地铁隧道盾构小半径圆曲线始发施工工法讲述

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1、地铁隧道盾构小半径圆曲线始发施工工法中铁九局集团有限公司15地铁隧道盾构小半径圆曲线始发施工工法中铁九局集团有限公司孔海波陈兆祥石俊杰于建军张润文1前言沈阳地铁二号线第16合同段下上区间隧道为盾构法施工。区间隧道为单洞单线圆形断面，线间距为12～14米。区间线路呈“S”型穿越沈丹高速公路走行，曲线半径为R350米和R400米；线路纵向呈“一”型坡，最大纵坡为24‰。区间隧道结构底最大埋深16米（覆土厚度10米），最小埋深9.6米（覆土厚度3.6米）。盾构始发段在曲线半径为R350米的圆曲线上。盾构始发是隧道盾构法施工的关键环节，是盾构法施工的难点之一，始发的

2、成败将对隧道施工质量、进度、安全、工期及经济效益产生决定性的影响。曲线始发对施工技术的要求将更高，尤其是小半径曲线始发更是难中之难。中铁九局在盾构始发前多次讨论和研究始发方案，多方案比选，计算机模拟，多次召开专家评审会，完善和修订盾构始发方案，顺利地完成了下～上区间盾构小半径曲线始发作业。由于施工方法得当，取得了显著的社会效益和经济效益。在施工过程中，通过我们的设计比选形成了一套施工速度快且安全可靠的地铁隧道盾构小半径曲线始发的施工方法，保证了施工的顺利进行。在该工程完工后经对其施工技术完善总结形成工法。2工法特点2.1设计的始发线型简明、实用；施工过程有效

3、避免分体始发，减少投资，降低成本。2.2掘进参数设置合理，盾构姿态控制简便；有效防止地面变形，避免因曲线施工造成地面的不均匀沉降，保证施工质量。152.3减少曲线始发对盾构施工质量和进度的影响，节约盾构施工工期。3适用范围适用于线路曲线半径大于260m缓和曲线或圆曲线的盾构始发施工。4工艺原理4.1合理选择始发线型：盾构始发段包括盾构始发井全部处于小半径曲线段（如R350m），盾构始发时在出始发架前和在加固区内只能沿直线推进，轴线偏差控制较为困难。合理选择始发路径是始发能否成功的一大难点和关键。通常是选择割线始发。4.2始发架和反力架的设置：曲线始发的重点之

4、一是考虑盾构机纠偏调整的滞后性，通过计算尽早采用超挖刀、铰接和区域油缸等措施调整盾构机姿态和掘进线型，其必然导致盾构推进反力的大小和方向都具有较大的不确定性，始发架和反力架必须牢固可靠，能承受侧向力的作用。4.3负环管片拼装：负环按照16点位置拼装，螺栓紧固力36KgM，钢丝绳拉紧牢固。在洞门处对负环管片增加刚性支撑，使管片能承受侧向力的作用。4.4盾构推进时各参数的合理选择：盾构曲线始发不仅处于小半径园曲线段（如R350m），而且处于纵向下坡段（如24‰），盾构姿态的调整和控制至关重要，始发掘进每一环推进时各参数的合理选择是关键。5施工工艺流程及操作要点5

5、.1施工工艺流程盾构小半径曲线始发施工工艺流程见图5.115确定盾构始发线型制作始发井、洞门、始发段主体土体加固、洞门防水、地面配套设施施工测量点复核安装始发架盾构机及后配套组装安装反力架盾构分项调试和整机空载调试盾构始发根据模拟结果调整盾构机掘进参数是否调至可控状态否停机重新模拟调整参数是盾构试掘进后正常掘进图5.1盾构小半径曲线始发施工工艺流程155.2施工操作要点5.2.1确定盾构始发线型盾构始发时，在常规情况下，由于受始发架结构限制，只能沿直线推进。盾构机在曲线段始发时，选择割线方式确定盾构始发中心线。割线尺寸按照下面要求确定（见图5.2.1）：在+

6、1环位置向内偏离隧道中心线80mm，在始发井后端位置向内偏离隧道中心线20mm，通过计算，盾构始发中心线（割线）在始发井洞口环端面位置尺寸向内偏离隧道中心线约107mm。图5.2.1盾构始发中心线（割线）隧道中心线和线路中心线的偏移量计算：隧道中心线=线路中心线-曲线偏移量。5.2.2制作始发井、洞门和始发段主体结构盾构始发井和洞门按照始发中心线（割线）为中心线制作。在制作始发段（比如明挖段）主体结构时，位于线路中心线外侧的墙体结构应适当外放100mm，为盾构机后配套设备的安装提供方便条件。5.2.3土体加固、洞门防水及地面配套设施施工15为了确保盾构始发洞

7、门围护桩凿除后洞门土体的安全和盾构始发阶段其姿态的稳定，应结合水文地质状况，采用旋喷与素混凝土桩相结合的联合加固方案。同时，应考虑始发洞门与隧道轴线不垂直，为防止盾构始发时因刀盘受力不均而引起盾构跑偏，应采取洞门加固体与盾构始发路径垂直的措施。盾构始发洞门可采用常规的橡胶帘板密封方式，洞门注浆可采用盾构同步注浆装置注入式，必要时可单独预埋注浆管。为了防止盾构始发时磕头，在始发洞门处安设具有足够强度和刚度的导轨，并安放两个铁枕头，洞门铁枕头比切口环外圆低20mm。在地面上安装各种辅助设施。临时设施包括：垂直运输设备（龙门吊）及轨道，渣土坑，管片存放场地，同步注

8、浆砂浆站，砂子，膨润土，粉煤灰，水泥等各材料存放料库