黃土地區(qū)暗挖隧道下穿國鐵線路的施工技術(shù)

范慧峰

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 100018）

1 暗挖隧道施工控制與防護(hù)

1.1 暗挖隧道施工控制

1）隧道施工準(zhǔn)備措施 暗挖隧道下穿鐵路線路施工難度大、要求高，需提前做好相關(guān)調(diào)查、協(xié)商工作，具體措施如下:①對下穿段鐵路路基進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)查、排查，評估既有鐵路的健康狀態(tài)；②應(yīng)與鐵路運(yùn)輸單位、鐵路管養(yǎng)單位做好協(xié)調(diào)工作，構(gòu)建統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理與應(yīng)急機(jī)制，落實(shí)各項(xiàng)安全防護(hù)措施；③編制完善的施工組織設(shè)計(jì)與施工方案、應(yīng)急預(yù)案等，并報(bào)相關(guān)主管部門評審批復(fù)。

2）隧道施工控制措施 ①圍巖穩(wěn)定性控制 暗挖隧道下穿鐵路線路施工時，需重視超前預(yù)報(bào)工作，全面掌握掌子面前方圍巖情況；按設(shè)計(jì)要求施作管棚、超前小導(dǎo)管等預(yù)支護(hù)工作，保證掌子面安全；嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺，及時施作鋼拱架、錨桿等，噴早強(qiáng)混凝土，實(shí)現(xiàn)快速封閉成環(huán)，保證圍巖安全；②地下水控制 根據(jù)隧道情況合理選擇堵水措施，如注漿施工等；落實(shí)地表排查，設(shè)排水溝，減少鐵路范圍下滲水量；③信息化施工控制 嚴(yán)格遵循“動態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工”原則，落實(shí)監(jiān)控量測工作，建議將圍巖變形量、鋼架內(nèi)外力的量測納入必測項(xiàng)目，嚴(yán)格控制沉降量，保證開挖施工的安全及鐵路運(yùn)營的穩(wěn)定。

1.2 鐵路防護(hù)安全措施

1）線路防護(hù)方案 根據(jù)沉降控制標(biāo)準(zhǔn)制定線路安全控制方案，根據(jù)沉降趨勢合理采用洞內(nèi)主動支護(hù)措施、天窗時間整道措施、路基邊坡預(yù)加固措施等，切實(shí)保證既有線路的運(yùn)營安全。

2）架設(shè)軍便梁措施 根據(jù)暗挖隧道下穿鐵路線路作業(yè)情況，可在軌道下方架設(shè)軍便梁，切實(shí)降低列車運(yùn)行對隧道開挖的影響。

3）限速措施 根據(jù)工程實(shí)際施工情況，合理對鐵路列車進(jìn)行限速，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 黃土地區(qū)暗挖隧道下穿國鐵線路施工技術(shù)

2.1 項(xiàng)目背景

解放橋站～建設(shè)街站區(qū)間暗挖段西起解放橋站，下穿國鐵、輕軌3號線、西解放立交橋，沿解放大路東至區(qū)間豎井。區(qū)間暗挖段線路右線（左線）起終里程K29+15.743（K29+15.745）—K29+96.945（K29+94.453），區(qū)間暗挖段右線長 81.202m，左線長78.708m，其中在區(qū)間里程K29+24.072—K29+57.379下穿國鐵和輕軌3號線（下穿長度33.352m）（見圖1）。

圖1 解放橋站～建設(shè)街站區(qū)間暗挖段下穿鐵路和輕軌平面

2.2 周邊環(huán)境

在左線區(qū)間里程 K29+19.072—K29+63.072段（長44.000m）、右線區(qū)間里程K29+18.548—K29+62.548段（長44.000m）下穿既有國鐵及輕軌3號線，暗挖隧道拱頂與道床頂面距離為15.5～16.5m。

2.3 暗挖隧道下穿國鐵線路施工方案

區(qū)間暗挖隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面形式采用馬蹄形，橫斷面開挖尺寸為6 300mm×6 600mm；采用雙排小導(dǎo)管對拱頂150°范圍進(jìn)行超前支護(hù)；初期支護(hù)采用“C20早強(qiáng)網(wǎng)噴混凝土＋鋼筋”格柵，格柵間距0.5m；背后回填采用水泥漿液或水泥砂漿注漿。區(qū)間下穿國鐵段和輕軌3號線的保護(hù)區(qū)段采用全斷面深孔注漿止水加固，注漿范圍在開挖輪廓線外2.0m范圍內(nèi)的第4系地層中進(jìn)行。

2.4 暗挖隧道下穿國鐵線路施工技術(shù)措施

區(qū)間采用上下臺階法開挖，在距離分界里程（左線K29＋63.072、右線K29＋62.548）5m的位置開始進(jìn)行深孔注漿止水加固，左、右線加固長度各44m。根據(jù)隧道中線、高程，確定隧道開挖輪廓線。隧道開挖前，先沿拱部開挖輪廓線打入雙排超前小導(dǎo)管，進(jìn)行超前注漿加固；待超前注漿加固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開挖上部臺階，預(yù)留核心土，架設(shè)格柵鋼架及打設(shè)邊墻錨管，預(yù)埋初支背后注漿管，埋設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。進(jìn)行下臺階初期支護(hù)施工，使斷面初支封閉成環(huán)，上、下臺階間距控制在2.5～3.5m。兩條隧道分先后順序開挖，左右線縱向錯開15m。

項(xiàng)目采用二重管注漿工藝進(jìn)行全斷面深孔注漿，每一循環(huán)注漿長度為13m，開挖10m，保留3m止?jié){巖盤，第1環(huán)設(shè)60cm混凝土止?jié){墻，其他循環(huán)必要時考慮設(shè)置混凝土止?jié){墻。鉆孔和注漿順序由內(nèi)向外采用后退式注漿，同一圈孔間隔施工。

解建區(qū)間暗挖段暗挖選用雙排超前小導(dǎo)管（拱部150°范圍內(nèi)），外排采用 32mm×3.25mm@300mm小導(dǎo)管超前支護(hù)并預(yù)注漿加固地層，外插角20°～25°，小導(dǎo)管長L為2.5m，每2榀打設(shè)1環(huán)。內(nèi)排也采用 32mm×3.25mm@300mm小導(dǎo)管超前支護(hù)并預(yù)注漿加固地層，外插角10°～15°，小導(dǎo)管長L為1.8m，每榀打設(shè)1環(huán)。

2.5 暗挖隧道下穿國鐵線路施工測量與監(jiān)控量測

2.5.1 監(jiān)測范圍及對象

根據(jù)《解放橋站～建設(shè)街站區(qū)間風(fēng)險(xiǎn)工程專項(xiàng)設(shè)計(jì)圖》和GB 50911—2013《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》要求，對下穿段進(jìn)行影響分區(qū)劃分，主要影響區(qū)為隧道中心線外側(cè)17m范圍內(nèi)，次要影響區(qū)為隧道外側(cè)17～45m范圍內(nèi)。

2.5.2 監(jiān)測項(xiàng)目

本項(xiàng)目檢測項(xiàng)目如表1所示。

2.5.3 監(jiān)測控制值、預(yù)警等級、預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)

本工程按照設(shè)計(jì)給定的監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，具體指標(biāo)如表2所示。

表1 監(jiān)測項(xiàng)目

表2 鐵路監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)語

綜上所述，隧道下穿既有鐵路線路施工風(fēng)險(xiǎn)大、要求高，必須嚴(yán)格根據(jù)工程實(shí)際情況合理選擇暗挖施工方法，積極落實(shí)超前支護(hù)、深孔注漿地層預(yù)加固及線上軌道防護(hù)等措施，貫徹量測監(jiān)控工作，切實(shí)將地層沉降量控制在標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)，保證隧道施工與既有線路的運(yùn)營安全。