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·岩土工程与地下工程·四川建筑第45卷第2期

小空间盾构曲线始发反力结构不均匀受力性能分析

许凯，张天宇，孙虎平1，李宗奇？

小坤，饶

【摘要】针对盾构机小空间和曲线始发的复杂性，以成都市轨道交通19号线1工区为工程背景，设

计了满足小空间盾构曲线始发的非对称反力结构，并对千斤顶撑、负环管片及反力架进行精细化数值建模，

分析了盾构机穿越注浆加固段、盾构机竖向姿态调整、盾构机在拆除反力结构前转弯、千斤顶故障导致突变

力四种典型不均匀推力工况下的支撑反力结构力学响应。研究结果表明：对于小空间、曲线始发等复杂始发

情况，通过合理调整支撑结构，采取针对性的施工措施，在典型曲线始发不均匀受力工况下，非对称反力架支

撑结构可以满足顺利始发的要求。

【关键词】盾构始发；曲线始发；反力架；负环管片；数值模拟

【中图分类号】U455.43【文献标志码】A

0引言部夹少量圆砾石，中细砂充填。

区间采用4台盾构机进行掘进，分别为3台海瑞克土压

盾构始发过程作为盾构法隧道建设的首要过程，决定着

平衡盾构机，一台辽宁三三土压平衡盾构机。盾构机主机总

整个盾构施工项目成功与否，关系到整个盾构隧道的施工质

长为10.14m，包括后配套的整机总长约为105m。盾体包

量。为了解决盾构机的掘进问题,需要安装一个为盾构机后

括前盾、中盾和后盾,采用锥形设计,外径最大为8600mm。

盾提供反作用力的结构。常见的盾构机后盾支撑反力系统

推力系统采用19组双缸布置，油缸最大推力为350bar。

由始发基座、负环管片衬砌和反力架组成，其中,反力架是在

盾构机均于九江北站一龙桥路站区间中间风井始发。

盾构始发期间为盾构机掘进提供反作用力的龙门式结构，是

中间风井位于九江北站和龙桥路站之间。受规划限制，中间

盾构始发阶段安全施工的核心部件之一，负环管片和始发基

风井位于中半径曲线线路上，曲率半径为R=900m。始发

座是盾构机完全进洞前为掘进提供反作用力的结构。不同

井尺寸为18.7m×11.7m

施工环境【1-2]、不同地质条件[3-4]、不同隧道形式下[5]的施

m。盾构始发方式采用割线始发。负环管片采用与隧道相同

工项目中,都有研究者详尽地介绍和总结了盾构始发过程关

的混凝土管片。根据端头井和场地尺寸确定负环管片为8

于支撑反力结构的关键技术和施工中的相关要点，为盾构机

环，采用错缝拼装方式。

支撑反力结构的设计制作和安装提供了相应的参考。数值

2小空间曲线始发反力架结构设计

模拟方法，如精细化建模下的有限元方法[6-1]，也为研究者

设计盾构始发方案提供了助力。借助大数据和神经网络等一般情况下,盾构始发的始发端头反力架分为反力架主

计算机技术，研究者们通过建立不同始发方案的案例数据库体和支撑结构两部分，反力架主体采用门式框架配合全