砂卵石地層盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)

馮波（中鐵城市投資發(fā)展集團有限公司，成都610031)

砂卵石地層盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)

馮波
（中鐵城市投資發(fā)展集團有限公司，成都610031)

成都地鐵7號線八里小區(qū)站～東區(qū)醫(yī)院站區(qū)間在穿越成都煤件廠煤鐵路專線施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場情況的變化，不斷地對施工技術(shù)方案進行優(yōu)化，合理組織施工，有效地控制鐵路專線的位移、沉降等質(zhì)量問題，滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求。為盾構(gòu)穿越鐵路，提供寶貴的經(jīng)驗，對同類條件下的施工提供了參考和借鑒。

地鐵盾構(gòu)；下穿鐵路；注漿加固；監(jiān)測；控制

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.163

1 引言

隨著城市地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，地鐵穿越各式城市建構(gòu)筑物的情況屢見不鮮，作為城市之間交通鐵路線路四通八達，然而如何解決地鐵線路正下穿鐵路運營線路是困擾著地鐵施工的一大難題。在絕大多數(shù)的情況下，采取在線路規(guī)劃許可階段調(diào)整線路走向避讓鐵路。

2 工程概述

2.1 概況

成都地鐵7號線東區(qū)醫(yī)院站—八里小區(qū)站區(qū)間里程Y(Z) DK3+954.200—Y(Z)DK5+127.280，線路沿八里莊路，穿越青龍場立交橋，在府青路站到達。左線全長1174.982 m，右線全長1171.529 m，最大設(shè)計坡度29.437‰。在Y（Z）DK5+761.938里程設(shè)1個聯(lián)絡(luò)通道兼泵房。

成都煤件廠煤專線從青龍場立交橋下穿過，專用線和橋下公路相交處設(shè)置一寬為25m的平交道口，既有平交道口線路中心里程為K0+350，橋下平時車流、人流量較大。該處專用線平時行車密度較小，一般每天1～2趟，專用線平時行車速度較慢，一般在40km/h以下。

2.2 工程地質(zhì)

地下水無承壓水存在，主要為賦存于黏土層之上的上層滯水、第四系孔隙水和基巖裂隙水，工程周邊范圍無較大地表徑流存在。水位高度在地表以下7～10m。隧道上方覆土主要為：人工雜填土、黏土、中密卵石土、局部含有透鏡狀中砂層；隧道斷面范圍主要有：透鏡狀中砂層、強風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖；下臥層主要為：中風(fēng)化泥巖。

3 穿越鐵路技術(shù)

3.1 地面加固

1）盾構(gòu)穿越施工前，針對盾構(gòu)影響范圍內(nèi)地層進行地面注漿加固，用于控制盾構(gòu)穿越施工引起地面沉降。

2）地層為密實砂卵石地層，地層內(nèi)空隙小，為保障漿液能較好滲透進入地層，采用的注漿材料為超細水泥。

3）注漿時按先灌入稀漿后灌入濃漿的原則逐漸調(diào)整水灰比。正常注漿壓力為0.5～2MPa。注漿壓力控制在2.0MPa以內(nèi)，并由下而上逐漸減小，視具體情況分別采用或作適當調(diào)整。平面注漿次序，每次都跳開一個孔進行注漿，以防止發(fā)生竄漿現(xiàn)象。

間歇注漿：全孔段注漿完成后，間歇一段時間再進行第二次注漿，間歇時間控制在10～30min之內(nèi)。

終灌標準：（1）每孔至少進行兩輪注漿；（2）注漿孔內(nèi)平均每延米累計注漿量不小于0.75m3；（3）當注漿壓力≥2MPa，吸漿量＜2.5L/min，穩(wěn)定時間≥10 min。

3.2 D型托換的基本原理

對于鐵路軌道，在軌道下方采用“板凳”（鋼橫梁）將其托起?！鞍宓省庇蓹M梁、縱梁和托換樁基組成。

托換樁采用C20人工挖孔樁，挖孔樁尺寸為4根2m× 1.6m和2根3m×2.5m，樁頂搭設(shè)縱梁。

3.2.1 成樁工藝

由于D型梁樁基靠近運營鐵路線路，采用旋挖鉆孔、沖擊鉆孔對地層擾動太大，結(jié)合成都地區(qū)的施工經(jīng)驗，選擇人工挖孔樁成樁。

鑒于成都地層的特殊性，局部存在透鏡體砂層，且砂卵石下方為強風(fēng)化泥巖，水位無法直接降至泥巖下，因此易發(fā)生流水流沙現(xiàn)象。在施工過程中采取高壓旋噴注漿加固人工挖孔周邊的流砂層，具體是先對樁底用混凝土封底，再對人工挖孔樁護壁周邊鉆孔，深入到泥巖層中1m，孔徑148mm，間距約0.4m，對每一個孔進行高壓旋噴注漿，注漿壓力約20MPa，每孔注漿量約1m3。同 時利用群井效應(yīng)，減少各個孔位的水流量。在開挖過程中將開挖進尺縮短（約20～30cm），用長約1.5m的鋼筋（φ20mm）沿著護壁周邊插入流沙層中，鋼筋間距7～10cm，在鋼筋兩側(cè)編制稻草堵砂，每開挖20cm，立即綁上箍筋，安裝模板澆筑速凝混凝土。通過多次循環(huán)作業(yè)，最終將人工挖孔開挖完成。樁身混凝土采用水下混凝土灌注。

樁頂標高控制。樁身混凝土灌注至樁頂時必須控制好承臺頂面標高，并且整平承臺頂面，標高及中線誤差≤±10mm。樁頂標高由以下計算式確定：承臺頂面標高=既有線鋼軌頂面標高-鋼軌高度-橫梁頂面距縱梁底面的距離。

3.2.2 抽換軌枕

清點封鎖施工2h，將主梁運到工地，用滑車橫移主梁到枕木垛上，橫移使主梁就位。

按計劃位置，先將一片主梁就位，安裝好下牛腿。另一片主梁墊高出枕木0.35m以上，以便抽換枕木。

扒除道床，單根抽換枕木，安裝橫梁的位置應(yīng)與枕木位置大體一致，抽換枕木應(yīng)按工務(wù)規(guī)則要求“六抽一”。由主梁兩端向中心排列抽換，抽一根枕木，塞一根橫梁，鋼軌下墊適當?shù)慕^緣膠板，防止軌道電路短路，影響信號和行車，塞入橫梁時，要對準梁肋，安裝下牛腿和夾板，墊好膠墊。

3.2.3 安裝縱梁，聯(lián)結(jié)扣件

將橫梁兩端頭及以外的道渣清除，分別將縱梁安裝，并安裝連接板及牛腿，此時鋼軌扣件可以臨時松開，待縱梁與橫梁連接完畢后再固定鋼軌扣件。安裝斜桿及所有聯(lián)結(jié)系統(tǒng)、擋渣件等。

3.3 隧道掘進控制措施

3.3.1 設(shè)備維修保養(yǎng)

在盾構(gòu)距離鐵路專線約100m時停機，對設(shè)備進行維修保養(yǎng)，確保施工時順利通過鐵路地段。維修保養(yǎng)的項目主要有：檢查主驅(qū)動系統(tǒng)、人倉系統(tǒng)、推進劑鉸接系統(tǒng)、油脂系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)、盾尾密封情況、拼裝機、螺旋機、清洗注漿及膨潤土管路、空氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)等。對全部控制線路檢查并緊固連接端子，全面清理保養(yǎng)皮帶機，通過檢查更換有隱患的部件，確保設(shè)備的可靠運行。除此之外還要做好電瓶車、龍門吊、砂漿拌合站等全部配套設(shè)備的維修保養(yǎng)工作。

3.3.2 設(shè)立試驗段

在距離鐵路100m處設(shè)立試驗段，通過試驗取得相關(guān)掘進參數(shù)，保證盾構(gòu)穿越鐵路期間鐵路的運營安全。

3.3.3 隧道穿越施工過程中采取的措施

（1）合理設(shè)置土壓力，土倉壓力控制在0.6～0.8MPa，并保證出土量控制在56m3以內(nèi)。（2）降低推進速度，嚴格控制推進方向，偏差最大不能超過正負20mm，盡量避免糾偏，特別是大量值糾偏。推進速度控制在10～20mm/min。（3）刀盤轉(zhuǎn)速為0.5轉(zhuǎn)/min。（4）注漿:推進過程中合理控制注漿壓力，以保障盾構(gòu)穿越地層注漿密實；盾構(gòu)推進過后進行二次注漿，二次注漿壓力為0.35～0.5 MPa。（5）控制好盾構(gòu)姿態(tài)，確保盾尾間隙均勻，加大盾尾油脂壓注量來防止?jié){液通過盾尾流失，實際盾尾油脂量比正常推進每環(huán)多20kg。

4 結(jié)語

成都地鐵7號線八里小區(qū)站—東區(qū)醫(yī)院站區(qū)間在穿越成都煤件廠煤鐵路專線施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場情況的變化，不斷地對施工技術(shù)方案進行優(yōu)化，合理組織施工，有效地控制鐵路專線的位移、沉降等質(zhì)量問題，滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求。為盾構(gòu)穿越鐵路，提供寶貴的經(jīng)驗，對同類條件下的施工提供了參考和借鑒。

【1】劉英城.盾構(gòu)機穿越高速鐵路的施工[J].隧道建設(shè),2006(S2):12-13.

【2】肖廣良.盾構(gòu)在軟土地層穿越既有鐵路施工技術(shù)[J].隧道建設(shè), 2008(3):15-16.

Sandy Pebble Formation of Shield Technology in Railway Construction

FENG Bo
(Chinarail way City Development and Investment Group Co.Ltd.,Chengdu 610031,China)

From Bali station to east area hospital station of Chengdu metro line No. 7 crossing the Chengdu coal factory specified line, withcontinuous construction of urban subway and the continuous improvement of the subway network, the construction environment has becomeincreasingly complex, performance in line of new and old cross the cross between the lines, a new planning more and more, the construction ofcrossing the roads,bridges, buildings,and other kinds of structures of all kinds of pipeline is also in creasing.

subway shield;wear under railway;grouting reinforcement;monitoring;control

U455.43

A

1007-9467（2016）12-0150-02

2016-11-03

馮波（1979～），男，云南大理人，工程師，從事地鐵設(shè)計研究。