城市軌道交通敞開(kāi)式TBM過(guò)站方案及關(guān)鍵技術(shù)

王 飛

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司橋梁隧道處，陜西西安710043)

隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)速度的加快及修建水平的不斷提高，地鐵工程正逐步加大機(jī)械化施工程度，越來(lái)越多的城市地鐵采用盾構(gòu)法施工［1－2］。相比而言，敞開(kāi)式TBM與盾構(gòu)在機(jī)型特點(diǎn)、設(shè)備組成、施工原理、出碴方式及適用條件等方面均有明顯的差異，因此，在城市軌道交通工程中，采用敞開(kāi)式TBM施工過(guò)站與傳統(tǒng)的盾構(gòu)過(guò)站不同，具有其自身顯著的特點(diǎn)［3］。

1 技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

重慶軌道交通6號(hào)線1期工程采用敞開(kāi)式TBM施工，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)。敞開(kāi)式TBM在國(guó)外城市地鐵工程中應(yīng)用的實(shí)例也很少，目前只有美國(guó)紐約地鐵有此先例。紐約屬巖石地層，以花崗巖為主，完整性較好，地質(zhì)較穩(wěn)定，是世界聞名的國(guó)際化大都市，城市人口眾多，用地十分緊張，地面建筑物非常密集，商業(yè)發(fā)達(dá)，為減小地鐵施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，不干擾市民正常生活，地鐵工程盡量避免采用傳統(tǒng)的鉆爆法，而廣泛采用更為快速、環(huán)保、先進(jìn)、安全的機(jī)械化方法施工。例如紐約地鐵East Side Access(ESA)隧道，該工程將連接長(zhǎng)島鐵路和皇后區(qū)線到曼哈頓中央車(chē)站，區(qū)間設(shè)計(jì)為兩條單洞單線隧道，采用直徑為6.6 m敞開(kāi)式TBM施工。

1.2 存在問(wèn)題

在國(guó)內(nèi)城市軌道交通中，盾構(gòu)一般一次性施工1～2個(gè)區(qū)間，或者為1個(gè)區(qū)間的左、右線往返施工，途經(jīng)車(chē)站較少或者不經(jīng)過(guò)車(chē)站。由于設(shè)備相對(duì)小型輕便，其起吊、下放、組裝、拆卸等操作也較容易，可采用車(chē)站端頭吊出等方式避免過(guò)站，即使過(guò)站，其洞內(nèi)拆卸、平移、拖動(dòng)等操作也相對(duì)成熟方便［4－5］。敞開(kāi)式TBM根據(jù)其機(jī)型特點(diǎn)，一次性施工距離較長(zhǎng)，如重慶軌道交通6號(hào)線1期工程，線路全長(zhǎng)23.684 km，TBM試驗(yàn)段(五里店站—山羊溝水庫(kù)敞開(kāi)段)全長(zhǎng)近12 km，途經(jīng)8座車(chē)站，所采用的TBM為美國(guó)羅賓斯公司生產(chǎn)，設(shè)備全長(zhǎng)195 m(圖1)。試驗(yàn)段內(nèi)TBM的過(guò)站方式、過(guò)站難度、過(guò)站要求及對(duì)車(chē)站持續(xù)影響等均較盾構(gòu)過(guò)站要高。

圖1 重慶軌道交通敞開(kāi)式TBMFig.1 Open TBM of Chongqing track transportation

1.3 研究?jī)?nèi)容及意義

為確保敞開(kāi)式TBM在重慶軌道交通中的國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用成功實(shí)施，需對(duì)TBM施工段所經(jīng)過(guò)的區(qū)間及車(chē)站進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，制定TBM過(guò)站原則、過(guò)站方案及預(yù)案，一旦區(qū)間及車(chē)站不能按照既定工程籌劃施工，提前啟動(dòng)過(guò)站預(yù)案，以保證TBM能夠順利過(guò)站，做到洞內(nèi)不停機(jī)、不等待、安全快速施工，過(guò)站后TBM施工運(yùn)輸能夠正常進(jìn)行，同時(shí)不影響車(chē)站及區(qū)間的總工期。如此便解決了敞開(kāi)式TBM應(yīng)用于城市軌道交通的主要技術(shù)難題，為T(mén)BM日后逐漸大規(guī)模應(yīng)用于城市地鐵工程創(chuàng)造有利條件并提供技術(shù)支持。

2 TBM過(guò)站總體方案

2.1 TBM 途經(jīng)車(chē)站概況

根據(jù)6號(hào)線1期工程TBM試驗(yàn)段工程籌劃，兩臺(tái)敞開(kāi)式TBM在五里店車(chē)站明挖基坑內(nèi)完成組裝、調(diào)試后始發(fā)掘進(jìn)，途經(jīng)紅土地、黃泥滂、紅旗河溝、花卉園4座暗挖車(chē)站，大龍山、冉家壩兩座明挖車(chē)站，再經(jīng)光電園暗挖車(chē)站，最終在山羊溝水庫(kù)敞開(kāi)段掘進(jìn)出洞，完成試驗(yàn)段全部掘進(jìn)任務(wù)。沿途所經(jīng)各車(chē)站詳細(xì)概況見(jiàn)表1。

表1 TBM試驗(yàn)段車(chē)站概況Table 1 Stations overview of TBM test section

紅土地、黃泥滂、花卉園及光電園站的結(jié)構(gòu)型式如圖2。大龍山及冉家壩站的結(jié)構(gòu)型式如圖3。紅旗河溝站6號(hào)線范圍車(chē)站結(jié)構(gòu)型式如圖4。3、6號(hào)線共建段車(chē)站結(jié)構(gòu)型式如圖5。

圖2 暗挖單拱島式車(chē)站Fig.2 Single arch island style station of blasting excavation

圖3 明挖矩形框架車(chē)站Fig.3 Rectangle frame station of open excavation

圖4 暗挖單拱側(cè)式車(chē)站Fig.4 Single arch side style station of blasting excavation

圖5 紅旗河溝共建段車(chē)站結(jié)構(gòu)Fig.5 Together construction range station of Hongqihegou

2.2 TBM總體施工方案

6號(hào)線1期工程TBM試驗(yàn)段，包括車(chē)站施工段、TBM施工段及鉆爆法施工段。車(chē)站施工段即上述8座車(chē)站范圍;鉆爆法施工段主要包括:進(jìn)出車(chē)站兩端所設(shè)置的TBM接收洞及始發(fā)洞，存車(chē)配線段、水平喇叭口過(guò)渡段、上下近接段、下穿建(構(gòu))筑物段及特殊地質(zhì)地段等。TBM試驗(yàn)段全長(zhǎng)12 123 m，除去車(chē)站及鉆爆法施工段后，右線TBM施工長(zhǎng)度7 973 m，左線 TBM施工長(zhǎng)度8 116 m。

隨著TBM始發(fā)后不斷向前掘進(jìn)，后續(xù)出碴進(jìn)料的運(yùn)輸距離逐漸加長(zhǎng)。因TBM施工段采用有軌礦車(chē)運(yùn)輸，長(zhǎng)距離有軌出碴進(jìn)料的效率逐漸降低，能耗加大，影響到TBM的施工進(jìn)度。并且為了保證TBM的后續(xù)運(yùn)輸，沿途所經(jīng)過(guò)的各座車(chē)站其主體工程均不能再施工，這將嚴(yán)重影響車(chē)站自身的工期［6］。為避免上述問(wèn)題，應(yīng)在 TBM施工段途中選擇合適地點(diǎn)進(jìn)行出碴進(jìn)料轉(zhuǎn)場(chǎng)，可大大縮短TBM施工運(yùn)輸距離，提高施工效率，并將轉(zhuǎn)場(chǎng)之前所經(jīng)過(guò)的車(chē)站徹底脫開(kāi)，保證了區(qū)間及車(chē)站各自的工期要求。

根據(jù)TBM試驗(yàn)段沿途所經(jīng)過(guò)車(chē)站及區(qū)間的具體情況，大龍山站為明挖站，位于龍山大道下方，其站位基本位于TBM試驗(yàn)段的中部，車(chē)站周邊場(chǎng)地較為開(kāi)闊，水、電等設(shè)施及道路接入也較為方便(圖6)。因此確定在大龍山站進(jìn)行一次TBM施工轉(zhuǎn)場(chǎng)，可將之前所經(jīng)過(guò)的4座暗挖車(chē)站徹底脫開(kāi)，保證了試驗(yàn)段內(nèi)車(chē)站及區(qū)間總工期要求。

圖6 大龍山明挖車(chē)站周邊條件Fig.6 Open excavation station around condition of Dalongshan

3 TBM過(guò)站方法

3.1 TBM過(guò)站原則

敞開(kāi)式TBM應(yīng)用于城市軌道交通工程，具有快速、安全、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。相比于TBM在山嶺及水工隧道的長(zhǎng)距離連續(xù)掘進(jìn)，中間較為頻繁的經(jīng)過(guò)車(chē)站，導(dǎo)致TBM受車(chē)站間隔性影響而不能連續(xù)掘進(jìn)，這是TBM在城市軌道交通中應(yīng)用的一大特點(diǎn)和難點(diǎn)。如何保證TBM順利的通過(guò)車(chē)站對(duì)于發(fā)揮其快速、長(zhǎng)距離連續(xù)掘進(jìn)施工具有重要的意義［7］。TBM過(guò)站應(yīng)遵循“快速、安全、投資省”的大原則，綜合考慮車(chē)站及TBM掘進(jìn)施工，既要保證TBM的順利通過(guò)，又要確保車(chē)站工期，所確定的基本過(guò)站原則如下:

1)車(chē)站施工前，TBM可選擇掘進(jìn)過(guò)站方式，避免車(chē)站加寬，同時(shí)保證TBM的連續(xù)掘進(jìn)。

2)車(chē)站施工中，TBM可選擇掘進(jìn)、步進(jìn)、半掘進(jìn)的過(guò)站方式，與車(chē)站開(kāi)挖統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，車(chē)站施工盡量為T(mén)BM通過(guò)創(chuàng)造條件，TBM過(guò)站應(yīng)減少對(duì)車(chē)站施工的影響。

3)車(chē)站施工后，TBM可選擇沿線路中線步進(jìn)、站端拆卸側(cè)移等通過(guò)方式。

4)應(yīng)提前考慮過(guò)站預(yù)案，以應(yīng)對(duì)車(chē)站及TBM施工的不確定因素。

3.2 敞開(kāi)式TBM過(guò)站方式

敞開(kāi)式TBM過(guò)站方式基本上可分為兩類(lèi):①TBM依靠外部條件，借助過(guò)站小車(chē)等通過(guò);②TBM依靠自身?xiàng)l件，直接掘進(jìn)或步進(jìn)通過(guò)。

當(dāng)采用小車(chē)輔助過(guò)站時(shí)，與盾構(gòu)過(guò)站方式類(lèi)似，需要車(chē)站端頭接收TBM主機(jī)部分加寬，通長(zhǎng)加深，可最大限度的減少車(chē)站土建工程。但TBM在車(chē)站端頭側(cè)移時(shí)，需要將主機(jī)與后配套斷開(kāi)，到達(dá)車(chē)站另一端又需重新連接。因敞開(kāi)式TBM設(shè)備較復(fù)雜，存在主大梁、水平撐靴、連接橋、皮帶機(jī)等，主機(jī)也較長(zhǎng)，與后配套連接處各種管路較多，過(guò)站時(shí)于洞內(nèi)反復(fù)拆卸、安裝TBM主機(jī)與后配套會(huì)相當(dāng)麻煩，耗時(shí)費(fèi)力，且需不斷調(diào)試，特別是當(dāng)沿途經(jīng)過(guò)車(chē)站較多時(shí)，將嚴(yán)重影響正常掘進(jìn)，喪失使用TBM施工的優(yōu)勢(shì)，對(duì)設(shè)備自身也不利［8－9］。

為保證TBM過(guò)站簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠，充分發(fā)揮其快速掘進(jìn)的優(yōu)勢(shì)，盡量縮短過(guò)站時(shí)間，應(yīng)始終讓TBM沿線路中線走行，保持同一標(biāo)高，如此便保證TBM施工的完整性和連續(xù)性。在此前提下，TBM過(guò)站又可分為步進(jìn)過(guò)站和掘進(jìn)過(guò)站兩種形式。

3.2.1 TBM 步進(jìn)過(guò)站(圖7、圖8))

當(dāng)TBM到達(dá)車(chē)站時(shí)，車(chē)站全部開(kāi)挖完畢或僅完成部分開(kāi)挖(如雙側(cè)壁導(dǎo)坑［10］)，預(yù)留出TBM步進(jìn)通道，則TBM直接步進(jìn)過(guò)站。

圖7 車(chē)站襯砌完畢TBM步進(jìn)Fig.7 TBM walking in the station lining finished

圖8 車(chē)站完成雙側(cè)壁導(dǎo)坑TBM步進(jìn)Fig.8 TBM walking in the station side wall pilot holes finished

根據(jù)敞開(kāi)式TBM的機(jī)型特點(diǎn)，步進(jìn)過(guò)站又可分為“平底鋼板”和“弧底導(dǎo)軌”兩種方式，此時(shí)TBM的步進(jìn)限界在外輪廓基礎(chǔ)上做了適當(dāng)放大，既滿(mǎn)足設(shè)備順利通行要求，又不會(huì)造成多余開(kāi)挖的浪費(fèi)。兩種步進(jìn)方式對(duì)空間限界及底部預(yù)留條件的要求如圖9、圖10。

圖9 TBM“平底鋼板”步進(jìn)限界Fig.9 TBM walking delimitation of flat base steel plate

圖10 TBM“弧底導(dǎo)軌”步進(jìn)限界Fig.10 TBM walking delimitation of arc base guide rail

3.2.2 TBM 掘進(jìn)過(guò)站

TBM掘進(jìn)過(guò)站與區(qū)間正常掘進(jìn)的方式一致，為保證快速掘進(jìn)，TBM盡量不要在洞內(nèi)停機(jī)等待，因此若車(chē)站不具備步進(jìn)過(guò)站條件，則TBM采取直接掘進(jìn)過(guò)站，車(chē)站后期擴(kuò)挖。掘進(jìn)過(guò)站分以下幾種型式:

1)車(chē)站部分開(kāi)挖，TBM掘進(jìn)過(guò)站

當(dāng)TBM到達(dá)時(shí)車(chē)站未完成全部開(kāi)挖，需提前對(duì)車(chē)站的施工組織進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到車(chē)站剩余部分適合TBM掘進(jìn)通過(guò)的條件，并在站端施做TBM臨時(shí)接收洞及始發(fā)洞，以便TBM安全進(jìn)出車(chē)站(圖11)。

圖11 車(chē)站部分開(kāi)挖，TBM掘進(jìn)過(guò)站示意Fig.11 TBM driving through of station excavation partly

2)車(chē)站未開(kāi)挖，TBM掘進(jìn)過(guò)站

由于暗挖車(chē)站存在地表征地協(xié)調(diào)等問(wèn)題，因重慶高低起伏地形條件，暗挖車(chē)站的施工通道一般均較長(zhǎng)，當(dāng)TBM到達(dá)車(chē)站時(shí)，車(chē)站因外界條件影響若尚未進(jìn)行主體開(kāi)挖，則TBM直接掘進(jìn)過(guò)站，該方案一般適用于TBM始發(fā)后的前1～2座車(chē)站(圖12)。

圖12 車(chē)站未開(kāi)挖，TBM掘進(jìn)過(guò)站Fig.12 TBM driving through of station excavation not yet

3)車(chē)站調(diào)整工序，TBM掘進(jìn)過(guò)站

若TBM到達(dá)車(chē)站前，車(chē)站具備一定的施工時(shí)間，為保證TBM過(guò)站后區(qū)間及車(chē)站均能繼續(xù)施工，車(chē)站需調(diào)整工法。根據(jù)地質(zhì)及周邊條件，暗挖單拱大跨車(chē)站可采用“先拱后墻”法，即先期進(jìn)行拱部開(kāi)挖，與區(qū)間預(yù)留一定的安全距離，TBM于車(chē)站下部掘進(jìn)通過(guò)。后期車(chē)站可進(jìn)行拱部襯砌，也保證了TBM正常的運(yùn)輸通道，有利于總工期(圖13)。

圖13 車(chē)站“先拱后墻”開(kāi)挖，TBM掘進(jìn)過(guò)站Fig.13 TBM driving through of station early arch late wall excavation

4 TBM過(guò)站施工

重慶軌道交通6號(hào)線1期工程于2009年初全面開(kāi)工，2012年底建成通車(chē)試運(yùn)營(yíng)。TBM于2009年9月到場(chǎng)，2009年12月完成組裝、調(diào)試并開(kāi)始正式掘進(jìn)，2011年7月底完成1期土建工程。由于TBM前期論證、設(shè)備選型、機(jī)器制造、運(yùn)輸、組裝、調(diào)試等原因?qū)⒒ㄙM(fèi)12～14個(gè)月左右的時(shí)間，且TBM始發(fā)后，陸續(xù)到達(dá)每座車(chē)站尚需經(jīng)過(guò)區(qū)間掘進(jìn)的過(guò)程，因此，對(duì)于紅旗河溝、花卉園、光電園3座暗挖車(chē)站及大龍山、冉家壩2座明挖車(chē)站，車(chē)站施工可為T(mén)BM步進(jìn)過(guò)站創(chuàng)造條件;紅土地站為T(mén)BM始發(fā)后所經(jīng)過(guò)的第1座暗挖車(chē)站，自身施工時(shí)間較短，TBM過(guò)站后又要持續(xù)占用車(chē)站空間，故紅土地站工期壓力很大，因此采用“先拱后墻”法，TBM掘進(jìn)過(guò)站。黃泥滂站為T(mén)BM經(jīng)過(guò)的第2座暗挖車(chē)站，工期相對(duì)充足，車(chē)站自身體量也較小，TBM到達(dá)時(shí)可完成雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖，TBM步進(jìn)通過(guò)，后續(xù)車(chē)站工期也滿(mǎn)足要求。根據(jù)工程籌劃及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，TBM具體過(guò)站方案如下。

4.1 掘進(jìn)過(guò)站

紅土地站于2009年7月開(kāi)工，TBM于2010年2月到達(dá)，2010年11月TBM于大龍山站轉(zhuǎn)場(chǎng)。為保證區(qū)間正常施工，車(chē)站主體部分在2010年2月—2010年11月的9個(gè)月期間將無(wú)法施工。

為滿(mǎn)足車(chē)站剩余土建施工的要求，紅土地站采用“先拱后墻”工法，即TBM到站前先進(jìn)行車(chē)站拱部土體的開(kāi)挖，與區(qū)間預(yù)留不小于3.0 m安全土柱，TBM到達(dá)后直接掘進(jìn)過(guò)站，車(chē)站可繼續(xù)拱部開(kāi)挖，最終與區(qū)間預(yù)留1.0m土柱，施做臨時(shí)底板，之后車(chē)站可進(jìn)行拱部襯砌，待TBM于大龍山站轉(zhuǎn)場(chǎng)后，再進(jìn)行下部土體的開(kāi)挖及襯砌，如圖14～圖17。

圖14 車(chē)站拱部開(kāi)挖，TBM掘進(jìn)通過(guò)Fig.14 TBM driving through of station arch excavation

圖15 車(chē)站拱部襯砌Fig.15 Station arch lining

圖16 車(chē)站襯砌完畢Fig.16 Station lining finished

圖17 現(xiàn)場(chǎng)“先拱后墻”法施工Fig.17 Early arch late wall construction in site

4.2 步進(jìn)過(guò)站

黃泥滂站于2009年7月開(kāi)工，TBM于2010年4月到達(dá)，車(chē)站完成主體雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖，具備步進(jìn)通過(guò)條件。花卉園站于2009年3月開(kāi)工，TBM于2010年8月下旬到達(dá)，車(chē)站可完成主體襯砌，為滿(mǎn)足TBM步進(jìn)通行的要求，暫不能澆筑站臺(tái)板，如圖18～圖21。

圖18 車(chē)站完成雙側(cè)壁導(dǎo)坑TBM步進(jìn)Fig.18 TBM walking through station with side wall pilot holes finished

圖19 TBM步進(jìn)過(guò)黃泥滂站Fig.19 TBM walking through Huangnipang station

圖20 車(chē)站完成主體襯砌TBM步進(jìn)Fig.20 TBM walking through station with main body lining finished

圖21 TBM步進(jìn)過(guò)花卉園站Fig.21 TBM walking through Huahuiyuan station

4.3 步進(jìn)過(guò)明挖車(chē)站中板

大龍山、冉家壩站為5、6號(hào)線的同站臺(tái)換乘站，5、6號(hào)線分別位于車(chē)站一側(cè)，上下兩層布置。兩個(gè)明挖站分別于2009年4月、6月開(kāi)工，TBM分別于2010年11月、2011年2月到達(dá)，此時(shí)車(chē)站主體工程已完工。右線TBM在車(chē)站中板上通過(guò)，因TBM設(shè)備龐大、主機(jī)較重，步進(jìn)作用于中板的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后期運(yùn)營(yíng)的荷載，因此需選擇適合的TBM步進(jìn)方式，并對(duì)車(chē)站結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。結(jié)合TBM步進(jìn)過(guò)站的受力特點(diǎn)，過(guò)中板采用“弧底導(dǎo)軌”方式，過(guò)底板采用“平底鋼板”方式，見(jiàn)圖22。

圖22 TBM步進(jìn)過(guò)大龍山、冉家壩站示意Fig.22 TBM walking through Dalongshan and Ranjiaba station

TBM中板步進(jìn)采用弧形底面設(shè)上翻梁預(yù)埋導(dǎo)軌、梁下設(shè)鋼管支撐的方式，可有效的對(duì)板上荷載進(jìn)行均布并通過(guò)鋼管支撐向下傳遞，此步進(jìn)方式的荷載分布如下。

4.3.1 縱向荷載分布

根據(jù)TBM設(shè)備參數(shù)，主機(jī)步進(jìn)時(shí)荷載主要集中于3部分:①機(jī)頭作用合力350 t，縱向作用長(zhǎng)度為2 m;②水平支撐靴作用合力250 t，縱向作用長(zhǎng)度2.5 m;③TBM后下支撐作用合力150 t，縱向作用長(zhǎng)度1.5 m。TBM機(jī)頭架與水平撐靴作用點(diǎn)縱向間距約10 m，水平撐靴與后支撐作用點(diǎn)縱向間距約7 m，見(jiàn)圖23。

圖23 TBM主機(jī)荷載分布Fig.23 TBM main machine load distribution

TBM機(jī)頭荷載通過(guò)預(yù)埋在弧型底面上的兩根43 kg鋼軌向下傳遞，鋼軌橫向間距2.59 m，圓心角48°。TBM步進(jìn)時(shí)，機(jī)頭在鋼軌上滑移，即①荷載始終作用，撐靴處的步進(jìn)架和后支撐即②和③荷載交替作用。

4.3.2 中板結(jié)構(gòu)支撐方案

沿TBM步進(jìn)方向中板縱向設(shè)兩道暗梁，梁下預(yù)埋鋼板及螺栓與鋼管支撐連接，鋼管支撐間距4 m，設(shè)縱、橫向鋼撐，間隔設(shè)縱、橫向剪刀撐，底板對(duì)應(yīng)部位預(yù)埋鋼板及螺栓與鋼管支撐柱腳底板連接，保證中板、鋼支撐體系完全接觸，形成對(duì)TBM荷載的有效傳遞。TBM步進(jìn)過(guò)車(chē)站中板時(shí)，需對(duì)中板自身的強(qiáng)度、下部支撐的受力及明挖車(chē)站的整體穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算(圖24)。

圖24 TBM步進(jìn)過(guò)明挖車(chē)站中板計(jì)算模型Fig.24 TBM walking through middle slab of open excavation station

采用以上TBM步進(jìn)及中板加固方案后，順利實(shí)現(xiàn)了TBM的中板步進(jìn)，整個(gè)步進(jìn)過(guò)程安全可控，保證了中板結(jié)構(gòu)的安全無(wú)損。相比車(chē)站主體加寬及TBM于站端起吊等過(guò)站方式，本次選擇TBM直接在中板上步進(jìn)，從工期、效率上均具有巨大的優(yōu)勢(shì)，并節(jié)省了車(chē)站大量的土建投資(圖25、圖26)。

圖25 TBM步進(jìn)過(guò)大龍山站中板Fig.25 TBM walking through middle slab of Dalongshan station

圖26 中板下方設(shè)鋼管支撐Fig.26 Steel pipe bracing under the middle slab

4.4 車(chē)站調(diào)整開(kāi)挖滿(mǎn)足TBM步進(jìn)

紅旗河溝車(chē)站為3、6號(hào)線的十字島側(cè)換乘站，3號(hào)線在上，6號(hào)線在下，兩線十字交叉處共用一個(gè)站廳層，6號(hào)線為側(cè)式站臺(tái)，線間距4.75 m。

原工程籌劃當(dāng)TBM到達(dá)紅旗河溝站時(shí)，車(chē)站能夠完成共建段襯砌、6號(hào)線車(chē)站范圍的雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖以及車(chē)站兩端的鉆爆法區(qū)間開(kāi)挖，TBM可步進(jìn)過(guò)站。隨著施工進(jìn)展，車(chē)站工期有所滯后，為此，車(chē)站及時(shí)調(diào)整工法，將共建段及車(chē)站大里程端完成開(kāi)挖及初期支護(hù)，為確保安全先增設(shè)臨時(shí)支撐，車(chē)站小里程端無(wú)法完成開(kāi)挖，只能先期完成兩個(gè)“眼鏡”式導(dǎo)洞，以滿(mǎn)足TBM步進(jìn)通過(guò)要求。待TBM過(guò)站并在大龍山站轉(zhuǎn)場(chǎng)后，再將車(chē)站及區(qū)間剩余土建工程施工完畢，如圖27、圖28。

圖27 TBM步進(jìn)過(guò)車(chē)站范圍“眼鏡”導(dǎo)洞Fig.27 TBM walking through glasses pilot hole in station

圖28 TBM步進(jìn)過(guò)車(chē)站共建段Fig.28 TBM walking through station together construction area

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)重慶軌道交通6號(hào)線1期工程敞開(kāi)式TBM過(guò)站技術(shù)進(jìn)行研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，可得出如下結(jié)論:

1)根據(jù)地鐵工程特點(diǎn)，當(dāng)敞開(kāi)式TBM應(yīng)用于城市地鐵工程時(shí)，不可避免的要遇到過(guò)車(chē)站問(wèn)題，如何解決好過(guò)站問(wèn)題是決定TBM能否在城市軌道交通中成功應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

2)應(yīng)根據(jù)全線工程籌劃確定TBM具體到達(dá)每個(gè)站的過(guò)站方式。一般情況下TBM過(guò)站后為保證后續(xù)出碴進(jìn)料運(yùn)輸通道的暢通，車(chē)站主體部分均不能繼續(xù)開(kāi)挖，待TBM施工轉(zhuǎn)場(chǎng)或完成掘進(jìn)后，車(chē)站再進(jìn)行剩余土建工程的施工。

3)TBM過(guò)站方式可分為掘進(jìn)過(guò)站、步進(jìn)過(guò)站及掘進(jìn)、步進(jìn)相結(jié)合過(guò)站3大類(lèi)，根據(jù)全線工程籌劃選取合適的過(guò)站方式，要確保區(qū)間及車(chē)站總工期均滿(mǎn)足要求。

4)提前做好TBM過(guò)站預(yù)案，對(duì)既定工程籌劃定期比對(duì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)施工，保證TBM在洞內(nèi)不停機(jī)、不等待、安全快速過(guò)站。

5)TBM步進(jìn)過(guò)站時(shí)，車(chē)站兩端一般均要做接收洞及始發(fā)洞，以確保TBM安全進(jìn)、出站。對(duì)車(chē)站底板，TBM采取“平底鋼板”方式步進(jìn)，對(duì)明挖車(chē)站中板或上下重疊的上洞區(qū)間，TBM采取“弧底導(dǎo)軌”方式步進(jìn)，以保證結(jié)構(gòu)受力安全。

6)因敞開(kāi)式TBM一次性施工距離較長(zhǎng)，應(yīng)在區(qū)段選擇適當(dāng)位置進(jìn)行TBM轉(zhuǎn)場(chǎng)，可徹底將TBM與轉(zhuǎn)場(chǎng)前的車(chē)站脫開(kāi)，實(shí)現(xiàn)區(qū)間與車(chē)站無(wú)干擾施工，有利于保證總工期。

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