摘 要：近年来，我国的城市轨道交通事业蓬勃发展，施工中也开始出现各种复杂环境，给地铁设计和施工带来很多的难题。文章以苏州轨道交通4号线某区间盾构在400m小半径圆曲线始发施工为研究基础，总结以往施工经验，提炼出盾构的软土地层小半径圆曲线始发衬砌环拟合技术的控制要点。
关键词：小半径；圆曲线；盾构始发；盾构出洞；排版；拟合
1 工程概况
苏州轨道交通4号线文溪路站～天鹅荡路站区间工程场地位于吴中区，线路自文溪路站出站后穿越绕城高速沿田上港东侧往南到达天鹅荡路站，区间长度1171.442m（右线），线间距13～14.3m，含400m、800m两种半径平曲线。区间纵断面采用“V”字节能坡布置，线路出文溪路站后先后以25‰、4‰两段纵坡下至最低点，而后再以3.5‰、22.54‰两段纵坡上升至天鹅荡路站。盾构出洞端头井加固采用三轴搅拌桩+高压旋喷桩的方式，加固区长度为9m，根据设计要求，加固体28d无侧限抗压强度不低于1Mpa。本区间采用小松TM634PMX-49铰接式土压平衡盾构进行施工，衬砌环管片外径为6200mm，管片环宽1200mm，转弯环管片的楔形量为37.2mm，始发洞门预埋钢圆环内径6700mm。
根据总体盾构工筹，本区间盾构在文溪路站南端始发，区间隧道与文溪路站相接处为400m半径（平面曲线）圆曲线，造成本区间盾构需在圆曲线始发，成为本工程的重难点，而隧道衬砌管片与隧道线性的拟合是盾构在圆曲线顺利始发的关键。
2 施工技术简介
由于盾构始发位置处在设计缓和曲线呢，盾构在始发基座上无法安装成缓和曲线的线型，负环管片也无法按缓和曲线的线型进行安装，只能按直线进行安装。因此要保证盾构始发之后盾构姿态在设计允许范围内，就必须将盾构始发托架与设计隧道中心线按一定的角度进行安装。合理的安装好盾构始发托架后，10环负环管片和正环管片的排版就成了盾构顺利始发的关键，而盾构始发过程中施工参数的控制以及管片纠偏的动态调整，是盾构按在设计允许的偏差范围内始发的保障。
3 施工控制要点
3.1 施工线路重新拟合。由于400m半径圆曲线与缓和曲线的交点在车站内衬墙位置，缓和曲线位于车站端头井内，而盾构在9.3m长的始发基座上无法实现缓和曲线的线型，在盾尾离开加固区与地下连续墙交界面前，盾构只能保持直线推进。而按常规做法，将盾构中心线与+1环管片的中心线重合进行布置始发托架时，当盾尾离开加固区与地墙交界面时，盾构头部偏差已达+253.6mm，严重超出地铁设计界限，因此需重新设计施工线路，并合理的进行管片排版使之与施工线路相契合，才能在设计允许的偏差范围内完成盾构始发施工。
3.2 发射架定位。盾构始发托架需与洞门形成一定的夹角进行安装，如果夹角过小的话，不能满足转弯提前量的要求，如果夹角过大的话，将使盾构与洞门钢圆环距离过近，或者不能顺利通过洞门钢圆环。由于盾构出洞洞门钢圆环安装时，只能按垂直地墙进行安装，这样将造成洞门钢圆环与隧道形成一定的夹角，使得盾构在出洞过程中的可利用间隙变小33mm。
3.3 管片排版的计算和确定。依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系，计算400m半径圆曲线转弯环与直接环的排版比例。
转弯环偏转角的计算公式：
θ=2γ=2arctgδ/D
式中：θ―转弯环的偏转角；δ―转弯环的最大楔形量的一半；D―管片直径。
将拼装1点或11点位楔形量数据δ=37.2/2=18.6mm代入得出θ=0.3451。
根据圆心角的计算公式：
X=180L/πR
式中：L―段线路中心线的长度；R―曲线半径，取400m。
而X=θ，将之代入，得出L=2.408m。
上式表明，在400m的圆曲线上，每隔2.408m要用一环转弯环，由于转弯环长度为1.2米，因此所有转弯环管片在拼装最大楔形量点位的前提下，400米圆曲线理论排版为转弯环数量：直线环数量=1：1。
3.4 施工过程中的调整。完成线路的重新拟合和管片的排版后，在施工过程中还需进行动态的纠偏调整，确保盾构按重新拟合的线路进行掘进施工。（1）每环测量管片的法面与设计轴线进行对比，使用石棉纸贴片进行动态纠偏，每环贴片的最大厚度不得超过8mm，并且每环加贴遇水膨胀止水条，预防管片渗漏水情况发生。（2）根据盾构掘进情况和千斤顶左右行程差的变化趋势，拟在铰接位置通过洞门处小导轨后小角度开启盾构铰接，在盾构本体全部离开洞门后，缓慢加大盾构铰接至0.8度，并按1：1的比例安装转弯环和直线环管片。（3）根据盾尾间隙、千斤顶左右行程差、铰接开度以及管片法面情况，合理调整管片的型号，必要时连续安装2环转弯环管片，以达到管片姿态、盾构姿态和施工线路三者相契合，实现快速造盾构转弯趋势的目的，过渡到圆曲线的姿态。
4 施工机械设备及材料
4.1 机械设备。主要施工机械见下表4.1-1：
5 结语
随着城市轨道交通线路设计的复杂化，带给施工的困难也越来越大，小半径圆曲线盾构始发施工是由于线路设计原因导致的较大的施工难题，本工程在施工前进行了超前筹划，合理的调整了施工线路与设计线路相拟合，准确计算出管片的排版和盾构始发施工过程中的各项技术参数，精确的安装了盾构始发托架和反力支架，并且始发过程中进行了动态纠偏，确保了成型隧道的施工质量满足设计和规范要求，从施工的角度用实践验证了盾构在小半径圆曲线始发施工的可行性，为今后城市轨道交通的线路设计和类似工程的施工提供了事实依据，具有一定的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 李伶.地铁设计中最小半径的选择[J].铁道勘察与设计，2012.
[2] 中华人民共和国国家标准.地铁设计规范（GB50157-2003）[S].北京：中国计划出版社，2003.
