徐州軌道交通2號線下穿隴海鐵路道岔方案研究

寧曉飛

摘要： 徐州軌道交通2號線下穿隴海鐵路徐州西站咽喉區(qū)道岔是整個工程建設中極其危險的風險源，本文通過對道岔改移方案比選、盾構通過隴海鐵路沉降影響計算、施工保護措施等幾個方面分別展開論述，期望本工程能為類似工程提供參考和幫助。

Abstract： Xuzhou Rail Transit Line 2 underpassing Longhai Railway Xuzhou West Station throat turnout is the most dangerous risk source in the construction of the whole project. Through the comparison of the turnout scheme， the influence of the shield on the settlement of Longhai Railway is calculated. Construction protection measures and other aspects are discussed. It is expected that the project can provide reference for similar projects.

關鍵詞： 道岔；改移；沉降；措施；預案

Key words： turnout；change；settlement；measure；plan

中圖分類號：U213.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0121-02

0 引言

城市軌道交通規(guī)劃和建設過程中，在盾構區(qū)間必須穿越既有鐵路道岔時，如何保證鐵路運營安全是一個非常重要的課題。本文結合既有站場道岔的運營情況及發(fā)展規(guī)劃，提出了三種道岔改移方案，在綜合比選的確定最優(yōu)方案的基礎上，提出了盾構區(qū)間施工保護措施及應急預案，保證了鐵路運營安全問題。

1 工程概況

徐州軌道交通2號線線路在中山北路橋處與隴海鐵路7條股道垂直相交，區(qū)間左線下穿54#道岔區(qū)，區(qū)間右線側穿52#道岔區(qū)及隴海鐵路橋。新建隧道主要穿越硬塑黏土，擬采用盾構法施工，穿越長度約56m，隴海鐵路路基結構為碎石道床。新建區(qū)間右線隧道距離隴海鐵路箱涵結構底約12m；左線距離隴海鐵路路基頂約20m。徐州軌道交通2號線與隴海鐵路位置關系見圖1。

2 道岔改移方案比選

徐州軌道交通2號線穿越隴海鐵路徐州西站咽喉區(qū)道岔是整個工程建設中極其危險的風險源，穩(wěn)妥的控制措施是對道岔進行改移，采用三種方案進行對比分析。

2.1 方案一：徐州西站西咽喉道岔改移方案

拆除既有52#號道岔，改用曲線連接；56和58#號道岔向東平移20m后接（6）道到發(fā)線；拆除既有52#號道岔，貨物線改從60#號道岔前接軌，具體方案見圖2。

工程數(shù)量：鋪道岔4組，軌道0.378km，拆圍墻占道路210m。該方案優(yōu)點是改建工程量較小，貨場取送作業(yè)方式不變；缺點是到發(fā)線6、7、8、9道有效長減少20m。

2.2 方案二：徐州西站西咽喉道岔平移改建方案

車場最外側梯線向西平移61.25m側向接22#號道岔，52#號和54#號道岔也一并向西平移，梯線向西平移需要拆除圍墻和占用道路，具體方案見圖3。

工程數(shù)量：鋪道岔4組，軌道0.453km，拆圍墻占道路260m。該方案優(yōu)點是不影響車站到發(fā)線7、8、9道有效長和貨場取送作業(yè)方式；缺點是改建工程量最大，可能還需要對隴海鐵路K266+492.5公跨鐵接長。

2.3 方案三 ：道岔臨時釘閉方案

拆除既有52#號道岔，改用曲線連接；56和58#號道岔向東平移20m后接（6）道到發(fā)線；貨物線西端在地鐵隧道建設期間斷開，不辦理取送作業(yè)，而只在東端辦理，具體方案見圖4。

工程數(shù)量：鋪道岔3組，軌道0.112km。該方案優(yōu)點是改建工程量最??；缺點是貨場取送作業(yè)只能在車站東端進行，到發(fā)線6、7、8、9道有效長減少20m。

2.4 結論

為減小隧道下穿對鐵路咽喉區(qū)的影響，經(jīng)綜合比選，方案二（釘閉+改移方案）對既有鐵路改動最小，故推薦采用方案二（釘閉+改移方案）。

3 區(qū)間施工對隴海鐵路沉降的影響分析

根據(jù)Plaxis軟件計算，盾構區(qū)間隧道穿越鐵路路基引起的箱涵沉降為2mm，改移后鐵路道岔距隧道結構邊線10m，改移后道岔區(qū)最大沉降為0.15mm，滿足相關規(guī)范對鐵路股道及道岔沉降的要求，地表沉降曲線見圖5。

4 盾構區(qū)間施工保護措施及應急預案

4.1 設計和施工措施

①采取先掘進一條盾構隧道，待施工階段絕大部分沉降完成后再施工另外一條隧道，避免兩條隧道同時施工。②認真細致做好地鐵施工穿越段工程地質、水文地質勘探及地下構筑物調(diào)查工作，防止推進過程中意外情況發(fā)生。③加強管片配筋設計：鐵路線下方及兩側各20m的范圍內(nèi)的鋼筋混凝土管片采用加強型配筋。④管片結構增加注漿孔，必要時通過增加的注漿孔進行注漿，及時均勻充填隧道開挖的環(huán)形空隙，減小周邊的地層損失。⑤優(yōu)化盾構推進參數(shù)，選取滲透性好、止水性強、早期強度大的同步注漿材料，采用二次或多次重復注漿進行補充；根據(jù)試掘段施工沉降情況，必要時可利用增加的注漿孔采取注漿補強。

4.2 施工監(jiān)測

①在隧道掌子面距離鐵路橋或路基50米外50～100米范圍內(nèi)做一試驗段，制定詳細的監(jiān)測計劃，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，預測隧道穿越既有線的沉降值，為以后是否啟動應急預案做參考。②加強施工監(jiān)測。內(nèi)容包括：地面沉降；軌面沉降與變形。③對隧道施工風險源的影響預測應貫穿于施工的全過程，采用反分析或其他有效方法，按照規(guī)定的程序，通報參建各方，及時會商或調(diào)整施工措施。并嚴格按照三級預警機制組織施工。

4.3 應急預案

①軌道應急措施：施工過程中一旦發(fā)現(xiàn)鐵路允許偏差超標，立即聯(lián)系鐵路有關部門進行軌道的整治修護、線路維修作業(yè)，及時通知設計單位及鐵路等相關部門，研究對策，以防影響鐵路的正常運營。并做好地表補充注漿的準備措施，必要時進行地表注漿。②隧道內(nèi)應急措施：立即停止盾構掘進，并保持土倉壓力，有效控制地表繼續(xù)沉降。待地表沉降穩(wěn)定并已處理完成后，盾構機方可繼續(xù)掘進。③對已拼裝成形的盾構隧道，在沉降區(qū)內(nèi)進行管片背后補注漿，在此期間提高監(jiān)測的頻率，及時繪制變形曲線圖，加強與上級單位和鐵路部門的溝通，以便根據(jù)變形發(fā)展情況采取相應措施。

5 結論與建議

①為減小隧道下穿對鐵路咽喉區(qū)的影響，進行了道岔改移及釘閉方案研究，經(jīng)綜合比選方案二（釘閉+改移方案）對既有鐵路改動最小，故推薦采用方案二（釘閉+改移方案）。②經(jīng)計算分析，隧道下穿對鐵路的影響在可控范圍之內(nèi)。③進行施工工藝試驗，以確定合理的盾構開挖速度、同步注漿工序，為隧道安全通過鐵路提供保障。④加強施工監(jiān)測，密切關注施工引起的地表沉降、軌道位移等情況，以便動態(tài)化指導施工。

參考文獻：

[1]中鐵第四勘察設計院，徐州軌道交通2號線穿越隴海鐵路專題報告.

[2]徐州軌道交通2號線設計文件.

[3]胡仁兵.市域鐵路制式選擇分析[J].鐵道工程學報，2014（06）.