劉 錚

城市軌道交通調(diào)線調(diào)坡設(shè)計(jì)，是在土建（車站主體、區(qū)間盾構(gòu)或明挖段）施工完成后，根據(jù)實(shí)測結(jié)構(gòu)橫斷面測量數(shù)據(jù)，對施工中的差、錯(cuò)、漏及誤差進(jìn)行線路平、縱斷面的調(diào)整，以減少誤差，達(dá)到合理的設(shè)計(jì)要求，滿足設(shè)備的限界要求［1－3］。調(diào)線調(diào)坡作為整個(gè)城市軌道交通設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，提供了穩(wěn)定的線路設(shè)計(jì)資料，將為后續(xù)的軌道綜合圖設(shè)計(jì)、牽引計(jì)算、信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)、接觸網(wǎng)等設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 調(diào)線調(diào)坡產(chǎn)生的原因

因施工所引用水準(zhǔn)點(diǎn)沉降或三角點(diǎn)平面數(shù)據(jù)引用錯(cuò)誤，導(dǎo)致施工標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高低或平面產(chǎn)生偏差。施工過程中把曲線段線路中心線當(dāng)做隧道中心線，或未及時(shí)調(diào)整隧道掘進(jìn)姿態(tài)導(dǎo)致平面產(chǎn)生偏差。因所經(jīng)土層疏松及盾構(gòu)機(jī)自身重力原因，導(dǎo)致出現(xiàn)沉降?？傮w來說，施工控制點(diǎn)數(shù)據(jù)引用錯(cuò)誤、地質(zhì)條件較差、施工人員主觀出錯(cuò)、施工機(jī)械出現(xiàn)故障是調(diào)線調(diào)坡產(chǎn)生的常見原因。故在施工過程中，應(yīng)及時(shí)對所引用水準(zhǔn)點(diǎn)及三角點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，保證所引用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，碰到地質(zhì)條件差的地段，應(yīng)采取相應(yīng)加固措施調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)，以盡量避免豎向沉降及平面偏差。

2 調(diào)線調(diào)坡測量

2.1 中線測量

測量基準(zhǔn)線：以施工圖的設(shè)計(jì)線路中心線為測量基準(zhǔn)線，而非隧道中心線。

2.2 結(jié)構(gòu)斷面測量

長沙市軌道交通2號線隧道結(jié)構(gòu)斷面有矩形斷面、馬蹄形斷面及圓形斷面等多種形式，其中盾構(gòu)區(qū)間基本為圓形隧道斷面形式，直線段盾構(gòu)斷面建筑限界尺寸為5.2 m，實(shí)際盾構(gòu)內(nèi)徑為5.4 m，整體外擴(kuò)0.1 m，以為調(diào)線調(diào)坡設(shè)計(jì)預(yù)留空間［4］。

（1）測量間距。直線段每隔6 m、曲線段每隔5 m測量一個(gè)斷面；曲線的起點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、中點(diǎn)、圓緩點(diǎn)和終點(diǎn)，對聯(lián)絡(luò)線通道、人防門（防淹門）門框兩端、車站屏蔽門兩端點(diǎn)、配線范圍內(nèi)的中隔墻和立柱等斷面突變處及施工偏差較大段須加測斷面；在道岔區(qū)根據(jù)限界要求需加測斷面［5］。

（2）測點(diǎn)位置。橫斷面根據(jù)設(shè)備安裝的最不利位置選擇測點(diǎn)，根據(jù)地鐵區(qū)間所安裝設(shè)備的位置，測點(diǎn)為地鐵列車運(yùn)行過程中限界最容易傾限之處，不論是區(qū)間矩形隧道、馬蹄形隧道、圓形隧道，還是車站矩形隧道，所需測量的斷面點(diǎn)位見圖1，共計(jì)10個(gè)測點(diǎn)，以圓形隧道（盾構(gòu)基本為圓形隧道，調(diào)線調(diào)坡基本在盾構(gòu)區(qū)間）為圖例，介紹測點(diǎn)位置，見圖1。

（1）結(jié)構(gòu)頂、底點(diǎn)高程，用于調(diào)坡設(shè)計(jì)。

（2）結(jié)構(gòu)中心左右橫距、高程，對應(yīng)結(jié)構(gòu)斷面左中1和右中1，用于平面調(diào)整。

（3）設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高處左右橫距、高程，對應(yīng)結(jié)構(gòu)斷面左下和右下，用于電纜支架處限界檢查。

（4）疏散平臺處左右橫距、高程，對應(yīng)結(jié)構(gòu)斷面左中2和右中2，用于疏散平臺處限界檢查。

（5）強(qiáng)弱電纜支架處左右橫距、高程，對應(yīng)結(jié)構(gòu)斷面左上和右上，用于電纜支架處限界檢查。

圖1 橫斷面測點(diǎn)位置圖（單位：mm）

2.3 測量成果

由于結(jié)構(gòu)斷面測量數(shù)據(jù)繁多，為方便測量及測量結(jié)果分析，測量成果表格式見表1。

表1 測量成果表

3 調(diào)線設(shè)計(jì)

調(diào)線設(shè)計(jì)主要根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面測量中的左中1和右中1處的數(shù)據(jù)，其流程見圖2。

圖2 調(diào)線設(shè)計(jì)流程圖

根據(jù)實(shí)測結(jié)構(gòu)橫斷面左中1和右中1兩個(gè)測點(diǎn)的左、右橫距，可計(jì)算實(shí)測線路中心距設(shè)計(jì)線路中心偏移量（左－右＋）。

（1）實(shí)測隧道中心距設(shè)計(jì)線路中心偏移量＝（（實(shí)測左橫距－理論左橫距）－（實(shí)測右橫距－理論右橫距））／2＝（實(shí)測左橫距－實(shí)測右橫距）／2。

（2）實(shí)測線路中心距設(shè)計(jì)線路中心偏移量＝實(shí)測隧道中心距設(shè)計(jì)線路中心偏移量－曲線隧道水平偏移量。

直線地段，隧道中心線和線路中心線重合；曲線地段，隧道中心線向曲線內(nèi)側(cè)有偏移量

式中：D為曲線地段隧道中心線對線路中心線內(nèi)側(cè)的水平偏移量；h0為隧道中心至軌面的距離；h為曲線地段軌道超高值。

曲線地段隧道偏移量與軌道超高值和隧道中心至軌面的距離有關(guān)，圓曲線內(nèi)為固定值，直線地段不設(shè)偏移量，在緩和曲線段偏移量線性過渡，通過直線內(nèi)插法計(jì)算得出。

（3）根據(jù)實(shí)測結(jié)構(gòu)橫斷面里程樁號及該橫斷面對應(yīng)的實(shí)測線路中心距設(shè)計(jì)線路中心偏移量，計(jì)算實(shí)測線路中心X，Y坐標(biāo)。

（4）根據(jù)線路中心X，Y坐標(biāo)，在cad中連成pl線，根據(jù)限界要求，繪制線路中心線調(diào)整目標(biāo)范圍，并在此目標(biāo)范圍進(jìn)行調(diào)線設(shè)計(jì)。

（5）實(shí)測線路中心與調(diào)線后線路中心偏移量。根據(jù)實(shí)測線路中心X，Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)反算得到實(shí)測線路中心與調(diào)線后線路中心偏移量，以復(fù)核調(diào)線后是否滿足限界要求。若不滿足，則重復(fù)步驟4。

（6）調(diào)線設(shè)計(jì)表格格式見表2。

表2 調(diào)線設(shè)計(jì)表

4 調(diào)坡設(shè)計(jì)

調(diào)坡設(shè)計(jì)主要根據(jù)頂點(diǎn)、底點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)，其流程見圖3。

圖3 調(diào)坡設(shè)計(jì)流程圖

根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面頂點(diǎn)、底點(diǎn)高程可推算實(shí)測隧道中心與設(shè)計(jì)隧道中心豎向偏移量（－表示結(jié)構(gòu)下沉，＋表示結(jié)構(gòu)上?。?/p>

（1）實(shí)測隧道中心與設(shè)計(jì)隧道中心豎向偏移量＝（（頂點(diǎn)高程－底點(diǎn)高程）－（H－L））／2。其中H為理論軌面與結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)距離，L為理論軌面與結(jié)構(gòu)底點(diǎn)距離，H＝5.4－L。

（2）計(jì)算實(shí)測隧道中心對應(yīng)的軌面標(biāo)高。實(shí)測隧道中心對應(yīng)的軌面標(biāo)高＝豎向偏移量＋設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高。

（3）根據(jù)軌道、接觸網(wǎng)等專業(yè)要求，繪制縱斷面調(diào)整目標(biāo)范圍，并在此調(diào)整目標(biāo)范圍進(jìn)行調(diào)坡設(shè)計(jì)。

（4）計(jì)算實(shí)測隧道中心與調(diào)坡后設(shè)計(jì)隧道中心豎向偏移量，以復(fù)核調(diào)坡后是否滿足接觸網(wǎng)及軌道設(shè)計(jì)要求。

（5）調(diào)坡設(shè)計(jì)表格見表3。

表3 調(diào)坡設(shè)計(jì)表

5 案例分析

以長沙市軌道交通2號線一期工程溁灣鎮(zhèn)站至橘子洲站段右線區(qū)間為例進(jìn)行調(diào)線調(diào)坡設(shè)計(jì)。

（1）調(diào)線設(shè)計(jì)。根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析，實(shí)測線路中心距設(shè)計(jì)線路中心水平偏移量在YDK5＋042.463～YDK5＋193.226，YDK5＋378.592里程范圍段超限，最大偏移量（右偏）達(dá)到0.181 m，經(jīng)對該段線路進(jìn)行調(diào)線設(shè)計(jì)，線路水平偏移量基本在0.1 m以內(nèi)，滿足限界等專業(yè)設(shè)計(jì)要求。

（2）調(diào)坡設(shè)計(jì)。根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析，實(shí)測隧道中心上浮量在YDK4＋567.99～YDK4＋577，YDK 5＋102.775～YDK 5＋132.941，YDK 5＋157.043里程范圍內(nèi)超限，最大上浮量達(dá)0.148 m。為盡量減小橡膠隔振墊減振道床地段（YDK4＋450.9～YDK4＋730）豎向偏移量（軌道要求上浮量不超過0.07 m），對此段線路進(jìn)行了調(diào)坡設(shè)計(jì)。

調(diào)坡后，普通道床地段實(shí)測隧道中心相對設(shè)計(jì)隧道中心的上浮量均不超限，橡膠隔振墊減振道床地段實(shí)測隧道中心相對設(shè)計(jì)隧道中心的上浮量基本在0.07 m以內(nèi)，滿足軌道、接觸網(wǎng)等專業(yè)設(shè)計(jì)要求。

調(diào)線調(diào)坡計(jì)算表格部分?jǐn)?shù)據(jù)見表4。

表4 溁灣鎮(zhèn)站至橘子洲站段右線區(qū)間調(diào)線調(diào)坡計(jì)算表 m

6 調(diào)線調(diào)坡設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

（1）局部調(diào)整線路平面可采取改變曲線半徑、改變曲線緩長、增加曲線、移動交點(diǎn)等措施，其中盡量不要減小緩長，以免降低線路標(biāo)準(zhǔn)，影響行車速度。調(diào)線設(shè)計(jì)曲線半徑不宜低于最小曲線半徑，曲線、夾直線長度需滿足最小規(guī)范要求［6－7］。調(diào)坡設(shè)計(jì)坡段不宜過小，一般不小于200 m，困難條件不宜小于一列車長。

（2）地鐵縱斷面設(shè)計(jì)提倡節(jié)能坡，即出站下坡，進(jìn)站上坡，且豎曲線不能侵入有效站臺［8－9］，但在區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉的情況，變坡點(diǎn)需向車站內(nèi)移動以進(jìn)行調(diào)坡設(shè)計(jì)時(shí)，對縱斷面設(shè)計(jì)建議豎曲線端點(diǎn)距離車站有效站臺端預(yù)留10 m的富余量，這樣既滿足動力坡需要，又能滿足可能的調(diào)線調(diào)坡需要。

（3）設(shè)計(jì)平面和縱斷面時(shí)，設(shè)計(jì)值不要和規(guī)范要求的最小值過于接近，比如夾直線長度、圓曲線長度等，應(yīng)留有余地，方便調(diào)線調(diào)坡。

（4）在調(diào)線調(diào)坡困難的地段，可通過其他措施或者進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以滿足限界要求。

①當(dāng)接觸網(wǎng)凈空不滿足要求，接觸網(wǎng)支柱可避開此里程安裝以滿足接觸網(wǎng)凈空要求。②當(dāng)軌道上浮超限時(shí)，軌道可由兩側(cè)水溝改成中心水溝特殊設(shè)計(jì)，尤其是在鋼彈簧及隔振墊地段超限時(shí)，需要軌道系統(tǒng)通過對隔振器進(jìn)行特殊處理來滿足浮置板施工要求。③平面超限時(shí)，可縮短支架長度及減小疏散平臺寬度。

（5）當(dāng)調(diào)坡后最低點(diǎn)低于已施工的廢水泵房處標(biāo)高時(shí)，為保證排水通暢，需要對軌道進(jìn)行反坡排水，但反坡排水長度不宜過長。

（6）線路調(diào)線調(diào)坡的目的是為了滿足軌道結(jié)構(gòu)高度、接觸網(wǎng)安裝凈空及疏散平臺、強(qiáng)弱電纜支架等限界要求，單純從平面上檢算水平偏移量、縱斷面上檢算豎向偏移量，并不能準(zhǔn)確判斷是否超限，需要注意平面和豎向偏移量的疊加效果。

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