1.1本标段工程概况：
本标段属于沈阳地铁一号线一期工程，由三条盾构区间和一座车站组成。分别为云峰北路站～铁西广场站盾构区间、南京街站～沈阳站盾构区间及南京街站～南市站盾构区间隧道及其附属结构物。本区间盾构始发方式是从云峰北街站右线始发至铁西广场站，然后在铁西广场站掉头，继续进行隧道左线推进至云峰北路站结束。
本区间起止里程：DK9+531.396-DK10+426.095，左线长度847.404米，右线长度875.399米。区间线路复杂，盾构右线从云峰北街站始发后先沿直线段掘进，在里程DK10+281.891进入缓和曲线段，缓和曲线段全长52米，在里程DK10+229.888位置进入圆曲线段，曲率半径为400米，全长563.24米，在里程DK9+666.648出圆曲线段，进入65米缓和曲线，在里程DK9+601.648进入直线段。盾构机在曲线段将依次下穿中国邮电器材东北公司办公楼、中国邮电器材东北公司办公楼、沈阳油漆厂住宅楼、沈阳油漆厂办公楼、化院小东环国际花园小区1#楼东环国际花园小区4#楼和东环国际花园小区6#楼等建筑物。
1.2工程地质及水文状况 1.2.1工程地质条件
（1）区域地质构造
在区域地质构造上，沈阳市区位于华北地块内，根据地质构造活动的特点，沈阳市位于沈北凹陷地块内，大地构造上处于辽东块隆与下辽河-辽东湾块陷相交接的部位。
在区域新构造运动上，沈阳市位于千山-龙岗上升区，第四纪时期主要表现为掀抬式上升，为重力场的高重力带异常区。
在地震活动带划分上，沈阳市区位于华北地震区，处于郯庐断裂带北段的营口-沈阳亚段与沈阳-开原亚段的相交接部位，自1493年至1991年共发生4级以上地震19次。营口-沈阳段差异运动不明显，地震活动水平低，沈阳-开原段有软弱的差异升降运动，现今微震活动频繁。
（2）地形、地貌及地层岩性 a、地形、地貌
沈阳地区地貌上属于浑河冲洪积扇，地势平坦，市内最高处是东部的大东区，海拔65m，最低处是西部的铁西区，海拔36m，平均海拔约50m，地势由东向西缓慢倾斜。
b、地层岩性
沈阳市的第四纪地层相对较厚，其下基岩为前震旦系花岗片麻岩。第四系地层分布规律、岩性特点及时代成因分述如下：
① 下更新统
上部为坡、洪积砂砾石层，下部为冰水沉积，冰水沉积层的下部为棕红色粘土，并含有20%左右分选和磨圆度不好的砾石，底部为灰白色粘土，含有30%左右分选和磨圆度差的砾石。
② 中更新统
为冲洪积相沉积，上部为棕红色砂砾石，砾石含量多，但分选不好，磨圆度中等，偶夹有较薄的棕红色粘土层，下部为棕黄色粘土。
③ 上更新统
上部为冲洪积形成的棕黄色、黄褐色粉质粘土，塑性指数较高，具柱状节理，下部为冲洪积形成的砂砾石层，底部的圆砾层混粘性土较多，砾石分选程度和磨圆度不好。
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④ 全新统
第四系全新统地层在区内广泛分布，由粉质粘土、砂砾石层组成，构成浑河新扇或浑河高低漫滩相沉积。全新统冲积相地层上部为粉质粘土、中、粗砂，下部为砾砂、圆砾层，局部为卵石层，砾石、卵石磨圆度较好。
（3）铁~云区间场地的地形、地貌及岩土分层
本区间建筑场地地形较平坦，地面标高介于41.14m～41.93m之间，地表最大相对高差0.79m。
根据区域地质资料及其本次详细勘察结果表明，本区间横跨两个地貌单元，DK9+566.79-DK9+807.40为第四系浑河高漫滩及古河道。DK9+807.40～DK10+400.00为第四系浑河新扇地貌。
各层土自上而下依次描述如下： a、DK9+566.79-DK9+807.40段
在勘探度范围内，该场地地基土主要由第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、全新统浑河高漫滩及古河道（Q42al）和第四系浑河新扇（Q41al+pl）及上更新统浑河老扇（Q32al+pl）粘性土、砂类土及碎石类土组成，自上而下分述如下：
①第四系全新统人工堆积层（Q4ml）
杂填土①：DK9＋566.79～DK9+730.40段（ZX-0600、ZX0602），杂填土主要为卵石、碎石、砂类土、粘性土及建筑垃圾组成的垫层，稍密～中密，顶部0.10-0.20m沥青路面。
DK9+730.40～DK9+807.40段（ZX-0603、ZX-0604、ZC-070），杂填土主要由碎石类土、砂类土、粘性土及建筑垃圾和生活垃圾组成，松散～稍密。
该层普遍分布。揭露厚度：0.50～3.50m；层底埋深：0.50～3.50m；层底标高：38.01～41.02m。
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②全新统浑河高漫滩及古河道地层（Q42al）
粉质粘土③-1：黄褐色，可见铁锰质结核及铁质氧化物，局部含粉土及砾石，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，可塑。
该层呈透镜体状断续出现，揭露厚度：2.10～2.50m；层底埋深：3.00～3.30m；层底标高：38.19～38.52m。
中、粗砂③-3：黄褐色，级配不良，石英～长石质。含2～15％砾石，偶见卵石，可见最大粒径约30mm，稍湿～湿，稍密～中密，以中密状态为主。
该层连续分布。揭露厚度：1.90～7.50m；层底埋深：4.30～9.50m；层底标高：31.86～37.12m。
砾砂③-4：黄褐色，级配一般～良好，石英～长石质，卵、砾石占25～50％，其中含5-20％卵石，可见最大粒径约50mm，湿～饱和，中密～密实,以密实状态为主。
该层连续分布。揭露厚度：1.50～12.90m；层底埋深：10.80～21.60m；层底标高：19.89～30.61m。
中、粗砂③-4-3：黄褐色，级配不良，石英～长石质，含少量卵砾石，可见最大粒径约25mm，饱和，中密。
该层连续分布，其中右线DK9+548.2～DK9+571.9、DK9+714.1～DK9+760.6缺失，左线DK9+548.2～DK9+571.4缺失。
揭露厚度2.00～4.00m；层底埋深：14.10～18.70m；层底标高：22.79～27.39m。
③第四系浑河新扇（ Q41al＋pl）。
粉质粘土④-1：黄褐色～灰褐色，可见少量铁锰质结核及云母碎片， 稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，可塑。局部夹粉土薄层。
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该层连续分布。其中右线DK9+714.1～DK9+774.3，左线DK9+752.4～DK9+774.3缺失。揭露厚度：0.20～3.80m；层底埋深：17.60～22.60m；层底标高：18.89～23.76m。
中、粗砂④-3 ：黄褐色，级配不良，石英～长石质，含1～25％砾石，偶见卵石，可见最大粒径约30mm，饱和，中密～密实，以密实状态为主。
该层连续分布，其中右线DK9+760.6～DK9+774.3、左线DK9+708.6～DK9+774.3未揭露该层。揭露厚度：0.90～5.80m；层底埋深：19.50～25.20m；层底标高：16.29～21.86m。
砾砂④-4：黄褐色，级配一般，石英～长石质，卵、砾石占25～40％，其中含5-15％卵石，可见最大粒径约100mm，饱和，密实。局部夹中、粗砂和圆砾薄层。
该层连续分布，本次勘察大部分钻孔未穿透该层。揭露厚度：2.80～9.10m；层底埋深：25.50～37.00m；层底标高：4.49～15.99m。
中、粗砂④-4-3：黄褐色，级配不良，石英～长石质，含1～15％砾石，偶见卵石，饱和，中密～密实。
该层呈透镜体状分布，仅见于右线DK9+571.9～DK9+615.9、DK9+661.0～DK9+760.6，左线DK9+506.5～DK9+527.4、DK9+ 571.4～DK9+614.9 DK9+661.0～DK9+708.6。该层部分钻孔未穿透，控制厚度：7.50m；控制深度：35.00m。层顶标高25.50～28.00m。
圆砾④-4-5：黄褐色，级配良好，次棱角状～亚圆形，其母岩由中、微风化花岗岩及脉岩砾屑组成，岩质坚硬，饱和，密实。
该层呈透镜体状分布，仅见于右线DK9+535.7～DK9+571.9处。揭露厚度：2.90m；层底埋深：32.00m；层底标高：9.52m。
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④上更新统浑河老扇（Q32al+pl）
粉质粘土⑤-1：黄褐色，可塑，稍有光滑，无摇震反应，干强度及韧性中等。 该层呈透镜体状分布，仅在DK9+506.90米处揭露，揭露厚度1.2m，层底埋深38.20m，层底标高3.29m。
砾砂⑤-4：黄褐色，级配良好，次棱角状～亚圆形，其母岩由中、微风化花岗岩及脉岩砾屑等组成，岩质坚硬，卵、砾石占30-50％，其中含1-15％卵石，一般粒径2～20mm，饱和，密实。
该层呈透镜体状分布，该层仅在DK9+506.90米处揭露，揭露厚度1.8m，层顶标高3.29m。
a、DK9+807.40～DK10+400.00段
在勘察深度范围内，本场地地层主要由第四系全新统人工堆积层（ Q4ml）、第四系浑河新扇（ Q41al+pl）和上更新统浑河老扇（ Q32al+pl）粘性土、砂类土和碎石类土组成，自上而下分述如下：
①第四系全新统人工堆积层（ Q4ml）
杂填土①：主要由碎石类土、砂类土、粘性土、建筑垃圾及生活垃圾组成，稍湿,松散～稍密。
该层普遍分布。揭露厚度：0.70～5.30m；层底埋深：0.70～5.30m；层底标高：36.21～40.57m。
②第四系浑河新扇地层（Q41al-pl）
粉质粘土④-1：黄褐色，可见少量铁锰质结核及云母碎片，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，软塑。局部夹粉土薄层。
该层呈透镜体状分布，仅见于右线DK10+274.5～DK10+353.3，左线DK10+294.2～DK10+353.3处。揭露厚度2.10～2.70m；层底埋深：3.4～4.5m；
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层底标高：36.64～37.88m。
中、粗砂④-3：黄褐色，级配不良，石英～长石质，含1.0～24.0％砾石，偶见卵石，可见最大粒径约30mm，稍湿，稍密～密实，以中密状态为主。
该层连续分布，仅在左线DK9+976.5～DK10+24.5处缺失。揭露厚度0.60～8.40m；层底埋深：2.00～11.20m； 层底标高：30.00～39.24m。
砾砂④-4：黄褐色，级配一般～良好，石英～长石质，卵、砾石占25～50％，其中含2.0～17.0％卵石，一般粒径2～10mm，可见最大粒径约50mm，湿～饱和，中密～很密，以密实状态为主。该层局部夹中、粗砂及圆砾层。
该层连续分布，仅在左线DK9+774.3～DK9+843.4处缺失，揭露厚度：1.40～16.60m；层底埋深：7.10～21.00m；层底标高：20.93～34.45m。
圆砾④-5：黄褐色，级配良好，次棱角状～亚圆形，母岩主要由中、微风化花岗岩及脉岩砾屑等组成，岩质坚硬，卵、砾石占50～65％，其中含5～20％卵石，一般粒径2～20mm，可见最大粒径约50mm，中、粗砂充填，饱和，中密～很密，以密实状态为主。该层局部夹砾砂及中、粗砂层。
该层连续分布，仅见于右线DK9+854.5～DK10+201.4、DK10+390.5～DK10+417.5,左线DK9+797.4～DK10+221.1、DK10+404.5～DK10+417.5处。揭露厚度：1.40～7.60m；层底埋深：9.40～20.60m；层底标高：20.64～32.10m。
中、粗砂④-5-3：黄褐色，级配不良，石英～长石质，含砾石约5-20％，偶见卵石，可见最大粒径约50mm，饱和，中密～密实。
该层连续分布，仅在右线DK9+774.3～DK9+820.3,左线DK10+166.2～DK10+199.0处缺失。揭露厚度：0.5～13.60m；层底埋深：13.00～23.10m；层底标高：18.50～28.41m。
③上更新统浑河老扇（Q32al+pl）
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粉质粘土⑤-1：黄褐、红褐色，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，可塑。局部夹粉土薄层。
该层呈透镜体状分布，仅见于右线DK9+854.5～DK9+976.4、DK10+30.0～DK10+129.8，左线DK9+820.4～DK10+129.38处。揭露厚度：0.10～2.80m；层底埋深：13.6～23.40m；层底标高：18.10～27.81m。
中、粗砂⑤-3：黄褐色，级配不良，石英～长石质，含2-20％砾石，偶见卵石，可见最大粒径约30mm，饱和，稍密～密实，以中密状态为主。
该层连续分布，仅在DK9+976.9～DK10+24.5处缺失。揭露厚度：0.60～9.50m ；层底埋深：16.00～28.00m；层底标高：13.28～25.21m 。
砾砂⑤-4：黄褐色，级配一般，石英～长石质，卵砾石占25～45％，一般粒径2～10mm，可见最大粒径约90mm，饱和，中密～很密，以密实状态为主。
该层呈透镜体状分布，仅见于右线DK9+976.5～DK10+130.2、
DK10+215.6～DK10+229.5，左线DK9+960.9～DK10+96.0、DK10+182.6～DK10+291.2、DK10+182.6～DK10+291.2、DK10+353.3～DK10+417.5处。揭露厚度：2.0～4.70m；层底埋深：22.50～29.60m；层底标高：11.6～19.04m。
圆砾⑤-4-5：黄褐色，级配良好，次棱角状～亚圆形，母岩由中、微风化花岗岩及脉岩等组成，岩质坚硬，砾石占50～65％，含5～20％卵石，一般粒径2～20mm，可见最大粒径约50mm，中、粗砂及少量粘性土充填，饱和，中密～很密。
该层呈透镜体状分布，仅见于DK10+353.3～DK10+404.0处。揭露厚度：9.8m；层底埋深：23.10m；层底埋深：25.8；层底标高：15.41m。
圆砾⑤-5：黄褐色，级配良好，次棱角状～亚圆形，母岩由中、微风化花岗岩及脉岩砾屑等组成，岩质坚硬，砾石占50～65％，含10～20％卵石，一般粒
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径2～20mm，可见最大粒径约60mm，中、粗砂及少量粘性土充填，饱和，密实～很密，以密实状态为主。
该层分布较连续，在右线DK9+936.5～DK9+976.5、DK10+24.0～DK10+77.7、DK10+316.1～DK10+353.3左线DK9+936.6～DK10+63.0、DK10+249.2～DK10+417.5缺失。揭露厚度：0.6～8.0 m；层底埋深：23.10～34.00m；层底标高：7.93～18.52m。
砾砂⑤-5-4：黄褐色，级配一般，石英～长石质，砾石占25～45％，含5～15％卵石，可见最大粒径约40mm，饱和，密实。
该层连续分布，未揭穿该层。控制厚度：6.76m；控制深度：38.00m。 具体情况见图1-1铁-云区间左线地质纵断面图和图1-2铁-云区间右线地质纵断面图。
1.2.2水文地质条件
本区间地下水的主要构成符合沈阳地下水的一般赋存规律，主要有三种，即上层滞水、潜水、及承压水。
（1）上层滞水：普遍分布，随着含水层的不同，水位高低变化较大。水量小，主要接受大气降水、生活废水和自来水、污水等地下管线渗漏的垂直补给，以蒸发、向下越流补给潜水的方式排泄。赋存在表层粉土、粉砂中，埋深一般2～7m，水位标高31.42～36.02m。
（2）潜水：受含水层中粗砂、粉细砂层分布范围的影响，潜水主要分布于K15+800以北，同时地下水位受含水层埋深变化的影响，高低变化较大，主要接受大气降水、上层滞水的垂直渗透及本层地下水的侧向径流补给，以侧向径流及向下越流补给下层地下水的方式排泄。潜水层是对修建地铁影响最大的地下水类型。潜水水位标高约在21.41～30.00m。
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（3）承压水：普遍分布且稳定，主要接受侧向径流和越流补给，以侧向径流和人工抽取地下水的方式排泄。赋存于下部砂土、圆砾、卵石层中，由于巨厚卵石层间断沉积粘性土隔水层，故上部与下部卵石层地下水之间保持水力联系，表现为潜水－承压水型。
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图1-1铁-云区间左线地质纵断面图
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图1-2铁-云区间右线地质纵断面图
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第二章、盾构机纠偏
2.1隧道偏差原因
隧道偏差出现的原因主要是由盾构机推进偏离造成的，但管片在拼装过程形成的误差也会造成隧道一定的偏离。隧道如果出现偏差，通常通过盾构机配合使用曲线管片进行纠偏。本标段使用的盾构机为德国海瑞克土压平衡盾构机，设有小区率半径掘进的中折千斤顶，可以有效的对盾构机的掘进姿态进行纠偏。
2.2盾构机的纠偏 2.2.1纠正偏离的原则
盾构方向控制的基本原则如下： （1） 偏离量增大之前及早修正
（2） 在场地条件受限不能修正，只能按现时方向掘进的场合，通常可提前10～
20m控制偏移量；
（3） 遵循偏离量的管理值和允许值，确定偏离修正方针。
2.2.2盾构机纠正偏离的修正
为了把施工时的实际偏离量控制在规定的允许偏离量以内，首先应确定偏离量的管理值（允许值的50%～80%为目标），并在该目标范围内修正偏离量进行推进管理。盾构机纠偏时必须确定连续修正偏离的意识，否则将会出现纠偏过量的 情况。具体见图2-1盾构偏离修正图。
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偏离方向制动偏离允许值现状掌握偏离管理值盾构偏离修正图
图2-1 盾构偏离修正图
如果在已经发生偏离的场合下修正盾构方向，则因超挖和盾构外周面摩擦的增大，周围地层将发生扰动，致使沉降。在方向控制时，必须先掌握盾构现在在推进方向上的偏离量，其次按可以把偏离量拉回到管理值以内的原则设定方向修正量，即使超过管理值也可以考虑先修正几米的原则进行方向控制。
2.2.3盾构方向控制
在决定盾构方向修正量时，应进行盾构位置、方向变化的模拟，必须明确偏离修正的方针。设盾构推进微小距离△L时，对应的方向变化角为θ，则对应计划线形的偏离量的变化为δ。具体见图2-2盾构位置预测方法图。
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①计划方向差的变更位置机长δδδ计划线性②方向修正变更位置1δθ图2-2盾构位置预测方法图
由图2-2可知，δ可按下式计算：
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1.(h0.to)L/L 2PL1sin
pR(1sin)L(1cos)/2sin(/2) 式中：δ1—偏离计划方向差的变化值；
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4.1） （4.2）
（4.3） （4.4）
（ δ2—方向修正的变化值； δh0—掘削面现时偏离量； δt0—盾尾现时的偏离量； δp—盾构旋转位置的变化值；
必须注意盾构的实际掘进方向与其姿态、方向是不一致的。特别是纵断面方向的盾构高程变化，由盾构自重与地耐力的关系可知，盾构的方向与实际掘进的方向存在一定的差异。
在预测盾构位置时，应选用包含这种变化的模型决定方向修正量。在掌握盾构变化时，应考虑给出某方向修正量是偏离量变化的实际值。为此，应作出描绘盾构偏离状态的图面，分析倾向作必要管理。随后用计算机分析处理这种倾向，最后提升为成果的事例也应有报告。
2.2.4方向控制方法
盾构机的控制方法，有控制推进千斤顶群的工作模式（以下简称模式法）和控制千斤顶推进压力（以下简称压力法）两种方法。
（1）模拟法
模式法是靠选择推进千斤顶群的工作模式实现方向控制的方法。这是一种根据测得的水平、竖直两方向上的姿态偏差，选择所谓的最佳推进千斤顶的工作模式。既让千斤顶群中的部分千斤顶工作，另一部分千斤顶停止工作，一次同时修正上述两个方向姿态偏差的方法。该方法存在如下一些问题。
当要求停止推进的千斤顶再次工作时，盾构机必须从停止掘进一直等到该千斤顶触及管片，即必须间歇一段时间，所以工作效率低。
控制属阶段性控制，另外因需水平方向和竖直方向同时纠偏，故控制精度不
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高。
因千斤顶模式选择属经验技术，故操作人员的技术因素致使偏差存在较大的起伏。具体见图2-3。
自动控制时，必须输入以操作人员经验判断为基础的参数，所以初期调整要一段时间。
图2-3 千斤顶分组状况
（2）压力法
压力控制推进系统是为了克服模式法发的上述弊病而开发的一种较为理想的方向控制系统。该系统把盾构机的推进千斤顶，像图2-4那样分成多组，各组千斤顶的变化特点是连续变化，而不是阶段性变化。这种控制方式具有如下优点。
因为输入千斤顶操作点击推进千斤顶的合力点容易，故设定目标方向容易，所以即使经验不足的操作员也可以正确控制盾构机的姿态。
因为通常全部千斤顶参加推进，纠偏是靠追加给工作千斤顶的压力完成，无千斤顶停止工作的现象，故效率高。
尽管千斤顶上的推力存在一定的梯度，但推力变化平滑，所以管片上偏载荷
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极小。
2.2.5纠偏急转弯时对盾构机的要求
中折机构是把盾构机分割成前舱和后舱两个部分，两部分的交界处可以出现曲折；也可以把盾构机分成三部分，即前舱、中舱、后舱，使盾构机出现两次曲折的机构。中折机构利于中折千斤顶使盾构机沿曲折线推进。
使用中折机构的好处是推高急拐弯曲线的施工性，同时还可控制超挖量。此外，还可以防止管片单推。具体如图2-4，2-5。
中折机构实际上为滑动机构。滑动结构有缓倾斜型和曲面型两种。前者的止水衬垫的跟踪性有限，地下水压高时中折角也受限（不能过大），所以只能用于曲率半径较大（相对后者）的急弯情形的施工；后者使用高水压衬垫，故可确保大的中折角（达9°），即适用于曲率半径较小（相对前者）的急弯施工。 中折机构的推进方式因盾构机千斤顶固定位置的差异，可分为前舱推进式和后舱推进式两种见图2-6，其特点分述如下：
外侧超挖量管片外侧超挖量δ旋转中心线管片外径曲线半径中折角管片内侧 图2-4 超挖量和盾尾间隙
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外侧超挖量管片外侧超挖量δ旋转中心线管片外径曲线半径中折角管片内侧 图2-5 采用中折机构时的超挖量
前舱盾构千斤顶后舱前舱盾构千斤顶后舱中折千斤顶中折千斤顶管片管片前舱推进方式后舱推进方式 图2-6 推进方式
⑴前舱推进式
① 盾构千斤顶顶推前舱，后舱通过连销与前舱连接，所以后舱受力小，对中折千斤顶推力的上限要求可以降低。
② 中折时因盾构千斤顶中心轴线与管片中心轴线出现偏离，故盾构千斤顶必须为摇动支承。因此，千斤顶顶推点和管片中心轴的偏心距较大。 ③ 因中折段出现张开，故千斤顶冲程缩短。 ⑵后舱推进式
① 因千斤顶的推力通过中折千斤顶传递到前舱，所以要求中折千斤顶的能力应
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