摘要：随着科技发展，地铁隧道盾构施工法的应用越来越多，而采用盾构法进行小半径隧道施工的经验极为有限。西安地铁3号线青龙寺站—延兴门站隧道区间，因外围环境设计路线从延兴门站始发进洞200多米小半径转弯的特点导致施工难度极大，如何通过控制盾构掘进参数、同步及二次注浆加固、管片拼装等关键措施，保持盾构机的正确姿态按照设计路线掘进并对对地面建构筑物和管线沉降进行有效控制是工程实施的重点。
关键词：地铁盾构；小半径隧道；隧道施工
1 工程概况
1.1区间基本情况
西安市地铁三号线一期工程鱼化寨至保税区段（不含试验段）土建施工项目TJSG-9标（以下简称D3TJSG-9标）起讫里程为DK24+462.702～DK28+088.138，线路全长约3.6km。青延区间左右线长度分别为1681.735m和1703.467m，采用浅埋暗挖法和盾构法施工。
1.2 工程规模
西安市地铁三号线一期工程鱼化寨至保税区段（不含试验段）土建施工项目TJSG-9标（以下简称D3TJSG-9标）起讫里程为DK24+461.915～DK28+088.138，线路全长约3.6km。
1.3 青延区间周边环境及地质条件
青龙寺站~延兴门站区间从青龙寺车站沿西影路东行，在中铁第一勘察设计院处以R=400m的半径北转，在穿越了西安正大制药有限公司和陕西省西安监狱后到达延兴门站。沿线经过陕西省微生物研究所、中国科学院盐湖研究所西安二部、中铁第一勘察设计院及其家属院、西安正大制药有限公司、陕西省西安监狱。其中，区间线路穿越铁一院人行天桥、西安正大制药有限公司内老制剂厂厂房（4层框架）和新制剂厂厂房、陕西省西安监狱内部分仓库。管线主要沿道路两旁布设。
青龙寺站～延兴门站区间地面高程在423.95～444.42m之间，最大高差约20.5m。根据《西安城市工程地质图集》，本工点在YDK26+950以南地貌单元属黄土洼，以北地貌单元属黄土梁，最北端属黄土梁洼过渡段。
区间沿线地层自上而下依次为第四系全新统人工填土，上更新统风积新黄土、残积古土壤，中更新统风积老黄土及残积古土壤等地层。
2 盾构施工措施
（1）盾构机通过既有建筑物时，盾构机匀速掘进，速度为20~30mm/min，土仓压力控制在0.18~0.2MPa，同步注浆量控制在4~5m3、同步注浆压力为2~2.5bar，尽量减小盾构施工对周围土体的扰动；
（2）盾构机通过既有建筑物后，及时对通过风险点前后10环管片进行二次补浆，注浆压力2.5~3bar，并在风险点段管片周围进行支撑加固，防止管片滑动、上浮等对周围土体扰动。
（3）当基础沉降值达警戒值时，立即采取1：1水泥-水玻璃注浆加固。
（4）当房屋沉降值达到警戒值，出现局部裂缝时，应立即撤离房屋内人员，妥善安置，对房屋基础进行全方位注浆加固。
3 关键技术措施
3.1 盾构推进过程中的地层位移规律
通常来讲，地铁盾构通过时会对土体产生一定的影响，其因素主要归纳为：土体扰动后的重新固结、衬砌变形、刀盘压力、超挖量。其中，刀盘压力排在第一位，盖因土舱压力的大小不但决定地层位移趋势，也属于对土体扰动的关键因素。受盾构刀盘压力的作用，地层背离盾构刀盘产生向前上方地层的位移，在这一位移趋势的影响下在刀盘前方一定距离的地层产生隆起（其大小与盾构推力、围岩有关）。定义该土体区域为隆起区，在隆起区后方的土体（对应的命名为下陷区）则受其运动的牵引迅速沉降至未开挖的地表标高以下。同时，对地表某一特定点便在盾构通过时经历了先隆起后下陷，有如波浪起伏的过程。
图3 地表沉降时程图
3.2 小半径地铁盾构施工
在该工程里面，使用的通用右转弯管片的楔形量是41mm，宽度为1.2m，其最小的回转半径为175m。从理论上来看，可以较好地模拟线路。而从实际已经施工的青延区间效果看来，其管片拼装可以满足施工方面的要求。然而，由于错台量显得较大，这就使得管片产生了程度不同的漏水与崩坏现象。同时，管片损坏的部位基本上都集中在小半径的转弯段内侧部位。所以，根据破坏特点看来，可判断这是因为施工中盾构机姿态没有及时地进行调整，从而使得推进当中管片因为受力不均被压碎。究其原因，这是因为盾构机在小半径转弯段回转困难所致。若采用仿形刀、超挖刀增大隧道开挖面以利盾构机的行进，则会增加管片在围岩中活动的空间，已拼装的管片因而更容易在隧道中向转弯段外侧移动，继而又会造成管片错台、崩坏。因此，采用带有能够提供较小转弯半径的中间转折装置的盾构机，同时采用宽度1m、楔形量更大的盾构管片，并在整个开挖过程中加强对盾构姿态的调整实为解决上述问题的关键。
结语
通过采取上述措施，顺利完成了小半径段隧道施工，区间地铁线隧道收敛变形最大值为2mm、地面管线沉降最大值为-13.44mm，均满足设计和规范规定要求。
参考文献：
[1]任建喜，杨锋，朱元伟.邻近建筑物条件下西安地铁盾构施工风险评估[J].铁道工程学报，2016，33（07）：88-93.
[2]马云新.北京地铁盾构近距离下穿地铁运营盾构隧道施工[J].建筑技术，2015，46（03）：272-275.
[3]范业莲.论地铁盾构法隧道施工中的风险防范[J].重庆建筑，2013，12（05）：32-34.
[4]胡翾.地铁盾构双线隧道施工过程地表变形监测分析[J].工程技术研究，2016（07）：103.
[5]夏金春.地铁盾构正交下穿隧道施工风险控制措施[J].隧道建设，2017，37（S1）：111-115.
[6]蒙国往，周佳媚，高波，马敏.地铁盾构掘进引起的软弱地层沉降分析[J].现代隧道技术，2017，54（06）：117-125.
论文作者:张伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：盾构论文; 管片论文; 隧道论文; 西安论文; 半径论文; 地铁论文; 地层论文; 《基层建设》2018年第34期论文;