青岛地铁盾构接收设计方案优化研究

王启涛，王紫蓼，卞莉

（1.中国石油大学（华东）；2.青岛市地铁十三号线有限公司；3.西海岸轨道交通有限公司，山东 青岛 266000）

1 背景

我国轨道交通建设进入了高峰发展期，而地铁建设工程项目是一项综合性复杂性的工程，规模巨大、涉及面广、系统复杂、技术难度大、质量要求高、建设周期长、参与设计单位多。根据以往地铁建设经验，设计管理问题造成建设进度滞后占据了一定比例，科学有效的设计方案至关重要。设计管理的效率与设计质量的提高，是整个地铁建设项目工程管理的重点和难点。

2 工程概况

2.1 区间概况

青岛地铁6号线一期工程峨眉山路站～富春江路站区间位于黄岛区，整体呈南北向布置，最终在长江路转向，接入地铁1号线换乘站峨眉山路站。

本区间主要采用盾构法施工，由富春江路站小里程端头井（明挖车站）出发，侧穿富春江路桥并沿江山南路平行辛庄北河（邻近辛庄北河桥），向南敷设，区间右线上跨1号线左、右线后以350m曲线半径进入江山南路，到达峨眉山路站车站大里程端矿山法盾构吊出，峨眉山站大里程端左线区间39m矿山法区间（含左线盾构吊出井）。原设计里程YCK36+045.050～YCK34+763.050 为盾构法施工，里程 YCK34+763.050～YCK34+539.05为矿山法施工。峨眉山路站～富春江路站隧道区间平面图如图1。

2.2 地质水文

区间埋深约5～13m，从上至下地层依次为素填土、有机质粉质黏土、粗砾砂、粉质黏土、砾砂、强风化凝灰岩、中风化凝灰岩、微风化凝灰岩，围岩分级为Ⅴ、Ⅵ级，主体基本位于粉质粘土、砾砂、强风化凝灰岩、中风化凝灰岩中，主要采用盾构法+矿山法工法施工。部分区间存在复合地层（上软下硬地层），洞身穿越地层复杂。峨～富区间洞顶主要为粗砂砾层、砂层，洞身主要为砂砾层和强风化凝灰岩，地下水量中等～丰富。

图1 峨眉山路站～富春江路站隧道区间平面图

3 方案研究

区间范围内控制性因素6号线上跨1号线右线、左线采用盾构法。原设计6跨1节点时，1号线未运营；按1号线最新施工进度，6跨1节点施工时，1号线已运营。设计边界条件的改变，导致需考虑对既有线的控制保护问题。

所以，必须采取相应设计方案，减小对已运营既有线的影响。结合建设单位组织专家评审会提出的机械法穿越既有运营线路的意见，及国内实施过的成功案例，拟采取的三个方案如下。

3.1 方案一：两个竖井

两个竖井的方案是国内盾构吊出井采用较多的方案，本方案施工简单，工期易于保证，投资较低。当然，具体应结合周边环境和管线道路进行计算确定。峨眉山路站为是1号线与6号线同期实施的双岛四线换乘车站，车站小里程端起～峨明挖区间预留6号线朝～峨区间TBM吊出条件；车站大里程端站外单设盾构吊出井。

（1）竖井施工方面。在距离峨眉山路站约10m位置设置2座盾构吊出井，盾构完成后由吊出井解体吊出。吊出井尺寸15.5m×11.5m。峨～富区间设置两个盾构吊出井，平面图如图2。

图2 峨～富区间设置两个盾构吊出井平面图

（2）道路调流方面。峨富区间盾构吊出井一起围挡共2000m2，围挡用地3个月。一期调流，峨眉山路站围挡拆除后，暂按6车道进行恢复，峨富区间吊出井南北同时施工，占用长江西路南侧人行道及部分车行道。调流路采用借一换一原则，利用南北围挡之间的空间设置双向四车道（1+3）+2m人行道，北侧围挡北侧设置2车道+北侧2m人行道。车道宽度均为3.5m。调流路总投资（含恢复）约671.4万。

（3）管线迁改方面。根据物探资料过程稿及已有的一号线管迁方案图，峨富区间处涉及迁改管线有：DN1000给水、DN300中燃、DN800-DN1000雨水、2000×2000电力、1500×600通信。1号线二期管迁多实施DN1000给水管道约50m、DN300中压燃气管道约60m。轨排井施工完成后，DN300污水、DN1000雨水、1500×600通信临时迁改至轨排井上。管线迁改投资约221万元。

（4）工期进度方面。由于富春江路站两端均为始发井，工期紧张，按照目前工筹，峨富区间盾构机由抓河区间转场，在富春江路站小里程端始发开始掘进，掘进完成时间为开工后第30个月，吊出井封堵回填约需1个月。总工期预计为31个月。

3.2 方案二：左井右壳

由于盾构吊出井所处的位置在道路中间，密布大量管线，故考虑盾构机完成区间隧道掘进后，废弃盾壳，将壳内设备拆除后从已成型的隧道运出。

（1）弃壳接收施工。盾构机弃壳接收施工步序：①由峨眉山路站提供矿山法段施工工作面（40-6+5=39m）；其中，盾构接收扩大断面约5m；②盾构机破岩由大里程侧进入扩大接收洞室内；③盾构机拆解（洞内作业空间狭小，需进行破坏性拆除），保留盾壳，拆解部件富春江路站盾构始发孔吊出；④模筑盾壳内未拼管片范围混凝土二衬。1号线明挖区间采用锚索支护，接收扩大洞需移出锚索范围。接收段矿山法总长度约为39m。弃壳方案实施前提：盾构到达前，完成与1号线区间分界点至接收扩大洞室终点间矿山法区间。

（2）道路调流方面。峨富区间盾构吊出井弃壳方案共一期调流，此时，峨嵋山路站轨排井已完工长江西路路面已经恢复，本次调流路对长江西路重新施划标线，调流路总投资（含恢复）共约106万。

（3）管线迁改方面。根据1号线峨眉山站管迁方案图，峨富区间处涉及管迁方案调整的管线：DN1000给水。可由1号线实施，管迁多增加DN1000给水管道约50m，投资约40万元。

（4）工期进度方面。由于富春江路站两端均为始发井，工期紧张，按照目前工筹，峨富区间盾构机由抓河区间转场，在富春江路站小里程端始发开始掘进，掘进完成时间为第30个月，此时，拆解刀盘、弃壳并将盾构机拖回，在富春江路站小端吊出后封孔。

3.3 方案三：两壳

两台盾构机弃壳方案具体实施同方案二中的弃壳方案。两台盾构机都进行弃壳的方案设计，可以有效竖井施工，减少地面的影响，没有交通调流导改，没有管迁，所有的施工活动均在地下进行，有效减少了对地面和周边环境的影响。

3.4 方案对比

综上，将上述三个方案放在同一个表格内进行对比分析，如表1。

表1 峨～富区间盾构接收方案对比表

综上所述，结合周边环境要求，爆破震速及爆破时间控制性要求高，信访隐患压力大，存在房损隐患，整个项目的施工周期、管理成本不确定性大，双弃壳方案整体工期可控，同时，峨富区间作为全线的关键节点，洞通时间将整体制约全线站后专业的实施，在投资增加不大的情况下，建议将工期作为此次比选的主要参考性指标，因此，在确保工期可控的前提下，建议优选方案三双弃壳方案。

4 结语

在满足施工情况下，一般情况下，需要选择费用低、效益高的方案。但是，考虑到实际问题时，必须将信访等非实际费用考虑在内。考虑满足施工和运营要求，区间设置施工竖井。新建线路与已运营线路地铁线路的接口施工问题也是考虑的重点。本例施工难度较大，对全线工期影响大，安全隐患大，在满足功能的条件优先采用工程规模小、投资大的方案，可减少信访和安全隐患。