圆形地铁隧道调线调坡设计研究

李建斌

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

圆形地铁隧道调线调坡设计研究

李建斌

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

为纠正土建偏差，消除侵限，调线调坡是地铁隧道主体结构完成后，铺轨之前的一项十分必要的工作。首先要进行断面测量、建筑限界检查，然后通过调整设计线位和坡度，减小隧道侵限值，满足限界要求。以圆形隧道为例，介绍调线调坡设计的全过程，并总结调线调坡的方法和设计要点。

轨道交通； 调线调坡； 圆形隧道； 侵限值

1 概述

近年来，随着城市轨道交通建设的快速发展，国内多数一、二线城市均已开通或修建了地铁，不仅缓解了城市公交的压力，而且创造了良好的经济、社会效益。然而在施工过程中，由于施工误差、复杂的地质情况等原因，产生了隧道主体结构的差异沉降和偏移等问题，使土建工程发生了偏差。

调线调坡是隧道主体结构基本完成后，铺轨工程开始之前必须要做的一项十分必要的工作。一方面对隧道结构断面的各个测点进行限界检查，另一方面对线路平、纵断面进行调整，减小侵限，确保线路平顺，列车运行平稳，旅客乘坐舒适、安全[1-2]。

以深圳轨道交通5号线翻身站—灵芝站盾构区间圆形隧道为例进行分析，介绍调线调坡设计的全过程，为今后的轨道交通设计、施工提供借鉴和参考。

2 调线调坡测量

地铁隧道应完全按照设计进行施工，但是由于施工误差、复杂的地质情况等原因，导致了开挖后的隧道与设计不能完全符合。按照原设计平、纵断面将无法满足限界要求，这就需要进行调线调坡设计。

调线调坡测量工作，必须满足调线调坡设计工作的技术要求，通过测量，反映工程结构内轮廓及高程现状，为调线调坡设计提供基础数据。

调线调坡的测量包括线路中线的放样，结构顶板、底板的水准测量，以及横断面的测量[3-4]。

测量的基本要求如下所述。

(1)横断面测量之前要测设线路中线，所有横断面中心点都要设在线路中线上，中线测设资料以施工图设计文件为准。

(2)横断面底板顶和顶板底一般用水准仪测量，其余一般用全站仪、断面仪等仪器测量。

(3)外业测量选择横断面方向要与线路方向垂直，位于线路曲线点上的横断面要与该点处的切线方向垂直。

(4)横断面测量间距：线路直线、曲线段每6 m和5 m应测设一个横断面。此外还需要加测以下断面。

①区间。曲线的直缓、缓圆、曲中、圆缓、缓直五大桩；区间隧道起终点、隧道结构变化处、泵房中心、隔断门、变坡点处。

②在断链点处。

圆形隧道横断面测点位置如图1所示。

图1 圆形隧道横断面测点位置(单位：m)

调线调坡设计前，首先要对测量单位报来的断面测量数据进行检核，以确保数据真实可靠。

3 调线调坡限界检查

调线调坡限界检查包括横向限界检查和竖向限界检查，通过对每个横断面测点的测量数据与该测点的建筑限界进行比较，核实其是否侵限。

3.1 横向限界检查

横向侵限检查主要核实水平方向，线路中线与左、右两侧边墙之间的距离是否满足建筑限界要求。若在较长范围内普遍侵限，则需要进行调线，调线需满足规范要求以及全线技术标准。调整线路平面的方法主要有：调整曲线半径、调整缓和曲线长度、调整交点位置、直线地段增加大半径曲线等。

若进行了平面调整，则必须根据调整后的线路中线，重新进行结构顶板、底板的水准测量、以及横断面测量。

根据新的测量数据，重新进行横向限界检查，若满足限界要求，即可进行竖向限界检查。

3.2 竖向限界检查

竖向侵限检查包括轨道结构高度检查和轨上净空检查。

轨道结构高度检查需满足轨道专业要求，特别是在有高等、特殊减振要求的地段，调坡是必须要满足轨道专业要求，以免影响轨道铺设。

轨上净空检查需满足接触网专业要求。

如果竖向侵限，则需要调整纵断面。调坡的方法主要有：移动变坡点位置，调整竖曲线半径大小，在限界允许范围内增加竖曲线等。

4 调线调坡设计

4.1 调线设计[5-7]

根据限界检查情况，首先进行调线设计。

以翻身站—灵芝站区间右线，盾构地段为例，在DK4+690～DK4+955范围内，盾构机掘进时偏离了线路中线200～450 mm，最大偏离了449 mm，水平方向普遍侵限100～350 mm，必须调整平面线位才能满足限界要求。侵限处主要集中在两个小半径曲线(400、450 m)上，如表1所示。

表1 调线前水平侵限情况 mm

通过采用移动交点位置、调整曲线要素等方法来调整线路平面，调后线路中心距离左、右边墙侵限情况如表2所示，在结构允许误差范围之内，已满足限界要求。

表2 调线后水平侵限情况 mm

4.2 调坡设计[8-9]

平面线位满足要求之后，进行竖向侵限检查；若不满足限界要求，再进行纵断面调整[10]。

以翻身站-灵芝站区间右线，盾构地段为例，调平面满足限界要求之后，进行坡度调整。根据重新测量的结构顶板、底板数据，在DK4+630～DK4+695范围内，盾构管片严重上浮，最大上浮量达到367 mm，侵入建筑限界267 mm，造成轨道结构高度严重不足，无法铺轨。由于该区间是盾构地段，无法对结构底板、顶板进行局部凿除，必须进行坡度调整。

调坡前、后竖向侵限情况如表3、表4所示。

表3 调坡前结构底板侵限情况

调坡过程中，将5 000 m半径的竖曲线调成了4 200 m，变坡点位置由DK4+610移至DK4+584.307，并在规范允许范围之内，在DK4+440.455和DK4+733.241里程处增加了2个竖曲线，主要调整情况如图2、图3所示。

表4 调坡后结构底板侵限情况

图2 调坡前纵断面(单位：m)

移动变坡点后，需检核最低点位置，若最低点不在泵站处，需对轨道排水沟进行顺坡处理，以满足排水要求。

调坡后，轨道结构高度和轨上净空已基本满足限界要求。局部侵限无法消除，如DK4+680～DK4+685范围内底板侵限值为83～87 mm，因盾构地段无法对结构底板进行凿除，必须对轨道结构进行特殊处理。

图3 调坡后纵断面(单位：m)

轨道结构加强措施如下：对侵限30 mm以下地段水沟不做调整，只在调整段前后各5 m做顺坡处理；侵限30～87 mm地段，水沟进行适当调整，以达到排水要求，同时对道床采取了加强措施，将道床纵向钢筋由原φ14 mm改为φ16 mm，将横向钢筋由原φ10 mm改为φ12 mm，并在轨枕外侧增加一根纵向钢筋，加强配筋。

本段调坡后，轨上净空刚好满足接触网要求，接触网不需特殊处理；如果检测轨上净空不足，接触网安装时需进行特殊处理。

调线调坡完成后，需将成果资料发给限界、轨道、接触网、结构、给排水及相关设备专业进行核实，如有问题，及时调整，并满足各专业要求。

5 结语

调线调坡设计是一项涉及多专业的系统性工作，也是铺轨前的一项十分必要的工作。通过优化地铁空间线位，减少了绝大部分侵限地段，最大程度上纠正了土建偏差，节省了工程投资，保障了铺轨的顺利进行和列车运营的安全。

(1)圆形隧道采用的是盾构管片，侵限无法通过处理混凝土保护层解决，必须通过调坡调线、轨道加强措施，以及接触网特殊处理来解决。

(2)调坡过程需要与轨道、给排水专业相互配合，调整变坡点后需核实能否满足轨道排水要求。

(3)调坡设计时应核实人防门是否已经施工，若已施工尽量不进行调坡。

(4)调坡设计时，需要与轨道、接触网专业密切配合，在满足轨道结构高度和轨上净空要求的前提下，尽量对坡度进行优化调整，最大程度地减小侵限范围和侵限值。

(5)在有高等、特殊减振要求的地段，进行调线调坡时，应尽量满足轨道结构高度要求，必要时可在不影响接触网安装的情况下减小轨上净空，以保证钢弹簧浮置板道床的实施。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50157—2013地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50090—2006铁路线路设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[3] 蒋勇.城市轨道交通调线调坡测量中圆隧道横断面测量方法的探讨 [J].城市勘测，2011(1)：142-144.

[4] 孟凡铁.深圳地铁调线调坡技术研究[J].铁道标准设计，2004(3)：54-56.

[5] 郭俊义.调线调坡设计以及对线路设计的启示[J].都市快轨交通，2011(10):31-33.

[6] 赵强.武汉2号线调线调坡设计研究[J].铁道工程学报，2013(10)：100-105.

[7] 刘铮.城市轨道交通调线调坡方法研究[J].交通科技，2014(3)：176-179.

[8] 陈菊.城市轨道交通线路设计中的调线调坡技术研究[J].铁道标准设计，2014(3)：25-28.

[9] 李洪强.苏州轨道交通调线调坡技术研究[J].铁道建筑技术，2013(11)：38-40.

[10]许兆俊.城市轨道交通平、纵断面设计中的调线调坡[J].铁道标准设计，2004(3)：6-7，25.

Research on Fine-tuning of Line and Slope of Circular Metro Tunnel

LI Jian-bin

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation， Tianjin 300251， China)

After completion of the main tunnel structure of the metro tunnel， the fine-tuning of the line and slope is a very important job before track-laying to correct structure deviations and eliminate invasions. First， the cross section of the tunnel is measured and the clearance is checked. Then， tunneling invasion limits are reduced to meet the clearance requirements by means of fine-tuning of the line and slope. This paper， based on the circular tunnel， introduces the whole process of line and slope fine-tuning， summarizes details of adjustments and design fundamentals.

Rail transit; Line and slope fine-tuning; Circular tunnel; Invasion limit

2014-11-25；

2015-01-07

李建斌(1982—)，男，工程师，2009年毕业于同济大学道路与铁道工程专业，工学硕士，E-mail：179763469@qq.com。

1004-2954(2015)03-0090-03

U231+.2

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.03.021