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：
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 mm 2
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）*610=2.2*610mm 2
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。
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
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）。
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
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=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
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。