大连地铁盾构300m小半径曲线始发施工技术

1、地铁盾构300m小半径曲线始发施工技术摘要：文章针对大连地铁2号线盾构工程300m半径曲线始发段的测量控制问题，从盾构机始发姿态控制、掘进控制、管片姿态控制三个方面进行技术总结。关键词：盾盾构；小半径径曲线隧隧道；曲线始始发1工程概况况大连市地铁铁二号线线西安路路站交交通大学学站区间间，本区区间隧道道起讫里里程为DK116+8803.6300CK118+4462.8933。本区区间主要要采用盾盾构法施施工，在在靠近交交通大学学站一端端采用矿矿山法。本本盾构区区间隧道道起讫里里程为DK116+8803.6300DK118+1130.0000，右线线全长113266.3770m，区区间在DK116

2、+7796.63处设盾盾构始发发井，在在DK118+1135.5处设盾盾构接收收井。西安路站至至交通大大学站区区间平面面线路出出西安路路站后沿沿南北向向向南，通通过半径径为3000m的的曲线转转入偏东东西方向向，再通通过半径径4500m曲线线接入黄黄河路，到到达交通通大学站站。区间间纵断布布置形式式呈“V”字形，最最大纵坡坡为25。区间间为双线线地下隧隧道，左左右线路路为上下下重叠至至区间终终点左右右线逐渐渐分离并并行。图1 西安路路站至交交通大学学站区间间平面图图2 盾构机机始发姿姿态盾构始发时时，为提提供足够够的推力力并保持持反力架架、负环环管片稳稳定，盾盾构机必必须沿直直线推进进。从始发

3、发洞门开开始其中中心路径径前100m沿隧隧道设计计中心线线（R3000m曲线线）的割割线（该该割线通通过始发发洞门中中心线）推推进，待待盾尾脱脱离基座座后逐步步调整盾盾构姿态态使盾构构沿隧道道设计线线路推进进。盾构沿内弦弦线掘进进最大偏偏移量：盾构机轴线线与始发发井轴线线夹角：=a+b=22.6其中a=arccsinn(86625.1/22999916)=1.65，b=aarcssin(50000/22999916)=0.95图2割线与与始发井井结构中中心线角角度计算算图图3 盾构构曲线始始发示意意图由于在盾体体离开始始发架前前盾构不不宜或不不能转向向，只能能直线推推进，因因而小半半径曲线线段

4、盾构构机始发发主要是是通过对对盾构机机始发轴轴线向曲曲线内侧侧的旋转转和偏移移在盾构构机长度度范围内内直线推推进，该该直线段段后用比比设计转转弯半径径小的实实际推进进曲线来来拟合设设计曲线线，因此此盾构应应采用割割线姿态态始发。经经计算盾盾构机按按偏转2.66始发，最最大偏差差为411mm，小小于500mm，满满足规范范要求。盾盾构进入入洞门即即采用扩扩挖刀进进行扩挖挖，以便便留出初初始转向向空隙，在在盾尾完完全进入入洞门后后即开始始转向，保保证盾构构由直线线掘进状状态顺利利进入曲曲线状态态掘进。避避免在曲曲线外侧侧超挖。本本工程盾盾构选型型采用被被动铰接接结构，具具备2660m半径转转向能力

5、力，同时时配置扩扩挖刀，其其伸缩量量可以调调节。3 盾构机机掘进控控制技术术盾构机沿小小半径曲曲线掘进进时，会会在掘进进方向的的垂直方方向产生生一个较较大的侧侧向分力力。为将将隧道轴轴线最终终偏差控控制在规规范要求求范围内内，盾构构掘进时时应给隧隧道预留留一定的的偏移量量。盾构构机沿曲曲线的割割线方向向掘进， 管片拼拼装时轴轴线位于于弧线内内侧，以以使管片片出盾尾尾后受侧侧向分力力，向弧弧线外侧侧偏移时时留有预预偏量。在在本工程程隧道掘掘进过程程中预偏偏量为1525 mm，可根根据管片片姿态监监测情况况作适时时调整。盾构机在岩岩层中掘掘进时， 由于隧隧道顶部部同步注注浆浆液液流失及及地下水水浮

6、力作作用， 管片在在脱出盾盾尾后会会有一定定量的上上浮。因因此在盾盾构掘进进时垂直直方向上上也预留留上浮量量，即将将盾构机机按设计计线路下下压一定定量，以以保证管管片上浮浮后隧道道高程不不超出规规范要求求。本工工程盾构构机下压压量为22030 mm，在不不同的地地层中，可可根据管管片姿态态监测情情况作适适时调整整。 为了了保证盾盾构机按按设计轴轴线掘进进，首先先要将设设计轴线线数据（DTA 表单）输入到导向系统的电脑中，同时输入全站仪、后视棱镜所在测站的三维坐标，并根据人工对盾构姿态的复测结果修正盾构姿态。图4 隧道道设计轴轴线数据据（DTA表单）图5 根据据人工复复测结果果修正盾盾构机姿姿态

7、设置置4管片姿态态控制技术术在300mm半径曲曲线上推推进时， 由于隧隧道曲率率大，前前方的可可视距离离短，导导致盾构构ZED导向系系统测量量移站频频繁。本本工程中中，在R=3000m的圆曲曲线隧道道上，平平均约16环（199.2mm）换站站一次。每每次换站站完成后后，进行行一次测测量复核核，调整整ZED系统的的数据。由由于测量量距离短短，测量量站安装装在尚未未完全稳稳定的管管片上,所以每次次换站完完成后，高高程数据据都会有有一定的的变化。为为了保证证测量数数据准确确，建议议每天进进行一次次复核，及及时调整整ZED系统的的数据。为了第一时时间掌握握成型隧隧道的情情况,及时优优化掘进进参数，需需

8、每隔10环测量量一次管管片的姿姿态，每每环管片片从拼装装完成到到最后稳稳定至少少测量3次；根根据测量量数据，对对管片的的侧移、上上浮规律律进行分分析，选选择最优优的掘进进参数和和最合适适的二次次注浆位位置。根根据监测测数据，本本工程始始发段的的管片已已经稳定定，其最最终水平平、垂直直姿态均均符合规规范要求求，管片片没有崩崩边、裂裂角情况况，最大大错台为为5mm，也也未出现现接缝漏漏水现象象，施工工效果良良好。图 6 管管片姿态态测量示示意图 图7 施工现现场管片片姿态测测量图5总结本工程实施施效果表表明：在在3000m半径曲曲线隧道道盾构始始发施工工中，要要抓住轴轴线曲率率大、半半径小、盾盾构机姿姿态难控控制、成成型隧道道水平位位移大的的特点，选择好合适的始发方向来控制盾构机的姿态，管片拼装过程中及时复测盾构机姿态，在管片拼装完成后，结合同步注浆、二次注浆来稳定成型隧道，通过加强管片姿态