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摘 要：在小曲线过饱和软黄土盾构施工时，控制地表沉降与成型隧道质量是盾构施工的关键。饱和软黄土由于长期处于饱和状态，多成软塑和流塑，承载力底，压缩性较高，为软弱地层，出现地面不均匀沉降和建构筑物沉降破坏等问题。而且由于曲线的半径过小，盾构作用于管片后座的侧向分力很容易使成环管片外移，产生管片环的高差，同时已建成的隧道在盾构机的推力作用下，极易产生偏移，轴线控制难度较大。
关键词：饱和软黄土;软弱地层;小半径曲线;大坡度;盾构法施工
盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构法下穿饱和软黄土地层的地表沉降控制成为一大难题;且需在下穿饱和软黄土地层同时通过小半径曲线大坡道隧道;小半径曲线地段的轴线控制难度较大，同时管片向外侧扭曲而挤压地层使地层和管片结构均受到复杂的影响。
工艺特点：（1）满足盾构法过饱和软黄土地层地表沉降控制（2）可保证盾构法施工隧道成型质量。
适用范围：（1）对于小半径曲线大坡度地段有利于减少管片的碎裂和隧道的整体防水（2）可有效控制饱和软黄土地区地表沉降或隆起，避免地面建构筑物破坏。（3）用于地面建构筑物安全及成型隧道质量要求较高处。
一、工程概况
区间隧道为小半径曲线大坡度，并处在覆土较厚的饱和软黄土地层中，管片采用1.5m管片，施工人员如不能很好地控制，将造成盾构机与管片之间卡壳、管片碎裂、错台、渗漏水、地表沉降严重等问题。由于曲线的半径过小且饱和软黄土可塑性较差，盾构作用于管片后座的侧向分力很容易使成环管片外移，产生管片环的高差，同时已建成的隧道在盾构的推力作用下，极易产生偏移，轴线控制难度较大，地表沉降难以控制。
（一）设备选型
盾构穿越小曲线，使用小松盾构机;小松盾构机采用的是主动铰接，对于小半径曲线纠偏有较好的控制，同时确保铰接密封不出现渗漏等情况。对刀盘配备的2把超挖刀进行了更换，确保在小半径段推进时对隧道线性的拟合度。
盾构穿越饱和软黄土，该地层有变形过大、不均匀沉降、厚度可变的特性，施工时自承能力差，不易稳定，当盾构穿越该地层含水量较大时，易发生涌水涌泥，对盾构机螺旋、对闸门密封、密封刷，同步注浆机、同步注浆压力传感器及流量计和气动阀进行全面检查，完全确保盾构机在穿越饱和软黄土安全有效的通过。
（二）主要考虑因素及措施
本工程主要考虑两个因素：（1）小曲线大坡度轴线控制难度大。线路曲線段最小半径为R=350m，轴线控制难度较大，同时管片向外侧扭曲而挤压地层使地层和管片结构均受到复杂的影响。（2）盾构穿越饱和软黄土地层沉降控制难度大。隧道上方为城市主干道，沉降控制要求高，地表沉降控制值-30mm，沉降速率控制值2mm/d。
措施：选择合理的掘进参数，制定合理的监测方案。
二、施工工艺流程及施工方法
（一）管片选择与拼装
在盾构法施工中，管片的选型和安装好坏直接影响着隧道的质量和使用寿命。就盾构管片选型和安装技术做总结分析。
右线经计算从第65环进入圆缓曲线，其R350m的小曲线上共计220环管片。根据公式：36.2/6000=L/350 L=2.112
由此得出转弯环：标准环=2.112：1，因此在推进过程中每2环核查一次楔形量。
利用每一环的理论楔形量指导推进（1.5/350=X/6000 X=25.7mm）。
推进前后左右行程差变化量为25.7mm。
左线经计算从第22环进入圆缓曲线，其R350m的小曲线上共计222环管片。根据公式：36.2/6000=L/350 L=2.112
由此得出转弯环：标准环=2.112：1，因此在推进过程中每2环核查一次楔形量。
利用每一环的理论楔形量指导推进（1.5/350=X/6000 X=25.7mm）。
（二）管片拼装举例
（1）左侧油缸行程300mm，右侧油缸行程280mm。左右铰接度数=0°，推进前左右行程差为20mm。
（2）推进完成后左右油缸行程差为40mm，即变化20mm。左侧油缸行程1840mm，右侧油缸行程1800mm。
（3）检测盾尾间隙是否均匀，在间隙均匀的情况下选择右转环拼1点，由此左超36.2mm，上超1.8mm。
（4）拼完之后油缸行程：左侧303.8mm，右侧300mm，行程差3.8mm。
（三）盾构机姿态控制
盾构掘进过程中，管片在承受侧向压力后将向弧线外侧偏移。特别在饱和软黄土地层，盾构机姿态不易控制。为了使隧道轴线最终偏差控制在规范要求的范围内，盾构掘进时考虑给隧道预留一定的偏移量，将盾构机掘进水平姿态控制在圆曲线内，确保曲线段施工的推进轴线控制，减少管片外弧碎裂、控制管片偏移量及地表沉降量符合要求。
在曲线上掘进时，以盾构机长度8.68m作割线，盾构机推进水平趋向按照割线进行控制。使整个盾构机沿着曲线内弧面前进，缩小盾构机轴线与隧道中心线之间的夹角。必要时，开启水平铰接，使盾构机更好地拟合曲线前进。
盾构机掘进进行纠偏时，宜慢不宜急，防止盾构机蛇行量过大，一般每环纠偏量不宜超过5mm。为避免盾构掘进“急纠”，盾构掘进时，考虑给隧道预留一定的偏移量，将盾构机沿曲线的割线方向掘进，管片拼装时轴线位于弧线的内侧，以使管片出盾尾后受侧向分力向弧线外侧偏移时留有预偏量。
关键词：饱和软黄土;软弱地层;小半径曲线;大坡度;盾构法施工
盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构法下穿饱和软黄土地层的地表沉降控制成为一大难题;且需在下穿饱和软黄土地层同时通过小半径曲线大坡道隧道;小半径曲线地段的轴线控制难度较大，同时管片向外侧扭曲而挤压地层使地层和管片结构均受到复杂的影响。
工艺特点：（1）满足盾构法过饱和软黄土地层地表沉降控制（2）可保证盾构法施工隧道成型质量。
适用范围：（1）对于小半径曲线大坡度地段有利于减少管片的碎裂和隧道的整体防水（2）可有效控制饱和软黄土地区地表沉降或隆起，避免地面建构筑物破坏。（3）用于地面建构筑物安全及成型隧道质量要求较高处。
一、工程概况
区间隧道为小半径曲线大坡度，并处在覆土较厚的饱和软黄土地层中，管片采用1.5m管片，施工人员如不能很好地控制，将造成盾构机与管片之间卡壳、管片碎裂、错台、渗漏水、地表沉降严重等问题。由于曲线的半径过小且饱和软黄土可塑性较差，盾构作用于管片后座的侧向分力很容易使成环管片外移，产生管片环的高差，同时已建成的隧道在盾构的推力作用下，极易产生偏移，轴线控制难度较大，地表沉降难以控制。
（一）设备选型
盾构穿越小曲线，使用小松盾构机;小松盾构机采用的是主动铰接，对于小半径曲线纠偏有较好的控制，同时确保铰接密封不出现渗漏等情况。对刀盘配备的2把超挖刀进行了更换，确保在小半径段推进时对隧道线性的拟合度。
盾构穿越饱和软黄土，该地层有变形过大、不均匀沉降、厚度可变的特性，施工时自承能力差，不易稳定，当盾构穿越该地层含水量较大时，易发生涌水涌泥，对盾构机螺旋、对闸门密封、密封刷，同步注浆机、同步注浆压力传感器及流量计和气动阀进行全面检查，完全确保盾构机在穿越饱和软黄土安全有效的通过。
（二）主要考虑因素及措施
本工程主要考虑两个因素：（1）小曲线大坡度轴线控制难度大。线路曲線段最小半径为R=350m，轴线控制难度较大，同时管片向外侧扭曲而挤压地层使地层和管片结构均受到复杂的影响。（2）盾构穿越饱和软黄土地层沉降控制难度大。隧道上方为城市主干道，沉降控制要求高，地表沉降控制值-30mm，沉降速率控制值2mm/d。
措施：选择合理的掘进参数，制定合理的监测方案。
二、施工工艺流程及施工方法
（一）管片选择与拼装
在盾构法施工中，管片的选型和安装好坏直接影响着隧道的质量和使用寿命。就盾构管片选型和安装技术做总结分析。
右线经计算从第65环进入圆缓曲线，其R350m的小曲线上共计220环管片。根据公式：36.2/6000=L/350 L=2.112
由此得出转弯环：标准环=2.112：1，因此在推进过程中每2环核查一次楔形量。
利用每一环的理论楔形量指导推进（1.5/350=X/6000 X=25.7mm）。
推进前后左右行程差变化量为25.7mm。
左线经计算从第22环进入圆缓曲线，其R350m的小曲线上共计222环管片。根据公式：36.2/6000=L/350 L=2.112
由此得出转弯环：标准环=2.112：1，因此在推进过程中每2环核查一次楔形量。
利用每一环的理论楔形量指导推进（1.5/350=X/6000 X=25.7mm）。
（二）管片拼装举例
（1）左侧油缸行程300mm，右侧油缸行程280mm。左右铰接度数=0°，推进前左右行程差为20mm。
（2）推进完成后左右油缸行程差为40mm，即变化20mm。左侧油缸行程1840mm，右侧油缸行程1800mm。
（3）检测盾尾间隙是否均匀，在间隙均匀的情况下选择右转环拼1点，由此左超36.2mm，上超1.8mm。
（4）拼完之后油缸行程：左侧303.8mm，右侧300mm，行程差3.8mm。
（三）盾构机姿态控制
盾构掘进过程中，管片在承受侧向压力后将向弧线外侧偏移。特别在饱和软黄土地层，盾构机姿态不易控制。为了使隧道轴线最终偏差控制在规范要求的范围内，盾构掘进时考虑给隧道预留一定的偏移量，将盾构机掘进水平姿态控制在圆曲线内，确保曲线段施工的推进轴线控制，减少管片外弧碎裂、控制管片偏移量及地表沉降量符合要求。
在曲线上掘进时，以盾构机长度8.68m作割线，盾构机推进水平趋向按照割线进行控制。使整个盾构机沿着曲线内弧面前进，缩小盾构机轴线与隧道中心线之间的夹角。必要时，开启水平铰接，使盾构机更好地拟合曲线前进。
盾构机掘进进行纠偏时，宜慢不宜急，防止盾构机蛇行量过大，一般每环纠偏量不宜超过5mm。为避免盾构掘进“急纠”，盾构掘进时，考虑给隧道预留一定的偏移量，将盾构机沿曲线的割线方向掘进，管片拼装时轴线位于弧线的内侧，以使管片出盾尾后受侧向分力向弧线外侧偏移时留有预偏量。