李东彬
中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 310086
摘要：随着经济的迅速发展，城市轨道技术也有了较快的发展，但由于技术的限定，轨道建设也遇到了许多问题，本文分析了小半径曲线中地铁隧道盾构法施工易发生的问题，并提出了一些解决措施。
关键词：地铁隧道；掘进技术；盾构法
0.引言
城市的迅速发展，也带动了城市轨道交通的建设，由于规划和建设的要求，建设材料的限制，这让轨道线变得更加复杂。与传统的建筑技术相比盾构法技术具有其独特的特点，我们相信，盾构法对以后相似的隧道施工具有一定的参考。
1.施工中常见难点及修改措施
1.1 难点一
由于盾构机本身的刚性直线，不能完全拟合曲线。曲线半径变小，盾构机身则越长，拟合就会变得复杂。曲线半径小，则盾构机长，修正量就越大，灵敏度低，轴线变得更加难以控制。为了安全控制急曲线的隧道轴线的建设，需要提高盾构机的灵敏度。提高盾构机的灵敏度，最有效的措施，尽量缩短盾构长度（机头）。在盾构机中部加固铰链装置，它可以减少固定长度。用铰接装置，盾构掘进过程中，穿过的不再是理论上的洞孔圆形。因此，必须与仿形刀进行配合。所以控制隧道施工的急曲线重点是是如何利用好仿形刀和铰接装置
1.1.1 盾构机铰接装置的使用。
盾构机的合理使用，它可以使曲线与盾构机的前后筒趋于吻合，提前构建出曲线姿态，为后期工作提供更加好作业空间。如图所示，曲线结构中，当弯道内侧要完全超挖时，在曲线中心为零时，OA> MaxOG，OH，OD）能够得到满足，盾构机则可以进行掘进。
图1 盾构掘进形态模式
1.1.2 使用仿形刀
铰接装置是一种辅助技术，需仿形刀、内外侧的千斤顶等不同推力配合在一起使用。仿形刀可以直接影响盾构机铰作用，超挖量如果过大会扰动土体，过小将无法发挥出铰接装置全部的作用，以致无法达到实际轴线要求的半径。
1.2 困难二
隧道在侧向分力作用下逐渐向外侧移动，隧道每前进一步，管片端面和该处的法线将产生一定的角度，由于受到千斤顶的作用力产生一个侧向的分力。受侧向力的作用，隧道向外部弧形的横向偏移。曲线的大约半径确定时，已可以肯定会对原状土产生影响，管板在侧向力作用下，足以使原状土的塑性破坏。因此研究横向力的原因和模式可有效地控制土壤的弹性范围。
另外，由于管板外壁和盾构机外壳存在空隙，同步注浆和挖掘产生的空隙产生空的空间无法完全同步符合要求。如果有建筑间隙或者同步灌浆早期的强度不足的现象，则该段将发生压力弧外的横向移动。如果不去考虑土壤弹性变形，则最大隧道偏移量为管板和盾构外围直径差值的二分之一。灌浆浆料宜采用一个双液体浆料，从而浆料作为瞬间冷凝浆料，早期强度较高，具有良好的均匀性和流动性，该建筑可以在很短的时间周期内填充间隙并且可以达到相对高的强度，与原状土壤的相同作用，有效地降低管片在压力的作用力下产生的的横向偏移。
1.3 难点三
在盾构机进行掘进时，存在较大的纠偏量，对土体的扰动增加极易产生较大规模的沉降量，急曲线的隧道施工和直线段的施工相比较，除了直线段的隧道施工本有的地层因素外，还有以下方面的影响：①由于是沿急曲线在掘进，盾构机常处于纠偏的状态，实际的掘进面则为圆形，实际的挖掘量往往超出理论的挖掘量。②纠偏量比较大，土体扰动变大，会造成较长时间的沉降。实际的修改措施为进行信息化建设和动态化管理，控制住同步注浆时的注浆用时时间及注浆份量。某些情况下，还有必要采取二次补浆。
2.主要施工技术措施
2.1轴线难以控制的解决措施
2.1.1 选用合适的盾构机
应在具体施工时，针对隧道出现的具体问题，仔细分析可能产生的影响，选用合适的盾构机，选用的盾构机应可以自由选择仿形刀，以便解决问题。
2.1.2 在曲线的内侧位置采用仿形刀进行超挖
使用仿形刀应主要应该考虑两个方面，一是超挖范围。通过设置仿形刀，可以在圆形周围任一区域位置上进行超挖，该工程一般在曲线内侧的位置进行超挖，则可以有效的进行纠偏。二是仿形刀的超挖量。在缓和的曲线段，超挖量是一个在不断变化的函数值。因此在实际超挖工作时，超挖量应根据隧道实际的设计轴线、管片的实际拼装状态、盾构机的摆放姿态等因素仔细考虑后才可以做出决策。
2.2 解决隧道偏移的措施
2.2.1盾构进行掘进时的预偏
为了控制好隧道轴线的最终偏差，使其控制在实际规范的范围内，掘进时，应考虑给曲线隧道预留相对偏移量。盾构沿隧道内的割线走向进行挖掘时，时轴线应位于曲弧线内侧，使管片在受到分力时向弧线的外侧偏移留有一定的预偏量。但预偏多少一般应依据计算和实际施工实践的综合性分析得出，也同时需要考虑前进区域的地层情况。
2.2.2.控制千斤顶的推力与掘进速度
在一般情况下的隧道施工，为了保证一定的进度，盾构机的速度往往会达到 50mm/min，则产生的推力较大。而在曲线隧道的施工中，根据施工经验，必须合理降低盾构机的掘进速度，千斤顶的推力相对降低，同时也可以减少侧向分力，减少隧道的偏移量。因此在曲线的隧道施工作业时，必须采取合理的掘进速度和推力。而合理的速度应该不增加的额外推力，从而减小侧向的分力，同时也可可能减少对土体的扰动。同时值得注意的是掘进速度并不要保持不变，而是地质状况、线形、施工条件等变化，即时进行调整，从而达到良好的效果。同时，在启动盾构掘进时，掘进速度应先以较低的速度慢慢递增，这样则可减少千斤顶前期推力会过大的影响。
2.2.3同步注浆
同步注浆要根据实际地质情况、施工情况对压浆压力和压浆压力二者兼顾。一般情况，每环的压入量应控制在建筑空隙的180%--250%，注浆压力约0.3~0，5Mpa。掘进和压浆速度应保持同步，即在盾构进行掘进同时也要进行注浆，在掘进停止后，注浆也要停止。在施工时，要加强监测盾构末尾对地质表面的沉降，及时调整注浆量，确保地面沉降，也不会出现过大的凸起。
2.2.4二次注浆
由于惰性浆液的早期强度较低、隧道受到侧向的分力影响较大，在管片出盾尾5--6 环后，通过二次注浆，可减少上述问题。施工技术要点：
先将特制的防喷安装好，用凿子和冲击钻疏通预留孔，随即迅速关闭特制的球阀，在将注浆管连接在特制的球阀上，以便注浆。同时根据监测的情况及时调整压力和注浆量，结束后，拆除掉注浆管，封闭好孔口。通过实施二次注浆，隧道内的轴线基本趋于稳定，没有发生明显的横向偏移。
3.结束语
对小半径的隧道施工中，既有和一般情况下的隧道施工的相同特点，也有其独特性和难以控制的困难，所以在施工过程中，我们要重点研究和掌握它特殊的一面，取得良好的施工效果。
参考文献：
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论文作者:李东彬
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/30
标签：盾构论文; 隧道论文; 曲线论文; 注浆论文; 管片论文; 半径论文; 轴线论文; 《基层建设》2016年3期论文;