GPST工法盾构地面始发反力架设计与验算

《GPST工法盾构地面始发反力架设计与验算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第5期(总第169期)2013年10月避网气文j筑No．5(SerialNo．169)CHINAMUNICIPALENGINEERINGOct．2013DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2013．05．027GPST工法盾构地面始发反力架设计与验算魏林春，张冠军，张露根(上海隧道工程股份有限公司，上海200082)摘要：针对GPST工法特点，设计出一种新型装配式盾构始发反力架，并采用数值计算对反力架及盾构始发工况进行验算。结果表明盾构始发推力为12000kN时，反力架整体结构刚度满足盾构始发要求。该

2、反力架在南京机场3号线将军路一秣陵站区间隧道由地下转入地面高架段的盾构的地面始发处得到应用。关键词：GPST工法；盾构；地面始发；反力架；设计中图分类号：U455．43文献标志码：A文章编号：1004—4655(2013)05—0078—02国内最新研发的“地面出入式盾构法隧道新技术”，即GroundPassShieldTunneling(GPST)工法不受传统隧道工法约束，盾构机从地表始发，然后在超浅覆土和无覆土条件下开挖隧道。有效减少动拆迁面积，从源头上减少矛盾纠纷的发生，具有巨大的社会效益和经济效益。按GPST工法设

3、计新型装配式盾构地面始发反力架(见图1)，在南京机场3号线将军路一秣陵站区间隧道由地下转入地面高架段盾构的地面始发处得到应用⋯。图1GPST隧道工法示意图1工程概况南京至高淳城际快速轨道由南京南站至禄口国际机场，线路全长约34．9km。本次GPST工法示范工程应用于将军路一秣陵站区间隧道由地下转入地面高架段。盾构主要穿越土层为②lb2粉质黏土、④一lbl粉质黏土及J31—1全风化安山岩等土层。收稿日期：2013—06—21第一作者简介：魏林春(198卜)，男，工程师，硕士，主要从事隧道工程新技术研究工作。78GPST工法隧

4、道示范段导坑位于既有将军大道上，导坑全长46．49m，导坑段线路坡度为2．80％，起始里程的轨面高程为8．990mf左线8．9901TI)，终点里程的轨面高程为7．688in。最大顶覆土深度为2．76m，采用西6340mm地铁盾构施工，盾构本体全长7245mm。2盾构始发反力架设计2．1盾构始发推力计算根据GPST工法隧道示范工程实际工况，选取最不利受力情况埋深断面进行计算。水压力的计算按水土合算考虑，相关计算参数如表1所示。线路纵向盾构机受力如图2所示。表1相关计算参数盾构参数土体水平土体平车架重力侧压力系均容重y／外径

5、D／mm长度L／mm重力G，l【NGh／kN数AkN·m一’63407425320016000．419P2田ⅡⅡⅡ呵P01图2盾构机受力图在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力中国彳菹z籽魏林春，张冠军，张露根：GPsT工法盾构地面始发反力架设计与验算2013年第5期P。时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力P。=y五=52．44kN／m2；盾构底部均布压力Rl=P。+G／DL=120．42kN／m2；盾构机拱顶处的侧向水土压力Pl_JP4=20．98kN／m2；盾构机底部的侧向水土压力P2=俨+yD)2=69．16

6、kN／m2。盾构的推力主要由以下5部分组成。盾构外壳与土体之间的摩擦力为1E=÷(只+P01+置+芝)7cDLp=4851．4kN；刀盘上的水平推力引起的推力为只：7tD2"之Y(h+马：1422．06kN；‘42切土所需要的推力为只：!坠：1419．9kN；。4盾尾与管片之间的摩阻力为F4：—7t／upLo(D—12-D22)：192．87kN；4后方台车的阻力为E掣。Gh=80kN；盾构总推力为F=F、+F2+F寸F寸F；a966．23kNo式中：∥为土与钢之间的摩擦因数，取p=0．5；C为土的黏结力，取C=4．5t／

7、m2；∥。为滚动摩阻系数，取／zg=O．05。2．2盾构始发反力架结构设计根据计算，盾构在最大埋深处推力约为7966kN，所以要求在盾构始发段推力应≤8000kN。盾构始发反力架设计安全系数取1．5，即盾构始发反力架装置计算承载12000kN。由于GPST工法盾构紧凑型车架的特点，盾构始发反力结构同时满足导坑始发需求及盾构车架通行限界要求∽J。GPST工法盾构紧凑型车架系统设计示意图见图3。图3盾构紧凑型车架示意图考虑到GPST盾构始发时，一方面要适应导坑无法提供有效反力支撑结构；另一方面要满足新型紧凑型车架系统通行要求，

8、盾构始发反力架结构设计图见图4。厂]图4盾构始发反力架结构设计图盾构始发反力架结构由左右2根竖梁、上八字梁及下八字梁通过螺栓连接拼装而成，拼装后的反力架结构通行限界与管片内径基本一致，完全满足盾构紧凑型车架通行要求；反力架后支撑结构采用6根咖609mmx16mm斜向钢支撑，钢支撑与反力架和导坑底板结构均