青島地鐵盾構接收設計方案優化研究

王啟濤，王紫蓼，卞莉

（1.中國石油大學（華東）；2.青島市地鐵十三號線有限公司；3.西海岸軌道交通有限公司，山東 青島 266000）

1 背景

我國軌道交通建設進入了高峰發展期，而地鐵建設工程項目是一項綜合性復雜性的工程，規模巨大、涉及面廣、系統復雜、技術難度大、質量要求高、建設周期長、參與設計單位多。根據以往地鐵建設經驗，設計管理問題造成建設進度滯后占據了一定比例，科學有效的設計方案至關重要。設計管理的效率與設計質量的提高，是整個地鐵建設項目工程管理的重點和難點。

2 工程概況

2.1 區間概況

青島地鐵6號線一期工程峨眉山路站～富春江路站區間位于黃島區，整體呈南北向布置，最終在長江路轉向，接入地鐵1號線換乘站峨眉山路站。

本區間主要采用盾構法施工，由富春江路站小里程端頭井（明挖車站）出發，側穿富春江路橋并沿江山南路平行辛莊北河（鄰近辛莊北河橋），向南敷設，區間右線上跨1號線左、右線后以350m曲線半徑進入江山南路，到達峨眉山路站車站大里程端礦山法盾構吊出，峨眉山站大里程端左線區間39m礦山法區間（含左線盾構吊出井）。原設計里程YCK36+045.050～YCK34+763.050 為盾構法施工，里程 YCK34+763.050～YCK34+539.05為礦山法施工。峨眉山路站～富春江路站隧道區間平面圖如圖1。

2.2 地質水文

區間埋深約5～13m，從上至下地層依次為素填土、有機質粉質黏土、粗礫砂、粉質黏土、礫砂、強風化凝灰巖、中風化凝灰巖、微風化凝灰巖，圍巖分級為Ⅴ、Ⅵ級，主體基本位于粉質粘土、礫砂、強風化凝灰巖、中風化凝灰巖中，主要采用盾構法+礦山法工法施工。部分區間存在復合地層（上軟下硬地層），洞身穿越地層復雜。峨～富區間洞頂主要為粗砂礫層、砂層，洞身主要為砂礫層和強風化凝灰巖，地下水量中等～豐富。

圖1 峨眉山路站～富春江路站隧道區間平面圖

3 方案研究

區間范圍內控制性因素6號線上跨1號線右線、左線采用盾構法。原設計6跨1節點時，1號線未運營；按1號線最新施工進度，6跨1節點施工時，1號線已運營。設計邊界條件的改變，導致需考慮對既有線的控制保護問題。

所以，必須采取相應設計方案，減小對已運營既有線的影響。結合建設單位組織專家評審會提出的機械法穿越既有運營線路的意見，及國內實施過的成功案例，擬采取的三個方案如下。

3.1 方案一：兩個豎井

兩個豎井的方案是國內盾構吊出井采用較多的方案，本方案施工簡單，工期易于保證，投資較低。當然，具體應結合周邊環境和管線道路進行計算確定。峨眉山路站為是1號線與6號線同期實施的雙島四線換乘車站，車站小里程端起～峨明挖區間預留6號線朝～峨區間TBM吊出條件；車站大里程端站外單設盾構吊出井。

（1）豎井施工方面。在距離峨眉山路站約10m位置設置2座盾構吊出井，盾構完成后由吊出井解體吊出。吊出井尺寸15.5m×11.5m。峨～富區間設置兩個盾構吊出井，平面圖如圖2。

圖2 峨～富區間設置兩個盾構吊出井平面圖

（2）道路調流方面。峨富區間盾構吊出井一起圍擋共2000m2，圍擋用地3個月。一期調流，峨眉山路站圍擋拆除后，暫按6車道進行恢復，峨富區間吊出井南北同時施工，占用長江西路南側人行道及部分車行道。調流路采用借一換一原則，利用南北圍擋之間的空間設置雙向四車道（1+3）+2m人行道，北側圍擋北側設置2車道+北側2m人行道。車道寬度均為3.5m。調流路總投資（含恢復）約671.4萬。

（3）管線遷改方面。根據物探資料過程稿及已有的一號線管遷方案圖，峨富區間處涉及遷改管線有：DN1000給水、DN300中燃、DN800-DN1000雨水、2000×2000電力、1500×600通信。1號線二期管遷多實施DN1000給水管道約50m、DN300中壓燃氣管道約60m。軌排井施工完成后，DN300污水、DN1000雨水、1500×600通信臨時遷改至軌排井上。管線遷改投資約221萬元。

（4）工期進度方面。由于富春江路站兩端均為始發井，工期緊張，按照目前工籌，峨富區間盾構機由抓河區間轉場，在富春江路站小里程端始發開始掘進，掘進完成時間為開工后第30個月，吊出井封堵回填約需1個月?？偣て陬A計為31個月。

3.2 方案二：左井右殼

由于盾構吊出井所處的位置在道路中間，密布大量管線，故考慮盾構機完成區間隧道掘進后，廢棄盾殼，將殼內設備拆除后從已成型的隧道運出。

（1）棄殼接收施工。盾構機棄殼接收施工步序：①由峨眉山路站提供礦山法段施工工作面（40-6+5=39m）；其中，盾構接收擴大斷面約5m；②盾構機破巖由大里程側進入擴大接收洞室內；③盾構機拆解（洞內作業空間狹小，需進行破壞性拆除），保留盾殼，拆解部件富春江路站盾構始發孔吊出；④模筑盾殼內未拼管片范圍混凝土二襯。1號線明挖區間采用錨索支護，接收擴大洞需移出錨索范圍。接收段礦山法總長度約為39m。棄殼方案實施前提：盾構到達前，完成與1號線區間分界點至接收擴大洞室終點間礦山法區間。

（2）道路調流方面。峨富區間盾構吊出井棄殼方案共一期調流，此時，峨嵋山路站軌排井已完工長江西路路面已經恢復，本次調流路對長江西路重新施劃標線，調流路總投資（含恢復）共約106萬。

（3）管線遷改方面。根據1號線峨眉山站管遷方案圖，峨富區間處涉及管遷方案調整的管線：DN1000給水?？捎?號線實施，管遷多增加DN1000給水管道約50m，投資約40萬元。

（4）工期進度方面。由于富春江路站兩端均為始發井，工期緊張，按照目前工籌，峨富區間盾構機由抓河區間轉場，在富春江路站小里程端始發開始掘進，掘進完成時間為第30個月，此時，拆解刀盤、棄殼并將盾構機拖回，在富春江路站小端吊出后封孔。

3.3 方案三：兩殼

兩臺盾構機棄殼方案具體實施同方案二中的棄殼方案。兩臺盾構機都進行棄殼的方案設計，可以有效豎井施工，減少地面的影響，沒有交通調流導改，沒有管遷，所有的施工活動均在地下進行，有效減少了對地面和周邊環境的影響。

3.4 方案對比

綜上，將上述三個方案放在同一個表格內進行對比分析，如表1。

表1 峨～富區間盾構接收方案對比表

綜上所述，結合周邊環境要求，爆破震速及爆破時間控制性要求高，信訪隱患壓力大，存在房損隱患，整個項目的施工周期、管理成本不確定性大，雙棄殼方案整體工期可控，同時，峨富區間作為全線的關鍵節點，洞通時間將整體制約全線站后專業的實施，在投資增加不大的情況下，建議將工期作為此次比選的主要參考性指標，因此，在確保工期可控的前提下，建議優選方案三雙棄殼方案。

4 結語

在滿足施工情況下，一般情況下，需要選擇費用低、效益高的方案。但是，考慮到實際問題時，必須將信訪等非實際費用考慮在內?？紤]滿足施工和運營要求，區間設置施工豎井。新建線路與已運營線路地鐵線路的接口施工問題也是考慮的重點。本例施工難度較大，對全線工期影響大，安全隱患大，在滿足功能的條件優先采用工程規模小、投資大的方案，可減少信訪和安全隱患。