李建斌

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

圓形地鐵隧道調(diào)線調(diào)坡設計研究

李建斌

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

為糾正土建偏差，消除侵限，調(diào)線調(diào)坡是地鐵隧道主體結(jié)構(gòu)完成后，鋪軌之前的一項十分必要的工作。首先要進行斷面測量、建筑限界檢查，然后通過調(diào)整設計線位和坡度，減小隧道侵限值，滿足限界要求。以圓形隧道為例，介紹調(diào)線調(diào)坡設計的全過程，并總結(jié)調(diào)線調(diào)坡的方法和設計要點。

軌道交通； 調(diào)線調(diào)坡； 圓形隧道； 侵限值

1 概述

近年來，隨著城市軌道交通建設的快速發(fā)展，國內(nèi)多數(shù)一、二線城市均已開通或修建了地鐵，不僅緩解了城市公交的壓力，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟、社會效益。然而在施工過程中，由于施工誤差、復雜的地質(zhì)情況等原因，產(chǎn)生了隧道主體結(jié)構(gòu)的差異沉降和偏移等問題，使土建工程發(fā)生了偏差。

調(diào)線調(diào)坡是隧道主體結(jié)構(gòu)基本完成后，鋪軌工程開始之前必須要做的一項十分必要的工作。一方面對隧道結(jié)構(gòu)斷面的各個測點進行限界檢查，另一方面對線路平、縱斷面進行調(diào)整，減小侵限，確保線路平順，列車運行平穩(wěn)，旅客乘坐舒適、安全[1-2]。

以深圳軌道交通5號線翻身站—靈芝站盾構(gòu)區(qū)間圓形隧道為例進行分析，介紹調(diào)線調(diào)坡設計的全過程，為今后的軌道交通設計、施工提供借鑒和參考。

2 調(diào)線調(diào)坡測量

地鐵隧道應完全按照設計進行施工，但是由于施工誤差、復雜的地質(zhì)情況等原因，導致了開挖后的隧道與設計不能完全符合。按照原設計平、縱斷面將無法滿足限界要求，這就需要進行調(diào)線調(diào)坡設計。

調(diào)線調(diào)坡測量工作，必須滿足調(diào)線調(diào)坡設計工作的技術要求，通過測量，反映工程結(jié)構(gòu)內(nèi)輪廓及高程現(xiàn)狀，為調(diào)線調(diào)坡設計提供基礎數(shù)據(jù)。

調(diào)線調(diào)坡的測量包括線路中線的放樣，結(jié)構(gòu)頂板、底板的水準測量，以及橫斷面的測量[3-4]。

測量的基本要求如下所述。

(1)橫斷面測量之前要測設線路中線，所有橫斷面中心點都要設在線路中線上，中線測設資料以施工圖設計文件為準。

(2)橫斷面底板頂和頂板底一般用水準儀測量，其余一般用全站儀、斷面儀等儀器測量。

(3)外業(yè)測量選擇橫斷面方向要與線路方向垂直，位于線路曲線點上的橫斷面要與該點處的切線方向垂直。

(4)橫斷面測量間距：線路直線、曲線段每6 m和5 m應測設一個橫斷面。此外還需要加測以下斷面。

①區(qū)間。曲線的直緩、緩圓、曲中、圓緩、緩直五大樁；區(qū)間隧道起終點、隧道結(jié)構(gòu)變化處、泵房中心、隔斷門、變坡點處。

②在斷鏈點處。

圓形隧道橫斷面測點位置如圖1所示。

圖1 圓形隧道橫斷面測點位置(單位：m)

調(diào)線調(diào)坡設計前，首先要對測量單位報來的斷面測量數(shù)據(jù)進行檢核，以確保數(shù)據(jù)真實可靠。

3 調(diào)線調(diào)坡限界檢查

調(diào)線調(diào)坡限界檢查包括橫向限界檢查和豎向限界檢查，通過對每個橫斷面測點的測量數(shù)據(jù)與該測點的建筑限界進行比較，核實其是否侵限。

3.1 橫向限界檢查

橫向侵限檢查主要核實水平方向，線路中線與左、右兩側(cè)邊墻之間的距離是否滿足建筑限界要求。若在較長范圍內(nèi)普遍侵限，則需要進行調(diào)線，調(diào)線需滿足規(guī)范要求以及全線技術標準。調(diào)整線路平面的方法主要有：調(diào)整曲線半徑、調(diào)整緩和曲線長度、調(diào)整交點位置、直線地段增加大半徑曲線等。

若進行了平面調(diào)整，則必須根據(jù)調(diào)整后的線路中線，重新進行結(jié)構(gòu)頂板、底板的水準測量、以及橫斷面測量。

根據(jù)新的測量數(shù)據(jù)，重新進行橫向限界檢查，若滿足限界要求，即可進行豎向限界檢查。

3.2 豎向限界檢查

豎向侵限檢查包括軌道結(jié)構(gòu)高度檢查和軌上凈空檢查。

軌道結(jié)構(gòu)高度檢查需滿足軌道專業(yè)要求，特別是在有高等、特殊減振要求的地段，調(diào)坡是必須要滿足軌道專業(yè)要求，以免影響軌道鋪設。

軌上凈空檢查需滿足接觸網(wǎng)專業(yè)要求。

如果豎向侵限，則需要調(diào)整縱斷面。調(diào)坡的方法主要有：移動變坡點位置，調(diào)整豎曲線半徑大小，在限界允許范圍內(nèi)增加豎曲線等。

4 調(diào)線調(diào)坡設計

4.1 調(diào)線設計[5-7]

根據(jù)限界檢查情況，首先進行調(diào)線設計。

以翻身站—靈芝站區(qū)間右線，盾構(gòu)地段為例，在DK4+690～DK4+955范圍內(nèi)，盾構(gòu)機掘進時偏離了線路中線200～450 mm，最大偏離了449 mm，水平方向普遍侵限100～350 mm，必須調(diào)整平面線位才能滿足限界要求。侵限處主要集中在兩個小半徑曲線(400、450 m)上，如表1所示。

表1 調(diào)線前水平侵限情況 mm

通過采用移動交點位置、調(diào)整曲線要素等方法來調(diào)整線路平面，調(diào)后線路中心距離左、右邊墻侵限情況如表2所示，在結(jié)構(gòu)允許誤差范圍之內(nèi)，已滿足限界要求。

表2 調(diào)線后水平侵限情況 mm

4.2 調(diào)坡設計[8-9]

平面線位滿足要求之后，進行豎向侵限檢查；若不滿足限界要求，再進行縱斷面調(diào)整[10]。

以翻身站-靈芝站區(qū)間右線，盾構(gòu)地段為例，調(diào)平面滿足限界要求之后，進行坡度調(diào)整。根據(jù)重新測量的結(jié)構(gòu)頂板、底板數(shù)據(jù)，在DK4+630～DK4+695范圍內(nèi)，盾構(gòu)管片嚴重上浮，最大上浮量達到367 mm，侵入建筑限界267 mm，造成軌道結(jié)構(gòu)高度嚴重不足，無法鋪軌。由于該區(qū)間是盾構(gòu)地段，無法對結(jié)構(gòu)底板、頂板進行局部鑿除，必須進行坡度調(diào)整。

調(diào)坡前、后豎向侵限情況如表3、表4所示。

表3 調(diào)坡前結(jié)構(gòu)底板侵限情況

調(diào)坡過程中，將5 000 m半徑的豎曲線調(diào)成了4 200 m，變坡點位置由DK4+610移至DK4+584.307，并在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，在DK4+440.455和DK4+733.241里程處增加了2個豎曲線，主要調(diào)整情況如圖2、圖3所示。

表4 調(diào)坡后結(jié)構(gòu)底板侵限情況

圖2 調(diào)坡前縱斷面(單位：m)

移動變坡點后，需檢核最低點位置，若最低點不在泵站處，需對軌道排水溝進行順坡處理，以滿足排水要求。

調(diào)坡后，軌道結(jié)構(gòu)高度和軌上凈空已基本滿足限界要求。局部侵限無法消除，如DK4+680～DK4+685范圍內(nèi)底板侵限值為83～87 mm，因盾構(gòu)地段無法對結(jié)構(gòu)底板進行鑿除，必須對軌道結(jié)構(gòu)進行特殊處理。

圖3 調(diào)坡后縱斷面(單位：m)

軌道結(jié)構(gòu)加強措施如下：對侵限30 mm以下地段水溝不做調(diào)整，只在調(diào)整段前后各5 m做順坡處理；侵限30～87 mm地段，水溝進行適當調(diào)整，以達到排水要求，同時對道床采取了加強措施，將道床縱向鋼筋由原φ14 mm改為φ16 mm，將橫向鋼筋由原φ10 mm改為φ12 mm，并在軌枕外側(cè)增加一根縱向鋼筋，加強配筋。

本段調(diào)坡后，軌上凈空剛好滿足接觸網(wǎng)要求，接觸網(wǎng)不需特殊處理；如果檢測軌上凈空不足，接觸網(wǎng)安裝時需進行特殊處理。

調(diào)線調(diào)坡完成后，需將成果資料發(fā)給限界、軌道、接觸網(wǎng)、結(jié)構(gòu)、給排水及相關設備專業(yè)進行核實，如有問題，及時調(diào)整，并滿足各專業(yè)要求。

5 結(jié)語

調(diào)線調(diào)坡設計是一項涉及多專業(yè)的系統(tǒng)性工作，也是鋪軌前的一項十分必要的工作。通過優(yōu)化地鐵空間線位，減少了絕大部分侵限地段，最大程度上糾正了土建偏差，節(jié)省了工程投資，保障了鋪軌的順利進行和列車運營的安全。

(1)圓形隧道采用的是盾構(gòu)管片，侵限無法通過處理混凝土保護層解決，必須通過調(diào)坡調(diào)線、軌道加強措施，以及接觸網(wǎng)特殊處理來解決。

(2)調(diào)坡過程需要與軌道、給排水專業(yè)相互配合，調(diào)整變坡點后需核實能否滿足軌道排水要求。

(3)調(diào)坡設計時應核實人防門是否已經(jīng)施工，若已施工盡量不進行調(diào)坡。

(4)調(diào)坡設計時，需要與軌道、接觸網(wǎng)專業(yè)密切配合，在滿足軌道結(jié)構(gòu)高度和軌上凈空要求的前提下，盡量對坡度進行優(yōu)化調(diào)整，最大程度地減小侵限范圍和侵限值。

(5)在有高等、特殊減振要求的地段，進行調(diào)線調(diào)坡時，應盡量滿足軌道結(jié)構(gòu)高度要求，必要時可在不影響接觸網(wǎng)安裝的情況下減小軌上凈空，以保證鋼彈簧浮置板道床的實施。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB 50157—2013地鐵設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB 50090—2006鐵路線路設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006.

[3] 蔣勇.城市軌道交通調(diào)線調(diào)坡測量中圓隧道橫斷面測量方法的探討 [J].城市勘測，2011(1)：142-144.

[4] 孟凡鐵.深圳地鐵調(diào)線調(diào)坡技術研究[J].鐵道標準設計，2004(3)：54-56.

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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，工程師，2009年畢業(yè)于同濟大學道路與鐵道工程專業(yè)，工學碩士，E-mail：179763469@qq.com。

1004-2954(2015)03-0090-03

U231+.2

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.03.021