.4=1170 m3.碴坑容量满足施工要求。

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