陳 林

（南昌軌道交通集團有限公司運營分公司，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)重時則影響運營安全。其中盾構(gòu)隧道橢變是運營期地鐵結(jié)構(gòu)形變的首要關(guān)注點，本文針對單圓隧道橢變發(fā)生原因、病害特點、監(jiān)測方法及維修整治措施進行探討。

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 個標(biāo)準(zhǔn)塊，2 個鄰接塊及1 個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)錯臺量偏大，嚴(yán)重時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)生拱腰擴張橢變時，通常會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，隧道橢變會造成管片間隙擴張，嚴(yán)重時會造成止水失效；3） 管片裂紋破損，橢變過大通常會造成管片裂紋產(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。

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隧道的三維點云信息，基于該點云信息可逐環(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、橢圓度及錯臺量等信息，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)留注漿孔進行二次注漿，加固盾構(gòu)隧道圍巖強度，達到控制繼續(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)加固方式進行加固，鋼環(huán)應(yīng)針對現(xiàn)場管環(huán)形態(tài)進行訂制，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、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)問題的實際情況，有描述不準(zhǔn)確或錯誤處，敬請讀者諒解。相信隨著地鐵技術(shù)的發(fā)展及運營管理經(jīng)驗的累計，從隧道病害機理、檢測方法及治理手段上將有進一步提升。