地铁隧道施工偏差对线路调整设计造成的困难及对策

[摘 要]从线路专业角度，通过工程实例，阐述如果地铁盾构隧道结构发生较大偏差会给线路平、纵断面调整设计带来困难和一些不良后果，并给出对策，警示施工及管理相关单位要千方百计避免地铁隧道施工时出现较大偏差。

[关键词]城市轨道交通；盾构隧道；线路；调整设计

随着我国经济实力的提高、城市化进程的加快以及公共交通需求的增长，城市轨道交通建设迅猛发 展。至 2011年 l0月，北京、上海、广州等 14个 城市的 50多条约1600km轨道交通线路已建成运 营，20多个城市的轨道交通线路正在设计建设之中，全国30 多个城市已基本确定线网规划的轨道交通线路总长达9000km以上，新一轮城市轨道交通建设高潮已经到来。

一、地铁隧道施工偏差原因及统计分析

1.自动导向系统出现偏差及操作失误引起的轴线偏差

地铁盾构在掘进过程中经常会由于自动导向系统 出现偏差、盾构姿态控制不好，导致隧道扭转造成隧道轴线发生偏差。由于工人操作失误造成盾构姿态变化从 而引起隧道轴线偏差，特别是第一次采用盾构施工的单位，由于缺乏人才及经验，比较容易出现此类轴线偏差。

2.测量原因引起的偏差

地铁线路一般分为几个标段施工，由于受地面控 制测量、联系测量、地下控制测量及细部放样误差的影响，使得两个相向施工的贯通面、单向施工的贯通面与预留面的施工中线不能理想衔接，从而产生错开现象 出现贯通误差。贯通误差反映在平面位置上为横向及 纵向贯通误差，反映在高程上为高程贯通误差，这些误差实际上使隧道断面尺寸变小，其后果是造成侵限和 限界紧张。

3.当盾构出现偏移时因纠偏过快引起的偏差

有些缺乏盾构施工经验的单位，当盾构在掘进过 程中出现偏移时容易矫枉过正，纠偏过快或纠偏过度，造成隧道不规则无规律的偏差，出现死 弯急弯，更增 加 了线路调整设计难度。

4.隧道完工后因外部因素引起的偏差

隧道完工后变形对限界的影响也不可忽视，其变 形的原因比较复杂，对变形量 的预计也很困难，在设 计 过程中难以充分考虑其影响。

5.预留工程出现的隧道净空不足或错位引起 的偏差

大部分城市在地铁建设的早期阶段，经常会根据 线网规划在换乘节点处预留一段远期线路。由于间隔 时间较长，且新 近施工的线路可能采用新的测量参考基 准（测量控制网），或新的设计标准 （改变车型 、受电或牵 引方式等），这时预留隧道的限界往往不能满足要求甚至错位，其后果容易造成隧道轴线偏差或净空不足。

以上各种原因引起的隧道偏差统计分析显示为： 圆形隧道施工误差超过100mm限界控制要求的地段，主要产生于线路曲线段，约 占整个圆形隧道的15% 左 右。在所有区间超限的问题中，主要是线路平面的偏 差过大，约占施工误差过大段的85%，而盾构隧道下沉 产生的超限地段约占15%。极个别线路平面严重超限 的隧道偏离设计位置最大达 2.1m以上 。

马蹄形隧道施工误差大于100mm限界要求的地段，主要位于线 路曲线段，约 占整个隧道的5%左 右。 马蹄形隧道纵向施工误差普遍较好，目前极少 出现误 差大于100mm的地段 。明挖矩形隧道施工误差大于 50mm限界要求的地段，主要位于线路曲线段，约占整 个矩形隧道的 5%，主要 表现为隧道壁偏斜或下沉。

二、限界专业对隧道施工及整改的技术要求

限界是限定车辆运行及轨道周围构筑物超越的轮 廓线。限界分为车辆、设备、建筑 3种，是工程建设、管 线和设备安装位置等必须遵守的依据。

合理的限界是保障行车安全、控制土建投资的重 要一环。隧道和桥梁竣工后的净空，不得侵入建筑限 界。除有效站台边缘限界对施工误差有特别规定外， 其余建筑限界不包含隧道等结构的施工误差、测量误 差及变形量等，以确保竣工后的隧道断面净空满足建筑限界的要求。隧道及桥梁施工必须遵守圆形隧道和 马蹄形施工误差不得大于100mm，明挖矩 形隧道施工 误差不得大于50mm，桥梁施工误差不得大于50mm。

1）对隧道偏差不大的地段，通过特殊布置设备来 满足限界要求。

2）对隧道偏差过大的地段 ，如通过特殊布置设备仍然不能满足限界要求，则从 限界角度提出调整线路 设计的技术要求给线路专业，线路专 业按照限界要求 进行线路平、纵断面调整设计。

三、线路平、纵断面调整设计的难度

1.需要限界及测最专业大量数据

在隧道结构完工后，限界专业提出限界测量技术 要求，业主委托第三方测 量单位，按照限界要 求进行测 量，将测量数据结果提供给限界专业。限界专业对数 据进行系统分析，对比原设计线路的误差值，对不满足 限界要求的地段，需要进 行隧道主体净空测量检测，检 测时重点测量建（构）筑物有可能影响行车安全的多个特征点

2.线路纵断面调整设计

隧道内在不调整结构及不降低地铁行车功能的前 提下，线路平 面调整设计解决不了的困难只有通过纵 断面调整设计来解决。 地铁线路纵断面由于上部限界、道床厚度和施工 误差等条件的限制，其设计轨顶标高、坡段长度、坡度 及竖曲线半径不允许做大的调整。线路纵断面调整是线路调整设计的组成部分，尤其在圆形和马蹄形断面 中隧道施工偏差较大的地段，经线路平面调整后，仍不 能满足限界要求的情况下，可以采取降低轨道道床高 度、微调道床厚度和设置一定欠超高的措施，达到增加 隧道上部限界安全量的目的。另外，还可 以通过改变 超高设置的方式，将原设计的外轨全超高方式改为外 轨超高一半和内轨降低一半的方式。

为此，建议在地铁 隧道施工中，一是重视测量_r.作， 确保隧道控制轴线测量成果不出现误差；二是控制好盾 构掘进姿态，确保严格按 操作规程实施，不 出现操作失 误；三是及时发现问题，在发现偏 差后不应盲目纠偏，应及时通过设计调整，弥补错误，保证不出现急弯和s弯， 为正常调线调坡留下条件；四是重视各线控制网及各施工标段的衔接，保证测量 基准网的统一

参考文献：

[1]张佩竹，李家稳，孟凡铁，等.城市轨道交通调线调坡集成 技术 [C]//中国城市轨道交通新技术：第二 集.北京：中国科学技术出版社，2007.

[2]王玉岚.站场线路平面计算[M].北京：中国铁道出版 社，1985.

作者简介：陈士娟，女，西安交通工程学院，职称：助教。