盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工技術(shù)研究

陳理

（中鐵二十三局集團軌道交通工程有限公司，上海200000）

1 引言

盾構(gòu)隧道施工穿越鐵路施工技術(shù)具有風險高、難度大等特點。在具體施工前需要先對路基進行注漿加固。施工人員在施工中可以通過監(jiān)測調(diào)整掘進速度、盾構(gòu)機姿態(tài)，從而有效保障施工的安全性，提高施工質(zhì)量，滿足施工進度要求[1]。而為了確保鐵路的行車安全以及隧道施工的安全性，應該對現(xiàn)場的實際情況進行有效的調(diào)查，并做好施工設(shè)計，認真研究施工圖紙，從而使整個工程的施工變得更為安全，有效降低在工程施工過程當中以及隧道行車過程中的安全風險，全面提高施工質(zhì)量。

2 工程概況

2.1 下穿鐵路段的概況

某鐵路專用線主要用于貨物運輸，盾構(gòu)隧道下穿鐵路部分位于冶煉廠站場北端道岔岔首位置，道岔為P43 鋼軌9 號單開道岔，岔區(qū)前后軌道均為P43 鋼軌，線路軌距為1.435m，線路縱坡為2‰，鐵路基礎(chǔ)面寬度約12～13m。機車重量約138t、牽引重量約2 000t，每天往返列車至少16 趟。

2.2 盾構(gòu)隧道段的實際情況

由于地鐵施工將下穿大量的路面、建筑、橋梁和管線等建（構(gòu)）筑物，又因為地鐵與地下工程建設(shè)的特點和水文地質(zhì)等多方面不確定性因素的影響，地鐵與地下工程的建設(shè)不可避免地存在許多工程建設(shè)風險。為減少對已有城市建筑物、構(gòu)筑物的干擾，保護已有建（構(gòu)）筑物的安全，降低工程建設(shè)風險是迫切需要解決的重要課題。本文重點研究地鐵盾構(gòu)區(qū)間下穿既有城市鐵路車站在施工期間可能導致的各種潛在風險因素，對盾構(gòu)法隧道下穿既有城市鐵路施工風險及地面沉降控制技術(shù)進行分析，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)類似工程的共同規(guī)律。

3 盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)

根據(jù)地質(zhì)、水文和埋深等因素判別，列車運行通過時的動載對盾構(gòu)隧道施工安全有較大的影響。為保證行車安全及盾構(gòu)推進正常施工，施工采取“先加固，后過軌”方案，施工分為2 個主要階段：第一階段：盾構(gòu)推進前，采用軌束梁加固鐵路線路，對鐵路路基注漿加固；第二階段：盾構(gòu)推進和監(jiān)控量測，盾構(gòu)施工堅持“保頭護尾”的原則[2]。

3.1 路基加固處理

盾構(gòu)穿越鐵路前需對鐵路路基進行預加固，地面預加固采用袖閥管注漿加固工藝。加固范圍為鐵路線路外垂直距離6m 及隧道外結(jié)構(gòu)邊垂直距離6m 組成的不規(guī)則矩形，加固深度為鐵路地基下12m，即成孔深度12m。

3.2 線路加固處理

在盾構(gòu)施工處理前，應該確保軌道的部分位置使用P43 鋼軌材料，之后按順序進行加固，而且要將原有的道岔進行拆除，并將部分鋼軌也進行安裝拆除。經(jīng)過檢查人員審核后，確保該軌道符合相關(guān)的列車放行條件，再開通線路。而根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對于進行加固處理的線路，要確保列車的通過速度不應該超過45km/h[3]。而且當列車通過之后，相關(guān)人員還應對該區(qū)域加固部分的構(gòu)件進行檢查，判斷其是否有發(fā)生松動的現(xiàn)象，這樣可以有效地保證鐵路線路的剛性，并確保其穩(wěn)定性，從而確保線路在具體的使用過程中不會出現(xiàn)變形問題，為行車安全提供保障。

3.3 盾構(gòu)施工

在盾構(gòu)施工之前對鐵路設(shè)施的周邊環(huán)境開展相關(guān)的調(diào)查工作，使用紅線來將隧道穿越地表面的中心線進行標識，監(jiān)測人員則應在施工現(xiàn)場的周圍布置相關(guān)的監(jiān)測點，在進行穿越時，每天要定期進行監(jiān)測，而且主要監(jiān)測鐵路路基的沉降情況，并檢查軌道的幾何尺寸。通過具體的檢測可以得到相關(guān)數(shù)據(jù)，并有效地調(diào)整盾構(gòu)掘進過程中的相關(guān)參數(shù)，使其姿態(tài)能夠得到矯正，使其按照原有的設(shè)計軸線進行推進。

3.3.1 調(diào)整隧道管片

鐵路線路可能會影響盾構(gòu)隧道起頂部的荷載壓力，所以在施工過程中，可以通過對管片的內(nèi)力和抗裂進行檢測，從而適當?shù)卦黾愉摻钆浣?，并將其注漿孔進行增加。

3.3.2 監(jiān)控量測

盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工過程中對盾構(gòu)隧道兩側(cè)各30m 范圍內(nèi)地表進行系統(tǒng)全面的監(jiān)控量測。監(jiān)控量測項目主要包括洞外地表沉降、周圍構(gòu)筑物、管線的變形位移和鐵路線路幾何尺寸，洞內(nèi)隧道結(jié)構(gòu)的豎向、水平位移和凈空收斂。將監(jiān)測點盡量安置在對沉降較為敏感的地方，當出現(xiàn)沉降超標現(xiàn)象時，可以對線路的幾何尺寸進行及時的檢查，并采取相關(guān)的養(yǎng)護措施，而如果其所出現(xiàn)的問題無法進行整改，則應該向行車部門進行匯報，然后再采取應急措施。一般情況下，在施工過程中每天需要監(jiān)測2 次，如果出現(xiàn)異常則應該增加監(jiān)測次數(shù)，并對其進行跟蹤監(jiān)測，當與線路相脫離后，那么應該對路基的變形進行監(jiān)測一直到數(shù)據(jù)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3.3 推進速度

需要對盾構(gòu)的正面變形進行控制，并確保其勻速推進，減少整個施工過程對鐵路所帶來的影響，并選擇適宜的推進速度。

3.3.4 同步注漿

在把管片安裝完成后，相關(guān)施工人員應該進行同步注漿，并對注漿壓力進行控制，做好理論用量和實際用量的對比。

3.3.5 二次注漿

在二次筑漿的過程當中，需要遵循相應的原則，具體包括低壓、多孔、多次、少量以及均勻。

3.3.6 管片拼裝

將6 塊預制鋼筋管片拼裝完成后，寬度可以達到1.2m。在拼裝過程中，主要采用的是通縫拼裝的方式。在拼裝過程中應對襯砌環(huán)面的平整度進行嚴格控制。

3.3.7 優(yōu)化掘進參數(shù)

在掘進過程當中，需要對千斤頂?shù)耐七M速度進行調(diào)整，并且相應調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)速和排土量，從而確保其推進速度能夠符合出土速度。

4 盾構(gòu)下穿鐵路施工過程中的注意事項

盾構(gòu)下穿鐵路施工過程中的注意事項包括：

1）施工前，應該明確線路的曲線、半徑、縱向坡度、中線坐標等相關(guān)的參數(shù)，并做好對參數(shù)監(jiān)測，從而對其推進速度、注漿量等參數(shù)進行確定。

2）在對盾構(gòu)推進過程進行質(zhì)量控制時，所采取的施工方法應該是信息反饋。通過布置監(jiān)測點，獲得在穿越過程當中地面、鐵路等出現(xiàn)的沉降情況。

3）盾構(gòu)操作人員、監(jiān)控人員以及養(yǎng)護人員之間應該加強溝通和交流，從而有效地控制施工偏差，降低地層的損失率，有效地保證鐵路的運輸安全。

5 結(jié)語

綜上所述，盾構(gòu)隧道施工穿越具有著風險高、難度大等特點。因此，在具體施工前應該先進行線路加固、路基注漿加固，并通過對施工實際情況的監(jiān)測來對掘進速度進行調(diào)整，從而確保施工安全，提升施工質(zhì)量。