为了适应城市人口的快速增长,重庆市规划了规模庞大的地铁网络,盾构法在地铁施工中得到了大量应用。由于规划需要以及地形条件的限制,在某些地段不可避免要采用纵坡或者小半径曲线隧道,这为盾构推进、管片拼装带来了困难,曲线段管片受力特性尚不明确。本文以重庆市轨道交通环线某区段为依托项目,对小半径、纵坡条件下管片整体及接头的受力变形特性、盾构施工轴线控制技术、管片拼装技术进行了探讨,主要研究内容和创新成果如下:1.小半径曲线段管片受力分析(1)管片内力值及位移值与曲线半径并非呈简单的线性变化,随着曲线半径的减小,其内力值(弯矩、轴力、剪力)及管片位移值显著增大。(2)小曲线半径条件下,管片外凸侧(曲线外侧)会出现一定的拉应力,说明在曲线地段,管片外侧是受力相对薄弱部位,设计时应予以加强。(3)随着曲线半径的减小,管片接缝张开量逐渐增大。当曲线半径为50m时,管片内弧面张开量达到1.04mm,管片承受外弧面张开量达到1.59mm,防水能力大大降低。2.纵坡地段地层扰动及开挖面稳定性分析(1)在不同纵坡值条件下,土体水平、竖向方向变形规律大体相似,但土体水平位移较小,竖向位移较大,尤其以隧道中心处竖向位移最大,且随隧道纵坡值增大而增大。(2)开挖面土体压应力随纵坡坡度增大而减小,容易失稳,在盾构施工时应该加大开挖面的支护力;开挖面土体压应力随埋深的增加而增大,开挖面稳定性相对较高。与坡度值的变化相比,埋深对开挖面应力大小影响要明显得多。3.管片接头受力特性分析接头抗弯刚度的变化实际上是多种因素的耦合结果,同时受荷载和接缝构造形式的影响。相对而言,抗弯刚度受轴力、弯矩、螺栓高度的影响更为明显。弯矩的增加降低了抗弯刚度,轴力的增加提高了抗弯刚度,而螺栓高度的影响主要体现在接头抵抗正负弯矩能力的变化。4.小半径盾构隧道管片拼装质量控制在小半径地段,通过合理控制仿形刀超挖量及铰接角,减小管片轴线偏差;管片受侧向分力的作用,为防止管片侧向变形过大,宜采用早期强度较高的注浆材料,并合理设置预偏值;为防止上浮力引起管片纵向错台,宜采用早期强度较高的注浆材料,并适当增加纵向螺栓预紧力;为防止曲线外侧接缝发生渗漏水,应提高管片制作和拼装精度,并加大传力垫层厚度以及弹性密封圈体积。