大坡度小半径曲线隧道盾构施工技术(城通公司 李谷阳)

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1、03大坡度小半径曲线隧道盾构施工技术(城通公司李谷阳)中铁五局城通公司大坡度、小半径曲线隧道盾构施工技术大坡度、小半径曲线隧道盾构施工技术李谷阳胡如成中铁五局城通公司，湖南，长沙410007[摘要]近年来，我国几乎所有的省会城市都开始了地铁建设工程，在这些地下工程中，由于受施工场地及外界条件的限制，为了避免这种冲突，在某些地段必然要求采用大坡度、小半径的隧道，这种隧道的盾构较为复杂，不仅对技术人员要求有较高的相关操作经验，同时对机器也要求有相当高的配置，所以大坡度、小半径设计在盾构隧道并不多见，但是近来随道施工技

2、术的进步为这种隧道施工提供了可行性。本文以大连地铁为工程背景，对此类盾构隧道施工技术进行了探讨。[关键词]小半径；大坡度；曲线盾构；施工技术1工程概述大连地铁一号线103标七～西盾构区间隧道起于七十九中学站后端，经长兴街沿西南方向至西安路站前端，区间设计起点里程为DK10+726.655，设计终点里程右线为DK11+617.080，左线为DK11+617.076，区间长度为右线885.17m，左线881.718m，区间设一处联络通道。区间盾构采用两次盾构始发，先从七十九中学右线始发，到达西安路站后，进行盾构机的拆

3、卸然后吊出，转运到七十九中学站再进行左线始发，最后到达西安路站完成整个区间盾构施工任务。区间隧道最大纵坡为28‰，最小曲线半径为300m，为大坡度、小半径曲线盾构隧道。隧道顶部覆土厚度右线为15.9m～26.1m，左线为10.1～18.2m。大连地铁1号线路103标七～西盾构区间工程平面见图1所示。图1大连地铁1号线103标七～西盾构工程平面示意图1中铁五局城通公司大坡度、小半径曲线隧道盾构施工技术2大坡度盾构隧道施工采取大坡度隧道主要的目的是：一是使隧道可以在较短的水平距离内线路的高程升降较快，有利于节省工程降

4、价，也有时为了保证隧道与上面建筑物保持一定的安全距离。隧道坡度的选用首先取决于以下几个方面：（1）使用目的，例如下水道盾构隧道，基于下泄流量、流速方面的考虑，（2）施工的方便程度，例如对断面较大的隧道，为了使施工的涌水能够自流排放，设置一定的纵坡。（3）实际的地形地质条件，例如接近出口段的盾构隧道，由于线形的原因必须采用大坡度隧道。但是由于大坡度的存大，也会给施工造成许多难题，例如坡度太大会影响出渣和运料作业的效率，并且当由于条件限制的原因坡度大于50‰时，不仅要考虑选用特殊的井内运输方式，同时还必须采取各种施工

5、安全防护措施。同时坡度的存大，对开挖面的稳定也存在一定的影响。2．1大坡度下盾构推力分析盾构机在地下掘进施工中到的荷载分为外部荷载与运作荷载。外部荷载包括土压和水压，盾构本身在垂直于坡度方向上的重力分力及推进油缸在管片上的支撑反压力。运作荷载是由于机器工艺及现场设备运作在盾构结构内部产生的全部荷载。外部荷载发生在盾构的垂直及水平方向，运作荷载是立体作用的。在大坡度情况下，盾构在上下坡掘进，主机还有一个沿坡度方向的重力分力Nsin?（?为坡度角），此分力与掘进方向有关，下坡掘进时相同，上坡掘进时相反。按力与掘进方向

6、的相同或相反取正负号。大连地铁1号线七～西盾构区间线路纵坡为28‰（即线路坡度角??tan?128?1.6?），1000盾构机掘进的方向与下坡相同，其受力分析如图2所示。盾构机图2盾构机下坡掘进重力分力图所以，由上图我们可以知道，在下坡线路掘进时，盾构机所需的最小推力比盾构在平坡上和上坡区间的最小推力要小一些，所以这对盾构机在制造时可以适当的减小其额定推力，其推进时所需的最小总推力为：2中铁五局城通公司大坡度、小半径曲线隧道盾构施工技术Fmin?F1?F2?F3?F4?F5?F6?F7?F8?Nsin?式中Nsi

7、n?这一项取负值。如果是相同的这一项取正值。3坡度对施工的影响3．1坡度存在对盾构机上浮的影响当盾构隧道坡度较大时，无论是盾构机偏离轴线以下还是线路曲线的变化，都要通过调整各组油缸推力来达到纠偏的目的，特别是在下坡时，盾构机底部油缸的推力的增大将在设计轴线法线上产生一个向上的分力，这个分力对管片的上浮产生了很大的影响，特别是在同步注浆液没有完全提供约束力的情况下。以大连地铁1号线103标七～西盾构区间纵坡为28‰，当推力为1400T时，法线方向的分力为FV=28‰1400=39.2T，该分力方向是垂直于隧道轴线，

8、施工时该力反复作用在管片上，使管片有上浮的趋势。3．2对运输的影响区间隧道纵向坡度普遍较大的情况下，且为重载上坡，就需要提高输送管片、材料及施工设备等运送装置的容重，确保电瓶车及盾构机的效率。同时考虑盾构构造时，需把盾构机内的所有设备的稳度和安全措施放在产位，像电瓶车在停车以后，要采取各防滑、防溜措施，保证在施工全过程中不出现任何运输上的安全事故。4盾构隧道在小半径段施工