地鐵隧道施工偏差對線路調(diào)整設計造成的困難及對策

[摘 要]從線路專業(yè)角度，通過工程實例，闡述如果地鐵盾構隧道結構發(fā)生較大偏差會給線路平、縱斷面調(diào)整設計帶來困難和一些不良后果，并給出對策，警示施工及管理相關單位要千方百計避免地鐵隧道施工時出現(xiàn)較大偏差。

[關鍵詞]城市軌道交通；盾構隧道；線路；調(diào)整設計

隨著我國經(jīng)濟實力的提高、城市化進程的加快以及公共交通需求的增長，城市軌道交通建設迅猛發(fā) 展。至 2011年 l0月，北京、上海、廣州等 14個 城市的 50多條約1600km軌道交通線路已建成運 營，20多個城市的軌道交通線路正在設計建設之中，全國30 多個城市已基本確定線網(wǎng)規(guī)劃的軌道交通線路總長達9000km以上，新一輪城市軌道交通建設高潮已經(jīng)到來。

一、地鐵隧道施工偏差原因及統(tǒng)計分析

1.自動導向系統(tǒng)出現(xiàn)偏差及操作失誤引起的軸線偏差

地鐵盾構在掘進過程中經(jīng)常會由于自動導向系統(tǒng) 出現(xiàn)偏差、盾構姿態(tài)控制不好，導致隧道扭轉造成隧道軸線發(fā)生偏差。由于工人操作失誤造成盾構姿態(tài)變化從 而引起隧道軸線偏差，特別是第一次采用盾構施工的單位，由于缺乏人才及經(jīng)驗，比較容易出現(xiàn)此類軸線偏差。

2.測量原因引起的偏差

地鐵線路一般分為幾個標段施工，由于受地面控 制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量及細部放樣誤差的影響，使得兩個相向施工的貫通面、單向施工的貫通面與預留面的施工中線不能理想銜接，從而產(chǎn)生錯開現(xiàn)象 出現(xiàn)貫通誤差。貫通誤差反映在平面位置上為橫向及 縱向貫通誤差，反映在高程上為高程貫通誤差，這些誤差實際上使隧道斷面尺寸變小，其后果是造成侵限和 限界緊張。

3.當盾構出現(xiàn)偏移時因糾偏過快引起的偏差

有些缺乏盾構施工經(jīng)驗的單位，當盾構在掘進過 程中出現(xiàn)偏移時容易矯枉過正，糾偏過快或糾偏過度，造成隧道不規(guī)則無規(guī)律的偏差，出現(xiàn)死 彎急彎，更增 加 了線路調(diào)整設計難度。

4.隧道完工后因外部因素引起的偏差

隧道完工后變形對限界的影響也不可忽視，其變 形的原因比較復雜，對變形量 的預計也很困難，在設 計 過程中難以充分考慮其影響。

5.預留工程出現(xiàn)的隧道凈空不足或錯位引起 的偏差

大部分城市在地鐵建設的早期階段，經(jīng)常會根據(jù) 線網(wǎng)規(guī)劃在換乘節(jié)點處預留一段遠期線路。由于間隔 時間較長，且新 近施工的線路可能采用新的測量參考基 準（測量控制網(wǎng)），或新的設計標準 （改變車型 、受電或牽 引方式等），這時預留隧道的限界往往不能滿足要求甚至錯位，其后果容易造成隧道軸線偏差或凈空不足。

以上各種原因引起的隧道偏差統(tǒng)計分析顯示為： 圓形隧道施工誤差超過100mm限界控制要求的地段，主要產(chǎn)生于線路曲線段，約 占整個圓形隧道的15% 左 右。在所有區(qū)間超限的問題中，主要是線路平面的偏 差過大，約占施工誤差過大段的85%，而盾構隧道下沉 產(chǎn)生的超限地段約占15%。極個別線路平面嚴重超限 的隧道偏離設計位置最大達 2.1m以上 。

馬蹄形隧道施工誤差大于100mm限界要求的地段，主要位于線 路曲線段，約 占整個隧道的5%左 右。 馬蹄形隧道縱向施工誤差普遍較好，目前極少 出現(xiàn)誤 差大于100mm的地段 。明挖矩形隧道施工誤差大于 50mm限界要求的地段，主要位于線路曲線段，約占整 個矩形隧道的 5%，主要 表現(xiàn)為隧道壁偏斜或下沉。

二、限界專業(yè)對隧道施工及整改的技術要求

限界是限定車輛運行及軌道周圍構筑物超越的輪 廓線。限界分為車輛、設備、建筑 3種，是工程建設、管 線和設備安裝位置等必須遵守的依據(jù)。

合理的限界是保障行車安全、控制土建投資的重 要一環(huán)。隧道和橋梁竣工后的凈空，不得侵入建筑限 界。除有效站臺邊緣限界對施工誤差有特別規(guī)定外， 其余建筑限界不包含隧道等結構的施工誤差、測量誤 差及變形量等，以確保竣工后的隧道斷面凈空滿足建筑限界的要求。隧道及橋梁施工必須遵守圓形隧道和 馬蹄形施工誤差不得大于100mm，明挖矩 形隧道施工 誤差不得大于50mm，橋梁施工誤差不得大于50mm。

1）對隧道偏差不大的地段，通過特殊布置設備來 滿足限界要求。

2）對隧道偏差過大的地段 ，如通過特殊布置設備仍然不能滿足限界要求，則從 限界角度提出調(diào)整線路 設計的技術要求給線路專業(yè)，線路專 業(yè)按照限界要求 進行線路平、縱斷面調(diào)整設計。

三、線路平、縱斷面調(diào)整設計的難度

1.需要限界及測最專業(yè)大量數(shù)據(jù)

在隧道結構完工后，限界專業(yè)提出限界測量技術 要求，業(yè)主委托第三方測 量單位，按照限界要 求進行測 量，將測量數(shù)據(jù)結果提供給限界專業(yè)。限界專業(yè)對數(shù) 據(jù)進行系統(tǒng)分析，對比原設計線路的誤差值，對不滿足 限界要求的地段，需要進 行隧道主體凈空測量檢測，檢 測時重點測量建（構）筑物有可能影響行車安全的多個特征點

2.線路縱斷面調(diào)整設計

隧道內(nèi)在不調(diào)整結構及不降低地鐵行車功能的前 提下，線路平 面調(diào)整設計解決不了的困難只有通過縱 斷面調(diào)整設計來解決。 地鐵線路縱斷面由于上部限界、道床厚度和施工 誤差等條件的限制，其設計軌頂標高、坡段長度、坡度 及豎曲線半徑不允許做大的調(diào)整。線路縱斷面調(diào)整是線路調(diào)整設計的組成部分，尤其在圓形和馬蹄形斷面 中隧道施工偏差較大的地段，經(jīng)線路平面調(diào)整后，仍不 能滿足限界要求的情況下，可以采取降低軌道道床高 度、微調(diào)道床厚度和設置一定欠超高的措施，達到增加 隧道上部限界安全量的目的。另外，還可 以通過改變 超高設置的方式，將原設計的外軌全超高方式改為外 軌超高一半和內(nèi)軌降低一半的方式。

為此，建議在地鐵 隧道施工中，一是重視測量_r.作， 確保隧道控制軸線測量成果不出現(xiàn)誤差；二是控制好盾 構掘進姿態(tài)，確保嚴格按 操作規(guī)程實施，不 出現(xiàn)操作失 誤；三是及時發(fā)現(xiàn)問題，在發(fā)現(xiàn)偏 差后不應盲目糾偏，應及時通過設計調(diào)整，彌補錯誤，保證不出現(xiàn)急彎和s彎， 為正常調(diào)線調(diào)坡留下條件；四是重視各線控制網(wǎng)及各施工標段的銜接，保證測量 基準網(wǎng)的統(tǒng)一

參考文獻：

[1]張佩竹，李家穩(wěn)，孟凡鐵，等.城市軌道交通調(diào)線調(diào)坡集成 技術 [C]//中國城市軌道交通新技術：第二 集.北京：中國科學技術出版社，2007.

[2]王玉嵐.站場線路平面計算[M].北京：中國鐵道出版 社，1985.

作者簡介：陳士娟，女，西安交通工程學院，職稱：助教。