本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)隧道始發(fā)施工方法，尤其是涉及一種超淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)施工方法。

背景技術(shù)：

隨著我國城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市地下軌道交通的建設(shè)也相應(yīng)取得了飛速發(fā)展，但在城市軌道交通線路的選線設(shè)計方面，由于受規(guī)劃及既有建(構(gòu))筑物的制約，使得城市軌道交通的線形設(shè)計越來越復(fù)雜，不可避免的會出現(xiàn)存在小半徑曲線的規(guī)劃線路。小半徑曲線盾構(gòu)法施工技術(shù)與常規(guī)盾構(gòu)法施工技術(shù)相比存在一定的特殊性，施工難度大、風(fēng)險大。盾構(gòu)機在小半徑曲線區(qū)段施工技術(shù)的關(guān)鍵在于始發(fā)質(zhì)量的好壞及掘進過程中軸線的精細(xì)化控制，始發(fā)成功與否決定著整個區(qū)間隧道盾構(gòu)施工的成敗，對隧道施工安全、進度、質(zhì)量、工期及經(jīng)濟效益產(chǎn)生決定性的影響，軸線的精細(xì)化控制可以更好地提升盾構(gòu)施工的質(zhì)量。且隨著地下鐵路的提速，隧道直徑也相應(yīng)變大，大斷面隧道的修建越來越多。因此采取怎樣的合理措施來保證大斷面隧道盾構(gòu)施工在小半徑曲線上高質(zhì)量始發(fā)掘進，使管片不出現(xiàn)錯臺、漏水等事故是整個盾構(gòu)施工過程的難點與重點。

之前學(xué)者對于小半徑盾構(gòu)始發(fā)掘進基本上都是在地鐵施工過程中研究，由于地鐵施工所用盾構(gòu)機直徑較小，一般為6m多，在小半徑曲線段始發(fā)掘進相對較容易，且始發(fā)技術(shù)已較為成熟，本發(fā)明所研究的小半徑(R413)曲線段始發(fā)盾構(gòu)機直徑為8～8.8m，為典型的大斷面隧道，且埋深較淺，松弛荷載較大，施工控制較為困難，且管片楔形量為40～46mm，管片糾偏極為困難，如果控制措施采取不當(dāng)，極易造成始發(fā)結(jié)構(gòu)的坍塌，管片出現(xiàn)錯臺、漏水等工程病害，且整個曲線隧道施工質(zhì)量的好壞決定于盾構(gòu)始發(fā)控制及掘進過程中對軸線的精細(xì)化控制。為此發(fā)明針對大斷面隧道的小半徑高質(zhì)量曲線始發(fā)及精細(xì)化軸線控制開展了研究，為以后類似盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)研究提供了可靠的借鑒依據(jù)及參數(shù)模板。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種超淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)施工方法，一種超淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)施工方法，包括以下操作步驟：

所述大斷面為盾構(gòu)機直徑為8～8.8m，所述小半徑為413～500m，楔形量為40～46mm；

步驟一、確定割線的參數(shù)設(shè)計，盾尾進洞后開始糾偏計算：

盾構(gòu)機采用始發(fā)段圓曲線的割線線型，采集盾構(gòu)機參數(shù)、托架長度、反力架距離盾構(gòu)鋼環(huán)尺寸、盾構(gòu)始發(fā)起點里程、隧道中心坐標(biāo)以及臺車長度與寬度，根據(jù)始發(fā)井與暗埋段接頭處隧道中心線的距離、始發(fā)割線與隧道中線平面圖、始發(fā)井與中隔墻邊線的距離、《盾構(gòu)法施工隧道施工與驗收規(guī)范》、根據(jù)軌道的平順度公差要求，限定后配套臺車出反力架分別與暗埋段側(cè)墻以及中隔墻保持18～22cm，以及盾構(gòu)始發(fā)井長度；根據(jù)始發(fā)割線與隧道中線平面圖計算確定盾構(gòu)始發(fā)割線在盾構(gòu)機刀盤位置向曲線內(nèi)側(cè)偏移距離，始發(fā)時刀盤的坐標(biāo)為(x₁,y₁),單位m；始發(fā)割線方位為α₁，單位秒；則理論上在盾構(gòu)機盾尾進洞后盾構(gòu)機的刀盤坐標(biāo)為：

x＝x₁+L×cos(α₁)；

y＝y(tǒng)₁+L×sin(α₁)；

其中，盾構(gòu)機長度為L，單位m；

根據(jù)始發(fā)割線與隧道中線平面圖中割線與隧道中線的相對幾何關(guān)系計算可得盾尾完全進洞后刀盤坐標(biāo)與隧道中線相比偏右E，單位m；

步驟二、設(shè)計盾構(gòu)機糾偏曲線；

根據(jù)步驟一設(shè)定的始發(fā)割線，盾構(gòu)機掘進過程中，當(dāng)盾構(gòu)機偏離隧道設(shè)計軸線時采用三次樣條曲線作為糾偏曲線進行模擬設(shè)計；

根據(jù)盾構(gòu)機的參數(shù)，在盾構(gòu)機刀盤進洞5～8m以后開始糾偏，并根據(jù)步驟一設(shè)計的割線參數(shù)可得此時盾構(gòu)機平面偏差為E₁，單位m；其中-表示左偏；

設(shè)定開始糾偏時刀盤坐標(biāo)為：步驟一中的始發(fā)時刀盤坐標(biāo)(x₁,y₁),糾偏完成后刀盤坐標(biāo)在隧道中線上；根據(jù)糾偏曲線長度、隧道偏差以及管片平順度，按照平均每米的糾偏不大于10mm根據(jù)始發(fā)割線與隧道中線平面圖進行幾何計算，取得糾偏曲線的長度約為L₁，單位m；主要是根據(jù)《盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范》(GB50446-2008)和海瑞克DZ192盾構(gòu)機圖紙設(shè)計要求隧道的最大水平偏差確定割線。要求盾構(gòu)機沿割線掘進后的成型隧道中線與設(shè)計的隧道中線偏差小于設(shè)計要求就行，在滿足這個條件的前提下考慮盾構(gòu)機參數(shù)、始發(fā)井的尺寸等相關(guān)情況。采用割線始發(fā)一般是用在小半徑曲線始發(fā)的情況。

始發(fā)井和隧道中線的平面圖就是根據(jù)設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸畫出來的，在平面圖上直接畫出來想要始發(fā)的割線然后可以再圖上量取割線和設(shè)計中線的最大偏差情況。

糾偏結(jié)束時隧道中線方位角為α₂，單位秒；其中，糾偏結(jié)束時刀盤坐標(biāo)為(x₂,y₂)，單位m；

設(shè)糾偏曲線的方程為：

y＝ax³+bx²+cx+d

將步驟一刀盤坐標(biāo)(x₁,y₁)以及步驟二糾偏結(jié)束時刀盤坐標(biāo)(x₂,y₂)代入公式可得：

y₁＝ax₁³+bx₁²+cx₁+d ①

y₂＝ax₂³+bx₂²+cx₂+d ②

三次樣條曲線的一階導(dǎo)數(shù)為曲線的斜率，糾偏開始時三次樣條曲線的斜率等于割線的斜率；糾偏結(jié)束時樣條曲線的斜率等于隧道中心線切線的斜率，可得到公式：

y₁′＝3ax₁²+2bx₁+c ③

y₂′＝3ax₂²+2bx₂+c ④

聯(lián)立方程式①②③④可得到樣條曲線的系數(shù)，即確定樣條曲線；

進一步，根據(jù)步驟二的確定樣條曲線，使用CAD軟件以樣條曲線與割線和隧道中線相切為條件做出樣條曲線。

進一步，在步驟一之前還包括：小半徑隧道盾構(gòu)始發(fā)前期準(zhǔn)備，依次進行如下步驟：

步驟a、始發(fā)端頭土體穩(wěn)定措施；

首先，加固區(qū)設(shè)置3～5處應(yīng)急降水井，在破除洞門前3～5天實施降水，水位降至管片結(jié)構(gòu)底1m以下，待盾構(gòu)出洞，拼裝3～5環(huán)管片后停止降水；

其次，井端頭加固采用φ800mm@600mm旋噴樁加固，旋噴樁加固采用42.5級以上的普通硅酸鹽水泥，每延米水泥用量不得少于300kg，水泥漿的水灰比為1:1～1:1.5；旋噴樁加固后土體28d無側(cè)限抗壓強度不小于2.0MPa，滲透系數(shù)不得大于10^-7cm/s；

步驟b、采用橡膠簾布、固定板、墊片、折頁翻板以及圓環(huán)板進行洞門的密封；

步驟c、始發(fā)時標(biāo)高控制；采取盾構(gòu)機水平始發(fā)并將盾構(gòu)機刀盤位置的托架抬高0.020m。

進一步，在執(zhí)行步驟一之后且步驟二之前執(zhí)行以下步驟：

步驟1-1、根據(jù)盾構(gòu)機的參數(shù)、步驟一始發(fā)的設(shè)計的割線參數(shù)和洞門鋼環(huán)的位置計算出始發(fā)托架的空間位置，然后對始發(fā)托架進行放樣，始發(fā)托架安裝后進行測定驗證，矯正托架的水平偏差不大于0.003mm，標(biāo)高偏差不大于0.005mm；

步驟1-2、反力架定位；

根據(jù)盾構(gòu)機的參數(shù)、步驟一始發(fā)的設(shè)計的割線參數(shù)和洞門鋼環(huán)的位置計算出反力架的空間位置，然后對反力架進行放樣，反力架安裝后進行測定驗證，矯正反力架的水平偏差不大于0.005mm，標(biāo)高偏差不大于0.005mm，垂直度不大于1‰；

在執(zhí)行步驟二之后執(zhí)行以下步驟：

步驟三、首先，始發(fā)過程中，對土倉壓力、總推力、推進速度、出土量、刀盤扭矩、刀盤轉(zhuǎn)速以及注漿壓力指標(biāo)各個參數(shù)進行動態(tài)施工控制；

其次，對上述參數(shù)根據(jù)始發(fā)區(qū)域地層情況進行反復(fù)的理論計算，并根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行參數(shù)調(diào)整，找到最優(yōu)的施工參數(shù)；

步驟四、保持盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)；

施工掘進過程中要實時監(jiān)測，依據(jù)測量結(jié)果，根據(jù)隧道盾構(gòu)軸線，盾殼與管片四周之間的距離，分析并調(diào)整掘進參數(shù)，控制高程偏差和水平偏差；

步驟五、負(fù)環(huán)管片拼裝；

負(fù)環(huán)管片閉口環(huán)脫離盾尾后，應(yīng)立即對其進行加固支撐；當(dāng)盾構(gòu)機推進時，盾構(gòu)機的上部千斤頂頂力通過第一環(huán)閉口環(huán)管片支撐進行軸向力傳遞；

當(dāng)加固支撐設(shè)置完成后，在初始段，后靠要設(shè)置變形觀察點，且測量次數(shù)要逐步增多，直至后靠變形穩(wěn)定之后，再減少每環(huán)的觀測次數(shù)直至停止觀測；

步驟六、在盾構(gòu)切口至支撐環(huán)以及支撐環(huán)至盾尾部增設(shè)鉸接；

步驟七、對軸線進行精細(xì)化控制,在盾構(gòu)機掘進過程中進行同步注漿和二次補充注漿，掘進過程中預(yù)留偏移量，考慮始發(fā)區(qū)域土層情況，經(jīng)過理論計算，將預(yù)留偏移量設(shè)置為19～22mm，并在每環(huán)掘進的過程中都要進行糾偏，并且保證楔形塊的環(huán)面要與徑向曲率半徑面垂直；

進一步，在步驟七中，施工時候采用低壓石棉橡膠板，控制管片的位移。

進一步，還包括步驟八，始發(fā)施工質(zhì)量分析；

始發(fā)過程中通過對始發(fā)區(qū)域部分管片安裝的偏差情況進行測定及對周邊環(huán)境的沉降變形情況進行總結(jié)分析。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

在城市地下軌道交通施工建設(shè)及選線設(shè)計時，不可避免的會出現(xiàn)存在小半徑曲線的規(guī)劃線路，且盾構(gòu)機直徑為8～8.8m，屬于典型的大斷面隧道，本發(fā)明針對大斷面隧道的高質(zhì)量小半徑(R413～500m)，且管片楔形量為40～46mm的始發(fā)掘進技術(shù)展開研究，采用割線始發(fā)和軸線精細(xì)化控制技術(shù)。(1)始發(fā)線型的合理選擇：包括始發(fā)井在內(nèi)的整個盾構(gòu)始發(fā)區(qū)段都處在小半徑曲線段(R413～500m)，始發(fā)時盾構(gòu)機只能沿直線推進，且盾構(gòu)半徑較大，對軸線的偏差控制要求極為嚴(yán)格，始發(fā)路徑選擇的合理與否是制約整個盾構(gòu)始發(fā)過程的關(guān)鍵和難點，本發(fā)明采用割線始發(fā)技術(shù)。(2)始發(fā)架和反力架的設(shè)置：盾構(gòu)機軸線糾偏調(diào)整存在滯后性是曲線段盾構(gòu)始發(fā)的主要難點及重點，通過理論計算盡早采用超挖、設(shè)置鉸接和區(qū)域油缸裝置等預(yù)處理措施盾構(gòu)機整體姿態(tài)和掘進線型進行調(diào)整，這就必然導(dǎo)致盾構(gòu)推進反力的大小和方向存在較大的不確定性，故始發(fā)架和反力架必須牢固可靠，能夠承受側(cè)向力的作用。(3)負(fù)環(huán)管片拼裝：負(fù)環(huán)按照16點位置拼裝，螺栓緊固力36KgM，鋼絲繩拉緊牢固。在洞門處對負(fù)環(huán)管片增加剛性支撐，使管片能承受側(cè)向力的作用。(4)盾構(gòu)推進時各項參數(shù)的合理選擇：盾構(gòu)曲線始發(fā)不僅處于小半徑圓曲線段，而且處于縱向下坡段，盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整和控制至關(guān)重要，始發(fā)掘進每一環(huán)推進時各項參數(shù)的合理選擇是關(guān)鍵。(5)采用割線始發(fā)和軸線精細(xì)化控制，保證了盾構(gòu)機順利始發(fā)并掘進，使盾構(gòu)隧道管片姿態(tài)偏差及周邊環(huán)境沉降變形都控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，既節(jié)省了工期，又保證了盾構(gòu)掘進施工的安全。(6)加強監(jiān)測力度，實行動態(tài)信息化施工，密切監(jiān)視各點位的沉降變化情況，并及時采取補救措施，最終使盾構(gòu)施工高質(zhì)量地在小半徑曲線隧道始發(fā)掘進。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下：

本發(fā)明特別適合在城市地鐵的隧道施工，既保證施工質(zhì)量，還不損壞有限建筑，提高施工速度。本發(fā)明的姿態(tài)偏差及沉降變形均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足規(guī)范的控制標(biāo)準(zhǔn)，并保證了盾構(gòu)機順利始發(fā)并掘進，既節(jié)省了工期，又保證了質(zhì)量和施工安全。

附圖說明

圖1是始發(fā)段交通平面圖。

圖2是淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)工藝流程圖。

圖3是始發(fā)割線與隧道中心線平面圖。

圖4是左線部分管片安裝的偏差情況統(tǒng)計圖。

圖5是右線部分管片安裝的偏差情況統(tǒng)計圖。

圖6是始發(fā)過程中左右線部分點位土體沉降情況圖。

具體實施方式

本發(fā)明以新建珠海市區(qū)至珠海機場城際軌道交通項目拱北至橫琴段的淺埋大斷面(直徑8.8m)盾構(gòu)隧道施工為例，具體說明，如圖1-6所示，本發(fā)明采用割線始發(fā)和軸線精細(xì)化控制技術(shù)，始發(fā)過程中隧道管片安裝左線最大標(biāo)高偏差19mm，最大水平偏差28mm，右線最大標(biāo)高偏差16mm，最大水平偏差23mm；左線隧頂最大沉降量為1.6mm，右線最大沉降量為4.35mm。姿態(tài)偏差及沉降變形均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足規(guī)范的控制標(biāo)準(zhǔn)，并保證了盾構(gòu)機順利始發(fā)并掘進，既節(jié)省了工期，又保證了質(zhì)量和施工安全。

隧道割線始發(fā)設(shè)計

1、盾構(gòu)機概況

1#工作井～灣仔北站盾構(gòu)區(qū)間，使用中國鐵建重工研發(fā)的首批大直徑盾構(gòu)DZ192盾構(gòu)機。盾構(gòu)機長度10.3m，前盾直徑8.8m，盾中8.785m，盾尾8.77m，后配套臺車6節(jié)。

2、割線的參數(shù)設(shè)計

盾構(gòu)機始發(fā)采用直線的線型，即始發(fā)段圓曲線的割線，盾尾進洞后開始糾偏計算。盾構(gòu)機長度10.3m，托架長度14.5m，反力架距離盾構(gòu)鋼環(huán)15.2m。盾構(gòu)始發(fā)起點里程為DK2+748.926，隧道中心坐標(biāo)為(2456990.731,117846.517)，由于始發(fā)井與暗埋段接頭處隧道中心線與中隔墻邊線的距離只有3.33m，盾構(gòu)機負(fù)環(huán)數(shù)量為9.5環(huán)，負(fù)環(huán)長度15.2m。而盾構(gòu)始發(fā)井長度只有為19.2m，后配套臺車的寬度為6.1m，中隔墻限制了后配套臺車的行走線路，為保證臺車的安全，盾構(gòu)始發(fā)割線在盾構(gòu)機刀盤位置向曲線內(nèi)側(cè)偏移0.070m，始發(fā)時刀盤的坐標(biāo)為(2456990.759,117846.581)。始發(fā)割線方位為155°12′13.97″，與刀盤位置隧道中線切線方向(155°08′0.23″)夾角為0°4′13.74″。則理論上在盾構(gòu)機盾尾進洞后盾構(gòu)機的刀盤坐標(biāo)為：

x＝2456990.759+10.3×cos(155°12′13.97″)＝2456981.409

y＝117846.581+10.3×sin(155°12′13.97″)＝117850.901

根據(jù)割線與隧道中線的相對幾何關(guān)系計算可得盾尾完全進洞后刀盤坐標(biāo)與隧道中線相比偏右0.075m，符合《盾構(gòu)法施工隧道施工與驗收規(guī)范》的要求，同時保證臺車和電瓶車軌道的平順度和后配套臺車出反力架后與暗埋段側(cè)墻和中隔墻保持20cm的安全距離，始發(fā)割線與隧道中心線平面圖如圖3。

3、盾構(gòu)機糾偏曲線設(shè)計

盾構(gòu)機掘進過程中，當(dāng)盾構(gòu)機偏離隧道設(shè)計軸線時需要進行糾偏，本文以平曲線為例采用三次樣條曲線作為糾偏曲線進行模擬計算。

根據(jù)盾構(gòu)機的性能，在盾構(gòu)機刀盤進洞5m后可以開始糾偏，并根據(jù)設(shè)計的割線參數(shù)可得此時盾構(gòu)機平面偏差為-0.032m(“-”表示左偏)。

經(jīng)計算開始糾偏時刀盤坐標(biāo)為：(x₁＝2456990.759,y₁＝117846.581),糾偏完成后刀盤坐標(biāo)在隧道中線上。為盡量減小糾偏曲線長度，減少隧道偏差，并考慮管片平順度，按照平均每米的糾偏不大于10mm進行計算，則糾偏曲線的長度約為17.6m(11環(huán))。糾偏結(jié)束時隧道中線里程為DK2+771.526，方位角為151°53′46.27″，隧道中心坐標(biāo)為(x₂＝2456970.572,y₂＝117856.745)。

設(shè)糾偏曲線的方程為：

y＝ax³+bx²+cx+d

將兩個刀盤坐標(biāo)代入公式可得：

y₁＝ax₁³+bx₁²+cx₁+d ①

y₂＝ax₂³+bx₂²+cx₂+d ②

樣條曲線曲線的一階導(dǎo)數(shù)為曲線的斜率，糾偏開始時三次樣條曲線的斜率等于割線的斜率；糾偏結(jié)束時樣條曲線的斜率等于隧道中心線切線的斜率，可得到公式：

y₁′＝3ax₁²+2bx₁+c ③

y₂′＝3ax₂²+2bx₂+c ④

聯(lián)立方程式①②③④可得到樣條曲線的系數(shù)，即確定樣條曲線。為了更主觀的顯示和減少計算量，使用CAD軟件以樣條曲線與割線和隧道中線相切為條件做樣條曲線，直接能夠反映出樣條曲線的情況和每掘進1m需要的糾偏量。

小半徑隧道盾構(gòu)始發(fā)前期準(zhǔn)備

1、始發(fā)端頭土體穩(wěn)定措施

(1)降水

加固區(qū)設(shè)置3處應(yīng)急降水井，在破除洞門前3～5天實施降水，水位降至管片結(jié)構(gòu)底1m，待盾構(gòu)出洞，拼裝3環(huán)管片后停止降水。降水作為輔助措施，可提高土體的密度及強度。

(2)土體加固

1#井端頭加固采用旋噴樁加固，旋噴樁加固采用42.5級以上的普通硅酸鹽水泥，每延米水泥用量不得少于300kg，水泥漿的水灰比為1:1～1:1.5。旋噴樁加固后土體28d無側(cè)限抗壓強度不小于2.0MPa，滲透系數(shù)不得大于10^-7cm/s。

2、洞門密封的安裝

為了防止始發(fā)時泥漿從始發(fā)洞門與盾構(gòu)機之間的縫隙中流出以及盾尾通過始發(fā)洞門時注漿漿液的流出，始發(fā)時洞門需要進行嚴(yán)格密封，如洞門密封問題處理不好，盾構(gòu)機通過洞門裝置時會發(fā)生漏漿漏水事故，且泄露嚴(yán)重的話會造成坍塌事故，必須引起高度重視。本發(fā)明采用橡膠簾布、固定板、墊片、折頁翻板及圓環(huán)板進行密封。

3、始發(fā)時標(biāo)高控制

盾構(gòu)機始發(fā)位置的隧道中心線沿15.7‰的坡度下坡，考慮到盾構(gòu)機直徑大，盾構(gòu)始發(fā)掘進過程中反力架受力較大，為保證反力架的受力均勻穩(wěn)定，采取盾構(gòu)機水平始發(fā)。盾構(gòu)機始發(fā)脫離托架后會產(chǎn)生不同程度的栽頭現(xiàn)象，因此將盾構(gòu)機刀盤位置的托架抬高0.020m。

4、始發(fā)托架與反力架定位

始發(fā)托架的定位精度決定了盾構(gòu)機始發(fā)時的姿態(tài)，反力架的定位精度將影響盾構(gòu)機掘進時的受力和管片拼裝的質(zhì)量。

(1)始發(fā)托架定位

根據(jù)盾構(gòu)機的參數(shù)、始發(fā)的設(shè)計的割線參數(shù)和洞門鋼環(huán)的位置計算出始發(fā)托架的空間位置，然后對始發(fā)托架進行放樣，始發(fā)托架安裝后進行測定驗證，托架的水平偏差為0.003mm(右偏)，標(biāo)高偏差0.005mm。

(2)反力架定位

始發(fā)托架的定位設(shè)計方案一樣對反力架進行定位，安裝完驗證得水平偏差為0.005mm(右偏)，標(biāo)高偏差0.005mm，垂直度為1‰。

5、推進參數(shù)控制管理

始發(fā)過程中，要對土倉壓力、總推力、推進速度、出土量、刀盤扭矩、刀盤轉(zhuǎn)速、注漿壓力等指標(biāo)進行動態(tài)施工控制，始發(fā)初期，要對上述參數(shù)根據(jù)始發(fā)區(qū)域地層情況進行反復(fù)的理論計算，并根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行參數(shù)調(diào)整，找到最優(yōu)的施工參數(shù)。

6、盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)控制

盾構(gòu)姿態(tài)是指從盾構(gòu)切口及盾尾兩中心線的高程、水平、坡度、軸線等方面的瞬間姿態(tài)，盾構(gòu)姿態(tài)保持的優(yōu)劣對整個區(qū)間隧道的走向起著主導(dǎo)作用，施工掘進過程中要勤勘勤測，依據(jù)測量結(jié)果，及時分析并調(diào)整掘進參數(shù)，使得隧道盾構(gòu)軸線和管片軸線擬合最好，高程偏差和水平偏差控制在最小范圍，盾殼與管片四周之間的空隙保持均勻。

7、負(fù)環(huán)管片拼裝

在盾構(gòu)機初期掘進期間，為使盾構(gòu)的推力從后方傳遞至后座再傳遞到豎井結(jié)構(gòu)，在盾構(gòu)機+1環(huán)與反力支座間需拼裝負(fù)環(huán)管片。1#工作井實際可用軸線尺寸為19.2m，盾構(gòu)后座由9環(huán)負(fù)環(huán)管片拼裝而成。負(fù)環(huán)管片推出盾尾后要立即進行加固支撐，保證負(fù)環(huán)管片的拼裝質(zhì)量，從而保證盾構(gòu)機的始發(fā)姿態(tài)。

為了確保始發(fā)段管片拼裝的質(zhì)量，使管片受力盡量均勻，負(fù)環(huán)管片閉口環(huán)脫離盾尾后，應(yīng)立即對其進行加固支撐。盾構(gòu)機推進時，上部千斤頂頂力通過第一環(huán)閉口環(huán)管片支撐進行軸向力傳遞。加固后推進千斤頂?shù)氖芰^(qū)域及油壓可以有較大的選擇范圍，便于盾構(gòu)出洞施工時軸線的控制。加固支撐設(shè)置完成后，在整個始發(fā)段盾構(gòu)推進期間應(yīng)注意觀察后座的變形，防止位移過大而造成破壞。在初始段，后靠要設(shè)置變形觀察點，且測量次數(shù)要逐步增多，直至后靠變形穩(wěn)定之后，再減少每環(huán)的觀測次數(shù)，變形穩(wěn)定后方可停止觀測。

8、鉸接

在盾構(gòu)切口至支撐環(huán)及支撐環(huán)至盾尾部增設(shè)鉸接部分，以提高整個盾構(gòu)機的靈活性，可以有效地減少隧道超挖量，確保隧道曲線施工掘進的軸線控制達(dá)到最佳效果。

9、軸線控制

盾構(gòu)機掘進過程中同步注漿和二次補充注漿不能完全保證圍巖的承載強度，以至于管片會受到側(cè)向力的作用，并向外側(cè)偏移，為了使隧道管片安裝偏差控制在規(guī)范要求之內(nèi)，掘進過程中要預(yù)留一定的偏移量，考慮始發(fā)區(qū)域土層情況，經(jīng)過理論計算，將預(yù)留偏移量設(shè)置為20mm左右，并保證每環(huán)掘進的過程中都要進行糾偏，保證偏移量盡量小確保楔形塊的環(huán)面要與徑向曲率半徑面垂直。施工過程中采用低壓石棉橡膠板，控制管片的位移，保證環(huán)面的平整，減小管片的破碎，從而有效地對軸線進行精細(xì)化控制。

10、始發(fā)施工質(zhì)量分析

盾構(gòu)在小半徑圓曲線段始發(fā)掘進施工，始發(fā)的成功與否是整個盾構(gòu)施工的關(guān)鍵，對施工質(zhì)量、安全、施工進度及工期起著至關(guān)重要的作用，始發(fā)過程中通過對始發(fā)區(qū)域部分管片安裝的偏差情況進行測定及對周邊環(huán)境的沉降變形情況進行總結(jié)分析。

(1)管片姿態(tài)分析

盾構(gòu)施工質(zhì)量的好壞很大程度上決定于管片安裝的偏差情況，管片安裝的偏差越小，錯臺、漏水等工程病害控制的就越好，后期養(yǎng)護維修成本也會更大程度上地降低，1#工作井左、右線前12環(huán)管片安裝的偏差情況如圖4～5所示，負(fù)值表示向右偏，正值表示向左偏。

由圖4可以看出，左線前12環(huán)管片安裝的標(biāo)高偏差都控制在20mm以內(nèi)，最大偏差出現(xiàn)在第4環(huán)管片處，偏差為19mm，前2環(huán)偏差為負(fù)，3環(huán)以后偏差為正，且偏差總體趨勢在變?。凰狡疃伎刂圃?0mm以內(nèi)，最大偏差出現(xiàn)在第6環(huán)管片處，偏差為28mm，且前12環(huán)管片的水平偏差都為負(fù)值向左偏，且隨著施工的進行，后來管片的偏差也越來越?。?/p>

由圖5可以看出，右線前12環(huán)管片安裝的標(biāo)高偏差跟左線相同，都控制在20mm以內(nèi)，最大偏差為16mm，全部向右偏；水平偏差最大為23mm，全部向左偏。開始掘進時，反力的實施主要依靠反力架及負(fù)環(huán)管片，受力較為復(fù)雜，受力方向與線路隧道軸線設(shè)計存在差異，管片安裝的偏差較大，隨著施工安裝環(huán)數(shù)的增多，施工反力的施加越來越穩(wěn)定，管片安裝出現(xiàn)的偏差就越低。

(2)始發(fā)過程周邊環(huán)境沉降變形情況

大斷面隧道小半徑始發(fā)盾構(gòu)施工過程中，對周邊環(huán)境的擾動很大，加固處理不當(dāng)就使得對周圍土層產(chǎn)生較大的變形，甚至?xí)霈F(xiàn)傾覆坍塌病害，且此次始發(fā)區(qū)域周邊環(huán)境極為復(fù)雜，始發(fā)過程中的左、右線隧頂正上方部分點位土體沉降變形情況如圖6，下沉為負(fù)，隆起為正。

由圖6可知，始發(fā)過程中左、右線隧頂土體變形均表現(xiàn)為下沉，左線最大沉降量為1.6mm，右線最大沉降量為4.35mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于施工要求的控制規(guī)范，表明此次盾構(gòu)始發(fā)施工預(yù)加固效果很好。

本發(fā)明特別適合在城市地鐵的隧道施工，既保證施工質(zhì)量，還不損壞有限建筑，提高施工速度。采用割線始發(fā)和軸線精細(xì)化控制技術(shù)，始發(fā)過程中隧道管片安裝左線最大標(biāo)高偏差19mm，最大水平偏差28mm，右線最大標(biāo)高偏差16mm，最大水平偏差23mm；左線隧頂最大沉降量為1.6mm，右線最大沉降量為4.35mm。