地鐵下穿既有線施工擾動變形控制技術應用研究

王建友 （中鐵十六局集團有限公司，北京 101100）

在都市地鐵網線的構建過程中，難免會出現(xiàn)有新建地鐵線路或新配置的市政管線下穿鐵路既有線的情況；此外，地鐵項目有著作業(yè)條件繁瑣、挖掘跨度相對較大、臨時支持以及其工法轉變繁瑣、時間效益明顯等特征。所以，都市地鐵近距離穿越已有線段是一個技術難度相對較大、技術難度大、安全難度相對較大的項目。在地下項目近距離下穿已有線路作業(yè)時，選擇對應的作業(yè)形式以及輔助工法，以此來最大限度地降低對已有線路的不利影響，保證線路安全穩(wěn)定的運作以及其自身的結構安全與穩(wěn)定，是現(xiàn)如今非常關鍵且亟需解決的技術問題[1]。

1 工程概況

南寧地鐵3號線3區(qū)間下穿湘桂鐵路（柳南、南廣鐵路），穿越里程分別為柳南線：K218+826.682～K218+852.665，南廣線：K6+645.777～K6+672.395。柳南城際高速鐵路，又稱柳南客運專線，是廣西第一條城際高速鐵路，線路起自廣西柳州市，經來賓市、賓陽縣，止于南寧市，線路全長226km，設計時速250km/h，區(qū)間線路穿越處設計時速為120km/h。南廣高速鐵路（南寧－廣州）跨桂、粵兩省區(qū)，始自廣西壯族自治區(qū)南寧市的南寧東站、賓陽站，經貴港、梧州，廣東云浮、肇慶、佛山至廣州的廣州南站，線路全長577.1km，其中廣西境內349.8km，廣東境內227.3km，設計時速200～250km/h，區(qū)間線路穿越處設計時速為110km/h。湘桂鐵路均采用60軌。區(qū)間隧道下穿地段路基為半堤半塹形式，道床厚度為0.5m，道床形式為碎石道床，線路左側為貨場，寬約22m，貨場左側為路堤，高3～4m，邊坡為路肩式擋墻，線路右側為路塹，高10～11m，坡率1∶1.5，坡面采用漿砌片石防護，坡頂處為房屋。

2 下穿既有線施工變形的監(jiān)測

2.1 監(jiān)測對象

長堽路站-東葛路站區(qū)間監(jiān)測重難點為盾構下穿湘桂鐵路，針對盾構影響范圍內鐵路的專項監(jiān)測結合常規(guī)監(jiān)測方法及自動化監(jiān)測的方法，考慮運營鐵路對常規(guī)監(jiān)測條件的限制，自動化監(jiān)測對鐵路路基進行監(jiān)測。主要檢測對象包括對鐵路軌道的監(jiān)測、線路路基的監(jiān)測、接觸網桿的監(jiān)測。其目的是把盾構施工周圍環(huán)境，特別是下穿段鐵路在施工期間的變形情況及時地反饋給軌道公司、鐵路局、施工方、監(jiān)理方和其他相關部門，使之能實時掌握施工引起的變化，迅速調整、優(yōu)化施工方法，以確保本工程和鐵路行車安全。表1所示為監(jiān)測項目表。

監(jiān)測項目表 表1

2.2 監(jiān)測方法及測點布置

在新建隧道上部l0m的區(qū)間之內，借助遠程自主檢測的形式，針對已有線路的軌距實時擴張、道床下沉、底板下沉等相關數(shù)據(jù)信息展開檢驗。在隧道上層10～30m的區(qū)間中，借助常規(guī)的形式對已有線路的架構裂痕、體系的水平移動、道床下沉、底板下沉等相關數(shù)據(jù)展開實時動態(tài)的檢測。通過靜力水準體系來對上述的信息數(shù)據(jù)進行實時的沉降監(jiān)測，使用對應的位移測量設備自主的檢驗軌道間距的動態(tài)擴張數(shù)據(jù)信息。

2.3 變形監(jiān)測管理及擾動變形控制標準

在形變監(jiān)測控制以及信息處置的過程中，檢測資料主要是包含有檢驗報告、監(jiān)測信息、監(jiān)測規(guī)劃等。將所搜集到的數(shù)據(jù)信息展開歸納整理，研究檢驗數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)，針對最終變化數(shù)據(jù)以及其構筑物的安全穩(wěn)定性質展開檢驗。在測控的環(huán)節(jié)中，要求員工依照作業(yè)次序以及檢測流程進行對應的控制監(jiān)管工作。

借助整理量測所取得的數(shù)據(jù)信息，就時態(tài)撞扁曲線展開測繪，之后依照散點圖所提供的信息，使用對應的函數(shù)回歸研究的檢驗數(shù)據(jù)成果。在作業(yè)擾動形變測控標準的確立過程中，主要時依照已有線路的切實狀況、地鐵運作安全需求、有關標準以及規(guī)程、設計圖紙等來加以確立。在信息化作業(yè)的環(huán)節(jié)中，依照分級逐層控制的形式，控制變形量，并依照有關的標準確定各個等級的取值區(qū)間。依照檢驗所得到的信息，就其穩(wěn)定性質展開判定，不僅如此在作業(yè)的過程中要求實時地反饋項目在建設過程中所遇到的問題[2]。

2.4 施工擾動變形監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

依照檢驗的數(shù)據(jù)結果顯示，在已有線路軌道的最大下沉數(shù)值為4.91mm，走行軌自身架構出現(xiàn)有縱向形變的情況，但其形變率與相關的要求相符。已有線路的極限沉降數(shù)值是4.92mm，已有線相變縫差異下沉的數(shù)據(jù)為1.61mm，變形縫開合程度控制在0.59mm之內。軌道間距最大張開的數(shù)值為2.88mm。不僅如此，已有線洞中管線沒有出現(xiàn)有滲水或接頭開裂的狀況。

3 地鐵隧道注漿加固與施工擾動變形控制技術

3.1 施工質量控制技術標準

在作業(yè)質量測控的技術規(guī)程中，注漿作業(yè)過程中孔位的誤差基本都在20mm之內，不僅如此孔洞之間的差異也控制在100mm之內，其上升的幅度控制在5mm之內，其對應的注漿壓力控制在5%左右，注漿的總量大致是5%～8%，要求鉆桿的垂直度控制在1%之內。格柵附近輪廓拼接的誤差通?？刂圃?0mm以下。此外，在作業(yè)的過程中要求將每一個步驟的挖掘進尺控制在60cm以下。保證噴射混凝土表層的整平度以及其密實程度，不得出現(xiàn)有漏水、滲漏、掉落、開裂等問題出現(xiàn)。

3.2 袖閥管止?jié){墻施工關鍵技術

在作業(yè)的環(huán)節(jié)中，借助袖閥管線止?jié){墻作業(yè)中的核心技術工藝，實現(xiàn)矩形截斷面的零距離。因為間隔土質的層厚相對較薄，臨近的隧道之間隔土層脫離，下層作業(yè)貼合已有管線剛性支護架構。借助袖筏管澆筑的形式針對已有線段的地質展開對應的穩(wěn)固工作，在矩形截斷面的兩邊、底層，分別配置8m高、3m寬的止?jié){墻體以及一門式穩(wěn)固區(qū)域，更好地支持已有線路，詳情見圖1和圖2。

圖1 矩形斷面襯砌加固

圖2 既有線下方矩形斷面加固

下穿已有線注漿工作主要是涵蓋有5個循環(huán)，借助直進式的形式在挖掘的作業(yè)面進行操控，借助發(fā)散式打孔的形式解決頂層以及兩面。在袖筏管注漿作業(yè)的環(huán)節(jié)中，布孔之間的間隔控制在60cm左右，孔體的半徑控制在90cm，管體的半徑控制在25cm，漿液的水灰比例控制在1∶1，其對應的始壓以及終壓分別是0.3MPa與1.0MPa。作業(yè)過程中所使用的設備主要是涵蓋有注漿泵機、鉆機、高壓管道、攪拌設備、攪拌容器、空壓設備、發(fā)電裝置以及對應的泵送設備等。

3.3 矩形斷面開挖支護施工關鍵技術

支護體系的穩(wěn)固補強所使用的是25a型鋼500mm間隙的工字鋼進行架設，350mm的混凝土層澆筑層厚，借助雙盤連接角鋼連結穩(wěn)固臨近的鋼架，自身有著800mm的環(huán)向間隔。將半徑為21mm的鎖腳錨管線配置在鋼管的兩邊。在此中，使用了長度為3.5m的錨管。將3條半徑為21mm的注漿管線埋設至導洞的底部，加入水泥漿液，以此來當作是鋼架的基礎硬化。借助短進尺的形式進行挖掘，就挖掘的作業(yè)面，展開對應的技術封鎖工作。在下穿已有線路的作業(yè)環(huán)節(jié)中，挖掘的進尺為0.5m，就要求配置掛網進行噴射混凝土作業(yè)。

4 結語

綜上所述，在新地鐵線路構建的過程中，經常會出現(xiàn)有下穿既有線路的狀況，在作業(yè)過程中，極有可能會使作業(yè)擾動出現(xiàn)有形變的情況。所以，要求借助對應的核心技術工藝，針對作業(yè)過程中出現(xiàn)的擾動形變展開控制與管理，保證作業(yè)自身的安全性質與穩(wěn)定性質，推進城市地鐵建設向更長遠的方向發(fā)展。