城市轨道交通工程盾构隧道辅助施工设备配置的初步筹划和计算

都市轨道交通工程盾构隧道辅助施工设备配置的初步筹划和计算都市轨道交通工程盾构隧道辅助施工设备配置的初步筹划和计算摘要本文以广州地铁某标段工程为例，对于盾构隧道施工需采用欧I机械设备，根据区间隧道设计参数、断面尺寸、进度计划、工筹安排等各方面综合考虑，进行了初步简要的配置筹划和计算，以满足施工需要，也但愿能给类似工程项目的施工组织、工程筹划提供某些计算根据和思绪关键词轨道交通盾构隧道辅助施工设备配置计算中图分类号U213文献标识码A文章编号

一、工程简况广州地铁某标段含一站一区间，车站为明挖法施工，区间采用盾构法施工其中金隆站至广隆站盾构区间线路出金隆站后向南下穿虎门高速公路高架桥，然后左拐下穿农田、广隆村、广隆涌等建（构）筑物后进入环市大道，在广兴路附近接入广隆站本区间设计起点里程YCK56+

561.900,设计终点里程YCK57+

732.00m区间合计右线全长

1170.100m,左线全长

1157.36m,线o路最小曲线半径为400m出金隆站后以2%、30%、9%下坡，然后以4%、

17.504%,上坡，进入广隆站盾构区间隧道覆土厚度为

10.4m-

21.2m,线路设1处V形坡，最大坡度为30%°盾构管片采用6块厚度300nm

1、环宽

1.5m的环形预制钢筋混凝土管片，错缝拼装，构成外径

6.0m,内径

5.4m的圆形单洞隧道根据施工筹划安排，采用两台德国海瑞克产土压平衡式盾构机，加配注浆系统和土体改良系统按照以上状况，对盾构所需采用的包括水平运送、垂直提高、制浆、通风等辅助设备，进行了配置和计舁

二、水平运送盾构推进时的I运送重要是硝土、管片、砂浆料、轨线材料及其他辅助材料向盾构作业面的运送每台盾构推进一种循环所需要的材料运送拟由1个编组列车完毕，根据本标段施工进度规定，每台盾构配置一组编组列车即能满足施工规定；但考虑到盾构施工工期，为保证盾构施工的持续性，减少盾构停机时间，本标段每台盾构按两列编组列车配置每编组由1节交流变频机车、1节砂浆车、2节管片车兼材料车、5节楂车构成

1、微车容量核算管片环宽

1.5m B；掘进直径中6280mm D；硝土松散系数取

1.6每循环实行查V实二JTD2/4XB=

46.4m3每循环的I虚喳量:V虚=

46.4X

1.6=

74.24m3既有矿车容量为16m3盾构掘进每环出硝硝车数二

74.24+16=

4.64节采用5节矿车出

2、砂浆车容量核算每台盾构每掘进一种循环所需砂浆量Q二n冗R2-r2L=

1.3-

2.5冗X

3.142—32X

1.5=

5.

310.1m3；〜其中R—开挖半径

3.14m,r-管片外半径

3.0m,L—每环掘进行程

1.5m,n—充填系数

1.

32.5〜选每节砂浆车容量为:V砂浆二7m3,一列编组列车配置1台7m3日勺砂浆车一般状况下可以满足一台盾构机一种循环规定

3、管片车参数选型每台盾构掘进每环管片共有6块，采用2节管片车，每节车最大装三块运送三块原则块重量约15t,管片运送车设计最大承载能力为203管片车自制，自重4t

4、机车能力的计算及选用列车最大载重为运送檀土时的载重，列车最大载重量计算G硝二VXP=

74.24m3X2023Kg/m3^149t其中V为每环硝土的体积

74.24m3,P为岩土平均硝土密度:2023Kg/m3G车=5XH+5+2X4=68t4辆16方修车lit/台，1辆砂浆车5t/台，2辆管片车4t/台列车最大载重G2=G石查+G车=149+68=217t由公式机车粘着牵引力三坡道阻力+列车综合运行阻力+加速惯性力G1u2Glu1+p2+a/g+G1u1+u2+a/g其中Gl—机车粘重；口一许用粘着系数，取

0.24；口1一坡道阻力系数20%为

0.02；口2—列车运行阻力综合系数现取

0.008a一列车平均加速度按从050HZ的加速时间45秒；50Hz时速〜8KM/H计算，为:

0.05m/S2g一重力加速度为

9.8m/S2G2一矿车及渣土重量得机车计算粘重36TO分析根据设备配置以及本标段内区间坡度特点，所选电机车不小于36t就能满足本工程日勺需要，考虑到设备日勺通用性，故选用45t电机车列车制动距离已考虑机车和硝车均有制动机构，可以保证制动性能的I可靠性45t电瓶车重要技术参数见表10表145T交直流变频机车技术参数

三、垂直运送盾构施工中使用的管片、水管及其他物品可以采用45T龙门吊吊装；施工中提高运送最大重量的材料为装满渣土的楂车，总重量约为38t,因此施土的I翻卸采用45T龙门吊进行，该门吊具有自动磴斗翻转功能根据场地布置状况，45T门吊还负责牵引电瓶机车电瓶更换和轨排吊装等工作45T悬臂式龙门吊参数验算根据本工程施工进度规定，盾构循环掘进工作时间确定为120inin,每循环掘进需要使用1趟列车，共5节硝车，出硝5次垂直提高高度（最大）H=48m平均提高和下降速度V提高=

6.5m/min、V下降=13m/min提高时间:Tl=48m-r

6.5m/min=

7.4min下降时间:T2=48m-rl3m/min=

3.6min门吊移动定位时间T3=

0.5minX2=lmin磴斗翻硝时间T4=

0.5min列车定位及挂钩时间T5=

1.5min合计提高循环工作时间T总=丁1+丁2+丁3+丁4+丁5=141115每循环出外查共需要时间为:h=14X5min=70niin因此，拟选45T龙门吊的工作能力完全可以满足盾构机施工循环规定45T龙门吊日勺构造型式见图1门吊构造示意图，重要技术参数见表2所示图1门吊构造示意图表245t门吊重要技术参数表

四、拌浆设备本区间采用一套砂浆搅拌设备，由一台JW750搅拌机和一台PLD-800配料机构成配料机有两个料斗能自动称量砂及粉煤灰，然后通过梭槽进入搅拌机搅拌仓内，控制方式为自动计量控制，袋装水泥和膨润土直接加进搅拌仓内，生产能力为2530nl3/h区间两台盾构〜同步施工时，每循环最大需要砂浆量为

20.2m3,则生产

20.2n3砂浆所需时间为T=

20.2m34-30m3/hX60min=

40.4min,能保证盾构掘进一种循环所需日勺砂浆量

五、通风设备

1、通风方式选择施工通风重要考虑满足隧洞断面对风速的规定，通风方式采用压入式通风，风管采用eIm区J拉链式软风管施工通风设备见图2图2隧道通风系统示意图

2、风量计算对于盾构机、矿山法施工的隧道，洞内风量计算重要是考虑洞内施工作业人员对新鲜风量的规定、洞内降温的I规定以及洞内工作面对风速的规定，取上述三种计算的最大者为该隧道的控制风量按最小断面隧道施工对风速的规定V三

0.25m/s,计算所得的风量为该隧道欧I控制风量因此，该隧道日勺控制风量为Q需2VminXS=

0.25X23X60=345m3/mino其中Vmin最小断面风速取

0.25m/s,S为隧道断面面积约23m2通风机风量考虑通风管日勺漏风，风机风量为0机=Q需+Q漏Xn=Q需1+L100XL/100X n=3451+

2.5%X1700m/100XI.5=737m3/mino其中L为掘进长度，本标段区间最长隧道约为1700m,因此取L二1700；L100为百米漏风率为

2.5%；n为风量储备系数

1.53通风设备选择选用SDF-N10轴流式两级通风机，其重要参数为风量1100m3/min,风压3140Pa,功率37kwX2因此，拟选通风机风量满足施工通风规定0参照文献［1］夏明耀、曾进伦地下工程设计施工手册［S］北京中国建筑工业出版社，1993o［2］地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999o最新【精品】范文。