盾構施工有一個很重要的技術要求就是控制盾構掘進姿態(tài)符合符合設計線路，而小半徑轉彎會對盾構掘進施工帶來諸多的難題，下面分析一下小半徑轉彎的難點和解決措施。本文中所指的小半徑曲線隧道是指300m以下圓曲線半徑的隧道。

　　《建筑施工》于1979年創(chuàng)刊,其內容套萃精英、博采眾長,凸現(xiàn)中華建筑施工之大成,是中國自然科學建筑類核心期刊,近期又被評為"中國期刊方陣"的社會效益、經(jīng)濟 效益好的"雙效"科技期刊。雜志向以實用著稱,主要介紹國內外最新的建筑施工、設備安裝、建筑材料、飾面裝潢和工程質量事故防治經(jīng)驗:報道國內重點工程 中"高"、"大"、"深"、"重"的施工新技術以及科學實驗新成果:主要欄目有:"地基基礎"、"結構施工"、"裝飾技術"、"建筑機械"、"工程質量與 安全"、"建筑經(jīng)濟與管理"等,可供工程設計、建筑施工、基建、科研、建設監(jiān)理和大專院校等單位及專業(yè)人員參考應用。

　　1、 引言

　　運用盾構機挖掘城市軌道交通隧道已日趨成熟，在繁華的老城區(qū)受地面建(構)筑物等其他因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)小半徑圓曲線隧道路線。以廣州地鐵6號線海珠廣場～東湖吊出井盾構區(qū)間小半徑轉彎為例，分析和探討盾構掘進過小半徑曲線段的施工要點和措施，以便對今后盾構施工進行借鑒和參考。

　　2、 工程概況

　　此土建工程共由【海珠廣場～北京南站】盾構區(qū)間、【北京南站～越秀南站】盾構區(qū)間、【越秀南站～東湖】盾構區(qū)間共三個區(qū)間組成。里程范圍為：YDK10+987.202～YDK12+911.239(ZDK10+937.689～ZDK12+911.239)。

　　整個工程左右線共包含12段曲線段隧道，其中圓曲線半徑R≤300m的共9段，最小半徑R=250m，整個工程所有圓曲線段隧道埋深均在15.8～24.6m之間，且在裂隙較為發(fā)育的強、中風化巖地層穿過，地下水量更大。

　　3、 重、 難點分析

　　(1)小半徑圓曲線隧道掘進，盾構機姿態(tài)的控制難度大。由于盾構機本身為直線形剛體，圓曲線段掘進只能形成一段段連續(xù)的折線來擬合圓曲線。為了使盾構隧道軸線與設計軸線相吻合，掘進過程中需要進行連續(xù)糾偏。圓曲線半徑越小，擬合困難就越大，掘進單位距離的糾偏量也越大，糾偏精確度越低，隧道軸線因此較難控制。

　　(2)由于推進千斤頂推力不等，管片出現(xiàn)破損、開裂、錯臺等質量問題的幾率增大，同時管片姿態(tài)容易水平超限。在掘進時，需要使用不等的推進千斤頂分區(qū)油壓來實現(xiàn)盾構機沿設計軸線掘進。盾構推進千斤頂各分區(qū)的壓力差導致管片受力不均，管片會往推力大的一側(圓曲線外側)偏移，千斤頂對盾構管片會產(chǎn)生往圓曲線外側的反作用力，使管片承受三向(縱向、橫向和環(huán)向)不均勻作用力，出現(xiàn)破損、開裂、錯臺等質量問題。

　　(3)同步注漿效果難以保證，隧道滲水，管片上浮超限，管片破損、開裂、錯臺等問題突出。在裂隙發(fā)育的<8>、<9>地層中掘進，基巖裂隙水較豐富，同步注漿液容易滲進土倉或刀盤，漏漿較嚴重，管片背后的空隙充填不密實。首先是防水效果大打折扣;其次，砂漿提供不了足夠的約束力，管片在流體上浮力的作用下通環(huán)上浮;再者，推進千斤頂推力不相等，管片姿態(tài)、質量等問題更難控制。

　　(4)測量工作任務艱巨。由于隧道轉彎半徑小，圓曲線段測量通視范圍縮小，使得自動導向系統(tǒng)移站頻率加快，次數(shù)增加。硬巖中掘進同步注漿質量難以保證，二次補注漿前管片背后空隙率較高，盾構機連續(xù)糾偏，管片受震動容易發(fā)生移位，且在縱向不均力作用下管片會在一定推進距離內產(chǎn)生較大水平偏移等等，都將導致自動測量系統(tǒng)測站坐標發(fā)生變化而出現(xiàn)測量偏差，誤導掘進。

　　4、 解決方案及措施

　　1)、盾構掘進參數(shù)

　　為了使盾構隧道軸線與設計軸線相吻合，圓曲線段隧道掘進將必然通過千斤頂油缸壓力差來實現(xiàn)，因此有必要對相關掘進參數(shù)進行控制以保證掘進順利和隧道質量。根據(jù)以往施工經(jīng)驗并結合本工程特點，參數(shù)控制如下：

　　Ø 倉體土壓力：采用常壓掘進;

　　Ø 推進千斤頂總推力：根據(jù)不同地層情況，最大總推力控制在500～600t，在推進過程中要注意加注發(fā)泡劑以減少盾構機總推力;

　　Ø 推進千斤頂油缸壓力差：盡量確保盾構機姿態(tài)平順，避免大的蛇行，左右千斤頂區(qū)壓差值限制在0～2Mpa，上下千斤頂區(qū)壓差值限制在0～5Mpa;

　　Ø 推進千斤頂行程差：盡量減少千斤頂?shù)男谐滩�，最大行程差限制�?0mm以內;

　　Ø 刀盤轉速：采用1.5rpm低轉速以減少管片震動;

　　Ø 刀盤扭矩：刀盤最大扭矩控制在4000KN·m;掘進過程中，要有針對性地加注發(fā)泡劑減少刀盤扭矩，消除盾構旋轉的外力因素;

　　Ø 推進速度：不大于20mm/min;

　　Ø 姿態(tài)控制：為了抵消管片的后續(xù)位移，控制管片的最終偏差量，盾構掘進時預加一定的相反位移，且逐漸預加避免幅度過大。

　　Ø 水平姿態(tài)控制：

　　a、從曲線段前20環(huán)開始，至進入緩和曲線前，將盾構機水平姿態(tài)逐漸調至+30mm;

　　b、在前緩和曲線段，至進入圓曲線前，將盾構機水平姿態(tài)逐漸調至+50mm;

　　c、在圓曲線段，至進入后緩和曲線前，盾構機水平姿態(tài)保持+50mm掘進;

　　d、過了圓曲線，在后緩和曲線段，盾構機水平姿態(tài)開始由+50mm逐漸回調至+30mm;

　　e、過了后緩和曲線，盾構機進入正常直線段掘進，盾構機姿態(tài)要逐漸調回正常-20mm～+20mm范圍。

　　Ø 豎直姿態(tài)控制：

　　壓低盾構機姿態(tài)，豎直偏差控制在-50mm～-80mm.

　　2) 、管片選型及拼裝

　　² 1.2m環(huán)寬管片的選用

　　轉彎半徑R≤300m的平面圓曲線隧道，圓曲線段隧道全部選用1.2m環(huán)寬的管片，在圓曲線兩側的緩和曲線段各40米范圍內選用1.2m環(huán)寬的管片，其余選用1.5m環(huán)寬管片。

　　² 1.2m環(huán)寬管片拼裝K塊點位控制

　　為使盾構隧道軸線盡可能地擬合成小轉彎半徑圓曲線，轉彎環(huán)管片K塊拼裝點位應靈活選擇。若圓曲線外側盾尾間隙小或盾尾間隙左右較平均，可選擇轉彎幅度較大的點位，若轉彎方向內側盾尾間隙小，則可選擇轉彎幅度較小的點位。特別需要注意的是，1.2m環(huán)寬的管片只有右轉環(huán)，在進行拼裝點位選擇時需充分考慮到這一點。

　　3) 、注漿控制

　　縮短同步注漿液的初凝時間，以及合理選擇二次補充注漿時壓注的孔位和順序對成型隧道質量意義重大。

　　² 盾尾同步注漿

　　a、盾尾同步注漿暫定采用以下配合比：

　　注：以上數(shù)據(jù)為每槽0.75m3的用量，單位為公斤,實際稱量時精確到1kg/m3

　　b、注漿量控制：盾尾同步注漿初步定為4槽(約3m3)/環(huán)，以漏漿或達到注漿壓力任一者作為控制條件。

　　² 二次補充注漿

　　a、注漿終孔壓力：0.3Mpa。

　　b、雙液注漿配合比：水泥漿液水灰比為0.8：1(質量比);水玻璃溶液配比為水玻璃：水=1：3或1：1(體積比)根據(jù)施工實際調整;水泥漿液：水玻璃溶液=1：1(體積比)。

　　c、雙液注漿前，在盾尾注漿管注入稠膨潤土液，膨潤土液配合比：膨潤土：水=250kg：250kg，共注2槽;

　　4) 、測量工作要求

　　對測量工作的要求將更精確和細致，必須做到勤復測。

　　a、由于測量可視范圍縮小，使自動導向系統(tǒng)移站的頻率加快，根據(jù)以往施工經(jīng)驗并結合區(qū)間線路特點，每掘進15～20環(huán)移站一次。

　　b、每掘進10環(huán)對后視棱鏡、測站和盾構機姿態(tài)進行人工復測，以保證測量數(shù)據(jù)準確。

　　5、 后記

　　在掘進施工中采用合理的工藝和先進的控制方法對盾構過小半徑曲線段工程有著重要意義，控制的方法不斷進步，大大提高了小半徑轉彎成型效率和質量，提出的措施或方法可為今后類似工程施工有一定的參考借鑒作用。