盾构施工场地布置方案

盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司1盾构施工场地布置方案一、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：盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司2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3-115t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114mm2σ=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）*610=2.2*610mm2σ=F/S=（462+3.36*1.88）*103/1128000=0.42MPa＜[σ]=1MPa。满足要求。盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司3（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。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3-245t门吊结构示意图表3-1门吊各部件自重表各部件重（t）重量（t）与二号轨力臂与一号轨力臂电器：6.059.424.71大车：12.064.714.71配重：349.420司机室：3.099.420小车：38.125514.42门架：13.5（拟定）514.42盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司440.595（拟定）4.714.71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+54.095*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）。盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司5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=959KNF2=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=489*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=959KNF2=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盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司6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=31920mm2σ=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=1368000mm2σ=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FF=F1+F2*9.9=959+3.84*9.9=997.02KNS=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，碴坑满容系盾构施工场地布置方案中国建筑第五工程局有限公司7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=1170m3。碴坑容量满足施工要求。