超小轉(zhuǎn)彎半徑土壓平衡盾構(gòu)針對性設(shè)計

張衛(wèi)東/ ZHANG Wei-dong

（中國鐵建重工集團(tuán)股份有限公司，湖南 長沙 410100）

國內(nèi)常規(guī)地鐵隧道最小轉(zhuǎn)彎半徑通常設(shè)計為200m 左右，而隨著城市地下空間的不斷開發(fā)，受地上和地下既有建筑物的限制，越來越多的隧道線路選擇用急曲線施工來克服周邊環(huán)境的制約，越來越多的超小轉(zhuǎn)彎半徑曲線被應(yīng)用于盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計中。國外方面，日本在這一領(lǐng)域研究較早，其公路、鐵路、地鐵等隧道的最小轉(zhuǎn)彎半徑大多集中在100m，馬來西亞吉隆坡地鐵隧道要求150m 的轉(zhuǎn)彎半徑；國內(nèi)方面，某地鐵項(xiàng)目工程，隧道開挖直徑?6.28m，最小轉(zhuǎn)彎半徑僅51m，常規(guī)主動鉸接盾構(gòu)結(jié)構(gòu)難以滿足施工的要求。本文以該項(xiàng)目為背景，研究適用于超小轉(zhuǎn)彎半徑區(qū)間的土壓平衡盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

某地鐵盾構(gòu)隧道工程，盾構(gòu)開挖直徑6 280mm，隧道長約1 370m，頂板埋深10～20m，隧道最小水平曲率半徑僅R=51m，如圖1、圖2 所示。隧道沿線地層基本上由上而下可分為回填層、粉土質(zhì)黏土或砂質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土、黏土、粉土質(zhì)砂。盾構(gòu)區(qū)間沿線范圍為主要為繁華市區(qū)，地面沉降要求嚴(yán)格。

圖1 平面路線圖

圖2 轉(zhuǎn)彎施工路線模擬

2 超小轉(zhuǎn)彎半徑盾構(gòu)針對性設(shè)計

由于盾構(gòu)主機(jī)部分為剛性結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)彎的過程實(shí)際上是以直線去擬合設(shè)計曲線。所以，影響盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎能力的因素主要有主機(jī)長度、鉸接形式、鉸接密封形式、刀盤的超挖能力、同步注漿系統(tǒng)、出渣形式等[1]。高難度的線路設(shè)計對盾構(gòu)設(shè)計也提出了極高的要求，為適應(yīng)區(qū)間超小轉(zhuǎn)彎半徑，本工程從以上多個角度對設(shè)備進(jìn)行針對性設(shè)計，提高設(shè)備的靈活性。……