郑州5号线盾构施工与管理，小半径曲线始发技术

以五龙口停车场出入长线盾构区间小半径曲线始发技术为例。

1.工程概况及难点

1）工程概况

五龙口停车场出入场线盾构区间采用盾构法施工，区间左线在540 m区间半径始发、右线在450 m区间半径始发。

2）工程难点

（1）位置位于曲线半径上，并且曲线半径较小，一旦始发角度及始发中线出现偏差，将会导致盾构轴线偏差超限、盾构无法进洞甚至始发失败情况。

（2）盾构始发后轴线不能纠偏至设计轴线，后期盾构纠偏需要较长距离，盾构始发本身在曲线半径上，一旦纠偏过长将会对后期成型隧道造成侵限，影响后期运营。

2.应对措施

盾构井施工完成后应对洞门环的精度进行复测，洞门偏差不大于10 mm。以保证盾构机的顺利进入和洞门防水的效果，洞门复测完成后根据复测结果安装始发托架。

盾构机盾壳长度为9.33 m，盾构机在曲线始发时理论上应该是盾头盾尾的连线在盾头位置沿曲线切线始发，且随曲线转弯。由于始发条件有限，在狭窄的盾构井里，盾构机必须在托架上直线掘进一小部分，盾构机长度9.33 m，始发导轨约1 m，即盾构机始发直线部分最大10.33 m。可以推断出盾构机在直线掘进10.33 m后脱离托架，盾构机本身最小的转弯半径（150 m）转弯时盾构机的姿态，此时盾头已经偏离隧道中心线288 mm，这显然已经大大超出规范要求（－50～＋50 mm），也不利于盾构机本身的纠偏。沿切线始发已不能满足要求，需采用割线始发。(www.xing528.com)

割线的内切割线部分的中点与隧道中心线的最大距离达到49 mm的时候，可以计算出12 m处端点，即盾构机脱离托架可以转弯时的盾头姿态为－40 mm（即盾头偏左40 mm），此时盾构机可以以半径200 m（小于隧道中心线的曲线半径）的纠偏曲线向着隧道中心线掘进，此时的盾构机姿态为－40 mm，已经是偏移的最大量。因此可以以这条割线作为始发割线，计算出盾构机的始发姿态为前点0，后点－100 mm（即盾头位于隧道中心线上、盾尾偏左100 mm），虽然盾尾超出了规范要求，但是因为盾体本身位于竖井内，隧道中心线在这里只是一条虚拟线，因此对始发没有影响，随着盾构的掘进，盾尾会随着盾头沿着隧道中心线前进，而隧道偏移量并没有超出要求。如果将转弯处的最大偏移量定位－50 mm（即盾头偏左50 mm），以这点与最大偏移量为49 mm的点相连形成的割线也可以作为始发割线。以这条割线计算出的盾构机姿态为前点＋3 mm、后点－80 mm（即盾头偏右3 mm、盾尾偏左80 mm），整体满足设计及规范要求。

采用割线始发方法进行盾构始发，始发过程中加强以下几点的控制：

（1）盾构机在小半径曲线上始发在未进入曲线前，提前开启铰接装置，预先推出弧形态势。

（2）将盾构机沿曲线的割线方向掘进，以减小管片因受侧向分力而引起的向圆弧外侧的偏移量。

（3）适当降低推进速度，在盾构机推进启动时，推进速度要以较小的加速度递增。

（4）推进时，要适当调整左右两组油缸的压力差，使曲线内侧油缸压力略小于外侧油缸压力，但纠偏幅度不要过大。

采用割线始发方式始发，在此过程中加强监控测量，提前调整盾构各项参数，最终出入场线左右线均顺利始发，掘进参数及轴线偏差满足设计要求，目前出入场线车辆均正常运营。

盾构机受盾体长度的影响，在小曲线半径无法采用常规方案进行始发时，应采用割线始发方法进行始发，始发前后加强测量放线、洞门预留、环板安装、压板加工、盾构掘进参数控制及注浆控制，进洞后及时进行纠偏，确保曲线半径始发前后轴线偏差满足设计及规范要求。

在地铁建设各区段盾构施工线路始发的选择上，由于受规划及建构筑物的制约，始发路径的确定变得越来越复杂；受设计及周边施工环境等因素的影响，盾构小半径曲线始发时均可采用上述技术方法进行始发。