地铁盾构区间线路设计与优化技术研究

单瑶嘉 余莉莎

摘 要：盾构法是目前地铁隧道施工的首选方法，由于测量的滞后性与施工误差，盾构实际掘进线路偏离设计线路较为常见，若偏差值超过规范允许值，列车的安全运营将会受到重要影响。本文以武汉地铁四号线二期王家湾站-玉龙路站区间右线盾构施工为背景，针对右DK5+527.97～右DK5+541.47区间隧道实际掘进线路偏离了设计线路，成型隧道车辆肩部侵入建筑限界范围的现状，依据隧道测量成果对该地铁区间进行了调线调坡设计；因线路调整导致右DK5+524.98前后各15m范围内最小限界仅为67mm，不能满足最小限界100mm的要求，开展了此范围内线路优化的技术研究，保证了区间右线盾构施工的顺利进行与列车运营安全。

关键词：地铁；盾构；线路设计；优化

1 引言

盾构法是目前地铁隧道施工的首选方法，由于盾构掘进过程中测量的滞后性及施工误差，实际掘进线路偏离设计线路较为常见，若偏差值超过规范允许值，列车的安全运营将会受到重要影响，则需对线路进行调整优化，以保证列车的安全运营[1]。本文以武汉地铁四号线二期王家湾站～玉龙路站区间右线盾构施工为背景，针对盾构掘进过程中线路偏差值超过了规范允许值的现状，开展了地铁区间线路设计与优化的技术研究，保证了区间右线盾构施工的顺利进行与后期列车运营安全。

2 工程概述

王家湾站～玉龙路站区间右线里程为：右DK5+129.00～右DK5+832.35，区间全长703.351m，均为地下线路，采用盾构法施工。右线线路平面设有2个曲线段，最大曲线半径1500m，最小曲线半径600m，右线线路出玉龙路站后，首先设为2‰上坡，然后设为24‰和7.184‰下坡，靠近王家湾站设置平坡进站，平坡段长度14.391m，此平坡段为本区间右线最低点，右线最大竖曲线半径为5000m，最小竖曲线半径为3000m。区间右线最大埋深约为24m，最小埋深约为10m。

因武汉50年一遇的特大暴雨，王家湾站-玉龙路站区间右线隧道全线淹没，盾构停机里程为右DK5+525.24。恢复掘进后，盾构机姿态开始出现偏差，偏差趋势为水平向左偏，竖向下偏。在掘进时采取了低速纠偏的技术措施，但纠偏措施未能达到预期的效果，为避免盾构继续掘进造成返工与对后期运营造成诸多问题，掘进到右DK5+541.47里程时，盾构机停止掘进。

3 线路设计与优化

3.1 线路偏差分析

盾构停止掘进后，依据列车运营有关要求对成型隧道开展了隧道中心线与隧道断面测量。依据测量结果，经分析，王家湾站～玉龙路站区间右线隧道盾构施工过程中，右DK5+527.97～右DK5+541.47区间隧道实际线路偏离了设计线路，右DK5+539.95处最大沉降为406mm，曲线向外侧偏移320mm；平面和纵断面最大偏移均出现在右DK5+541.47处，隧道最大沉降为478mm，曲线向外侧偏移325mm。成型隧道车辆肩部已侵入建筑限界范围，严重影响了列车的安全运营。为了保证列车的安全运营，需对右DK5+527.97～右DK5+541.47范围进行线路调整优化。

3.2 线路设计

依据《地铁设计规范》（GB50157-2003），对王家湾站～玉龙路站区间右线DK5+527.97～DK5+541.47区间线路进行调整，经多方案比选，拟调方案：调整前平曲线半径R=600m，超高H=75mm；调整后平曲线半径R=670m，超高H=60mm；B1型城轨车、750v三轨下部受流，轨道为半超高方式。

线路调整后DK5+539.95处与DK5+541.47处限界情况如图1与图2所示。经分析：调整后的线路该范围满足限界要求。

3.3 線路优化

线路调整后右DK5+524.98处最小限界仅为67mm，且该处前后各15m范围内均不满足建筑限界与设备限界之间的最小间距不宜小于200mm，困难条件下不应小于100mm的要求[2]。

经过多方案研究，为满足右DK5+524.98处与前后各15m范围内限界要求，并为今后运营维护留下较好条件，该范围内拟采用将三轨安装到对侧的优化方案。

根据《地铁设计规范》（GB50157-2013），若三轨调整到对侧安装后右DK5+524.98处最小限界为142mm，满足规范要求的最小值100mm，且该处前后各15m范围内限界均满足要求。

4 结束语

线路调线调坡设计前成型隧道右DK5+527.97～右DK5+541.47区间车辆肩部已侵入建筑限界范围，为保证盾构施工的顺利进行与后期列车的安全运营需对线路进行调线调坡设计。王家湾站～玉龙路站区间右DK5+527.97～DK5+541.47线路原平曲线半径由600m调整为670m；超高由75mm调整为60mm后该里程段满足列车运营要求。线路调整后右DK5+524.98处最小限界仅为67mm，不满足最小值100mm要求，采用将该处前后各15m范围内三轨调整到对侧安装的优化方案后，最小限界值可达到142mm，符合限界要求。

参考文献：

[1] 李围，何川.地铁车站施工方法综述[J].西部探矿工程，2004（7）：109～111.

[2] CJJ 96-2003.地铁限界标准[S].