盾構(gòu)下穿火車站場段施工控制技術(shù)研究

孫淑蘭

摘 要：本文以盾構(gòu)區(qū)間下穿火車站戰(zhàn)場股道工程案例為研究背景，針對場區(qū)地質(zhì)條件、環(huán)境風(fēng)險源進(jìn)行分析，總結(jié)國內(nèi)目前普遍采用的鐵路線路沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)工程特點(diǎn)提出本工程控制值，并通過數(shù)值分析計算驗(yàn)證盾構(gòu)區(qū)間下穿火車站股道特點(diǎn)，提出施工部署，重點(diǎn)對試驗(yàn)段掘進(jìn)、二次注漿、扣軌施工提出技術(shù)措施，最后總結(jié)沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證施工的可行性，為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu);下穿;火車站;扣軌

1 下穿施工工程

隨著城市交通互通理念發(fā)展，地鐵與鐵路樞紐銜接工程越來越多，而出現(xiàn)了區(qū)間下穿既有鐵路站場、鐵路線的情況，對于路基變形敏感的鐵路線而言，如何有效控制路基變形，是影響下穿工程施工進(jìn)度、成本的關(guān)鍵。本文以某工程案例為研究背景，深入討論盾構(gòu)下穿火車站場段施工控制技術(shù)。

2 風(fēng)險源及變形控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)相關(guān)工程案例，既有鐵路控制指標(biāo)主要包括路基沉降、位移平均速率、位移最大速率、軌道幾何尺寸容許偏差及軌道坡度允許控制值。

（1）普速鐵路。根據(jù)《鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10413-2018）、《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》（TB10001-2016）、《普速鐵路線路修理規(guī)則》相關(guān)要求，結(jié)合既有設(shè)計施工經(jīng)驗(yàn)，采用經(jīng)常保養(yǎng)（舒適度Ⅱ級）進(jìn)行控制，控制指標(biāo)見表1。

（2）高速鐵路。根據(jù)《高速鐵路有砟軌道線路維修規(guī)則》（試行）等相關(guān)要求，結(jié)合既有設(shè)計施工經(jīng)驗(yàn)，采用經(jīng)常保養(yǎng)（舒適度Ⅱ級）進(jìn)行控制，控制指標(biāo)見表2。

（3）控制值確定。參考以往工程經(jīng)驗(yàn)，本穿越區(qū)間控制值為：對于高架候車廳樁基先行隧道施工過程中相關(guān)控制值按最終控制值的70%進(jìn)行控制;對于火車站主站房先行隧道施工過程中相關(guān)控制值按最終控制值的70%進(jìn)行控制;對于過線天橋、旅客出站地道先行隧道施工過程中相關(guān)控制值按最終控制值的60%進(jìn)行控制，站場股道先行隧道施工過程中相關(guān)控制值按最終控制值的70%進(jìn)行控制;接觸網(wǎng)線桿先行隧道施工過程中相關(guān)控制值按最終控制值的60%進(jìn)行控制。

3 施工總體部署

3.1 設(shè)置試驗(yàn)段

在推進(jìn)試驗(yàn)段內(nèi)，盾構(gòu)按過鐵路節(jié)點(diǎn)相關(guān)設(shè)計參數(shù)及措施進(jìn)行盾構(gòu)推進(jìn)模擬，監(jiān)測單位在該階段介入并加強(qiáng)監(jiān)測，采用信息化手段指導(dǎo)，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整優(yōu)化相關(guān)盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)指標(biāo)，指導(dǎo)后續(xù)盾構(gòu)下穿既有線工程施工。

3.2 鐵路路基的沉降或隆起的控制

①在下穿前，對該段落鐵路采用“3-7-3”扣軌方式進(jìn)行加固。

②鐵路公務(wù)部門利用維修天窗點(diǎn)上道對道床及軌道幾何形態(tài)、尺寸進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果及時整修。

③通過穿越軌道前100 m試驗(yàn)段，確定合理的土壓力設(shè)定值、排土率及掘進(jìn)速度等。

④加強(qiáng)同步注漿及二次注漿管理。

⑤根據(jù)監(jiān)測情況，適時啟用深層注漿。

⑥對施工監(jiān)控測量數(shù)據(jù)，應(yīng)及時、認(rèn)真地進(jìn)行分析、處理，并需書面通知有關(guān)各方。

3.3 盾構(gòu)下穿影響范圍及限速范圍、限速時間

限速范圍：火車站站場段，盾構(gòu)施工過程中限速 45 km/h。

4 主要保護(hù)措施

4.1 洞內(nèi)管片背后二次加強(qiáng)注漿

盾構(gòu)穿越地段，進(jìn)行二次注漿（采用16孔特殊管片，每片管片有1個吊裝孔兼注漿孔及2個注漿孔），以減少后期沉降。

4.1.1 注漿材料配合比

加固區(qū)域的地質(zhì)條件中以礫砂為主，按設(shè)計要求以采用AC漿液（水泥+水玻璃+填加劑）為主，輔以溶液型AB漿;當(dāng)加固土體區(qū)域有明流水時則通過調(diào)整填加劑縮短漿液凝固時間達(dá)到注漿區(qū)域內(nèi)瀝干和擠出水分。

4.2 “3-7-3”扣軌加固施工方法

在扣軌加固前將所使用的材料存放于不影響行車的位置，扣軌施工設(shè)置安全防護(hù)和駐站員等密切與鐵路運(yùn)輸管理部門對接，確保行車及施工安全。

穿越火車站站場鐵路正線、到發(fā)線路基段采用“3-7-3”扣軌方式進(jìn)行加固，縱剖面圖見圖1，加固范圍為盾構(gòu)中線兩側(cè)各25 m的鐵路。

為確保穿越鐵路施工過程中能夠及時調(diào)整道床軌道高程及幾何形態(tài)，以滿足鐵路運(yùn)行線路標(biāo)準(zhǔn)，并且加大鐵路運(yùn)行安全儲備，采用限速運(yùn)行45 km/h條件下，工務(wù)部門利用維修天窗點(diǎn)上道對道床及軌道幾何形態(tài)、尺寸等進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果及監(jiān)測數(shù)據(jù)對線路進(jìn)行抬道補(bǔ)砟整修。當(dāng)實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到報警值時，應(yīng)及時對線路采取抬道補(bǔ)砟整修的措施。

4.3 樁基預(yù)埋注漿管

為防止樁基沉降導(dǎo)致候車廳結(jié)構(gòu)開裂破壞，在盾構(gòu)通過前，在區(qū)間下穿影響范圍內(nèi)的候車廳樁基承臺周圍預(yù)埋可多次注漿的注漿管。注漿管采用直徑52 mm的袖閥管。

盾構(gòu)穿越高架候車廳時根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果，當(dāng)樁基變形達(dá)到報警值的50%時，立即對樁基承臺底部一定范圍內(nèi)土體進(jìn)行跟蹤注漿。注漿范圍可根據(jù)監(jiān)測情況適當(dāng)調(diào)整。

5 總結(jié)

通過設(shè)置自動化監(jiān)測設(shè)備對盾構(gòu)下穿期間場站路基地表沉降測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，至盾構(gòu)穿越后測點(diǎn)差異沉降量均處于黃色預(yù)警范圍以內(nèi)，路基差異沉降量滿足規(guī)范及預(yù)警值要求。監(jiān)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證本工程采用的施工技術(shù)達(dá)到預(yù)期效果，盾構(gòu)下穿火車站未引起明顯影響，相關(guān)技術(shù)可行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建國，徐添華，宋程鵬.濱海軟土層新建地鐵盾構(gòu)隧道近距離上跨既有地鐵隧道修建技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2019，56（4）：160-167.

[2]國家鐵路局.TB10413-2018鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].2018.