陳 林

（南昌軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司，江西 南昌 330038）

目前國內(nèi)各主要城市均有地鐵線路建成運(yùn)營,其地鐵區(qū)間隧道多以為單圓盾構(gòu)隧道為主。相關(guān)調(diào)查資料研究發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)營期間，因地鐵結(jié)構(gòu)或周邊環(huán)境原因，其隧道結(jié)構(gòu)通常有變形發(fā)生，一般包含隧道豎向位移變形、橫向位移、橢變（收斂變形）、裂縫、滲漏等，嚴(yán)重時(shí)則影響運(yùn)營安全。其中盾構(gòu)隧道橢變是運(yùn)營期地鐵結(jié)構(gòu)形變的首要關(guān)注點(diǎn)，本文針對單圓隧道橢變發(fā)生原因、病害特點(diǎn)、監(jiān)測方法及維修整治措施進(jìn)行探討。

1 橢變發(fā)生原因

盾構(gòu)隧道主要依靠管片壁后注漿對基礎(chǔ)的加固及管環(huán)自身的整體支撐力保持穩(wěn)定。國內(nèi)單圓盾構(gòu)隧道通常環(huán)外徑6米，采用3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊，2 個(gè)鄰接塊及1 個(gè)封頂塊的管片拼裝形式，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)距為1.2 米，管片厚度300mm。造成隧道橢變通常有以下原因：

1） 管片拼裝精度差，在盾構(gòu)隧道施工過程中，因盾構(gòu)姿態(tài)糾偏或盾構(gòu)機(jī)參數(shù)設(shè)置問題，造成管片拼裝精度較差，盾構(gòu)隧道整體剛性不足。一是拼裝后的管片環(huán)間及環(huán)內(nèi)錯(cuò)臺(tái)量偏大，嚴(yán)重時(shí)造成螺栓孔無法對齊以致無法錨固；二是成型隧道橢圓度較大；2） 施工注漿不到位，主要表現(xiàn)為壁后注漿密實(shí)度不夠，造成隧道周邊巖、土體對隧道的支撐力不夠；3） 地面荷載及地下水位變化造成對隧道結(jié)構(gòu)的擠壓同樣是誘發(fā)橢變的重要原因。

2 橢變病害現(xiàn)象

盾構(gòu)隧道橢變通常會(huì)表現(xiàn)出以下病害現(xiàn)象：

二次襯砌脫開病害

滲漏病害

裂紋病害

1） 二次襯砌脫開，因地鐵主要為整體道床結(jié)構(gòu)，當(dāng)盾構(gòu)隧道發(fā)生拱腰擴(kuò)張橢變時(shí)，通常會(huì)造成管片與道床的剝離脫開現(xiàn)象，造成管片結(jié)構(gòu)無法均勻受力承載整體道床；2）隧道滲漏，隧道橢變會(huì)造成管片間隙擴(kuò)張，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成止水失效；3） 管片裂紋破損，橢變過大通常會(huì)造成管片裂紋產(chǎn)生，裂紋通常發(fā)生在隧道拱頂或拱腰區(qū)域。同時(shí)在部分螺栓孔區(qū)域因變形造成的結(jié)構(gòu)應(yīng)力較為集中，可能會(huì)出現(xiàn)管片部分表面破損現(xiàn)象；4） 限界變化，地鐵隧道對限界有嚴(yán)格的要求，當(dāng)隧道橢變較大時(shí)候，隧道內(nèi)原有的結(jié)構(gòu)設(shè)施與列車的位置關(guān)系同樣發(fā)生變化，造成侵限的風(fēng)險(xiǎn)。

3 監(jiān)測方法

1） 固定測線法。通常在管環(huán)的拱腰及拱頂位置設(shè)置固定監(jiān)測標(biāo)志，采用全站儀或收斂計(jì)周期性測定隧道的水平收斂及垂直收斂的測線長度變化，以反映隧道的橢變情況。該方法是檢測盾構(gòu)隧道橢變的常規(guī)方法，屬于抽樣檢測方法；2） 三維激光掃描檢測法。采用三維激光掃描技術(shù)全覆蓋無縫獲取整個(gè)隧道的三維點(diǎn)云信息，基于該點(diǎn)云信息可逐環(huán)輸出管環(huán)各方位的收斂變形量、與標(biāo)準(zhǔn)圓的偏差量、水平內(nèi)徑長度、橢圓度及錯(cuò)臺(tái)量等信息，可全面掌握盾構(gòu)隧道的橢變狀態(tài)。

4 整治措施

針對單圓盾構(gòu)隧道橢變病害問題，當(dāng)前主要的治理方有：

1） 二次壁后注漿。采用環(huán)氧樹脂等材料，通過管片預(yù)留注漿孔進(jìn)行二次注漿，加固盾構(gòu)隧道圍巖強(qiáng)度，達(dá)到控制繼續(xù)橢變的目的；2） 鋼內(nèi)襯加固。對于橢圓病害嚴(yán)重區(qū)域，宜采取鋼環(huán)加固方式進(jìn)行加固，鋼環(huán)應(yīng)針對現(xiàn)場管環(huán)形態(tài)進(jìn)行訂制，并通過注漿填縫以確保與管片緊密貼合。加固工程涉及到管線改排、管片裂縫修補(bǔ)、道床切割、牛腿安裝、鋼環(huán)安裝、鋼環(huán)注漿及管線恢復(fù)等工序，施工難度較大，但應(yīng)對隧道橢變整治效果較好。

5 結(jié)語

本文主要從單圓盾構(gòu)隧道橢變發(fā)生原因、病害現(xiàn)象、監(jiān)測方法及維修整治措施進(jìn)行初步探討，基本屬于當(dāng)前國內(nèi)地鐵隧道橢變病害相關(guān)問題的實(shí)際情況，有描述不準(zhǔn)確或錯(cuò)誤處，敬請讀者諒解。相信隨著地鐵技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)的累計(jì)，從隧道病害機(jī)理、檢測方法及治理手段上將有進(jìn)一步提升。