盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路防護(hù)的設(shè)計(jì)與施工

1、盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路防護(hù)的設(shè)計(jì)與施工1前言隨著城市建立的開展，地鐵下穿既有鐵路的工程越來越多。為防止盾構(gòu)在推進(jìn)過程中，造成既有鐵路區(qū)段內(nèi)土體下沉，危及行車平安，同時(shí)確保隧道在列車運(yùn)行荷載作用下的構(gòu)造穩(wěn)定，采取在推進(jìn)前對鐵道路路預(yù)加固和對鐵路影響范圍內(nèi)的隧道采用加強(qiáng)配筋的鋼纖維硅管片，以及在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)實(shí)行信息化反應(yīng)施工并進(jìn)展信息分析，及時(shí)調(diào)整井下掘進(jìn)施工參數(shù)，保持盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定和管片脫出盾尾時(shí)及時(shí)采用同步注漿、二次注漿來填充盾尾建筑空隙，并由鐵路部門及時(shí)對線路進(jìn)展養(yǎng)護(hù)等措施，以保工程和鐵路行車平安。上海軌道交通9號線下穿滬杭鐵路進(jìn)展防護(hù)的設(shè)計(jì)與施工理論證明，以上措施既平安又經(jīng)濟(jì)，到達(dá)了預(yù)期目的

2、。2地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境2.1地理環(huán)婉上海軌道交通9號線在DK20+664處下穿滬杭鐵道路(鐵路里程約DK31+820)，線路呈西東走向，為上、下行線及東出人段線三線。選用6340的土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)。鐵路為雙線鐵路(路基寬約13)，位于隧道上方，與隧道根本正交(相交角約880)。隧道頂埋置深度約8。22地質(zhì)環(huán)境根據(jù)詳細(xì)勘察工程地質(zhì)報(bào)告，平行、立交段的地層情況自上而下為:填土褐黃色粉質(zhì)粘土、灰色粉砂、灰色粉質(zhì)粘土、灰色粘土等，其中區(qū)間段隧道通過的地層主要為上部灰色粉質(zhì)粘土，下部灰色粘土。各主要土層參數(shù)參見表表1土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表場地地基土屬較弱場地土類型，建筑場地類別為N類;場區(qū)抗震設(shè)防烈度為

3、七度，設(shè)計(jì)根本加速度為。.1g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。通過靜力觸探試驗(yàn)成果進(jìn)展液化判斷，場地深度20.0范圍內(nèi)不存在液化層。本場區(qū)明洪、明塘發(fā)育，且分布有較多的暗浜。3設(shè)計(jì)路基中列車產(chǎn)生動應(yīng)力沿深度是逐漸衰減的，衰減的程度與土層的物理力學(xué)性質(zhì)以及列車動載大小等許多因素有關(guān)，根據(jù)實(shí)測資料，一般認(rèn)為動應(yīng)力的影響深度約4-7。但是，當(dāng)基床下部有構(gòu)筑物時(shí)，動應(yīng)力的傳播將發(fā)生較大的變化。再那么，隧道的施工必然會引起地面變形，由此引起的線路不平順將加大輪軌間的沖擊力，使路基內(nèi)動應(yīng)力加大，從而使隧道構(gòu)造受到的附加動應(yīng)力增大;其次，由于5次大提速，滬杭線的列車行駛速度及行車密度均大大進(jìn)步，目前滬杭鐵路日行車約

4、8090對，其中客車約5。對，其余為貨車，客車的行車速度為140k/h，貨車為70k/h，今后貨車將提速至80k/h。車速的大幅進(jìn)步，同樣會加大列車動載作用。故滬杭線行車與地鐵的互相影響應(yīng)該從地鐵施工期以及長期運(yùn)營兩個(gè)方面綜合考慮。首先，在地鐵隧道施工過程中，應(yīng)同時(shí)保證南新線上行駛列車的行車平安以及地鐵施工的平安性，而后者又將直接影響列車行車平安;其次，在地鐵長期運(yùn)營期間應(yīng)能保證其構(gòu)造變形不至引起南新線的軌道不平順過大，從而保證列車行車平安。為減小滬杭線行車與地鐵的互相影響，應(yīng)從兩方面著手:一，采取措施以減小列車動荷載對盾構(gòu)隧道構(gòu)造的影響，從而從外因上減小盾構(gòu)管片的變形;二，加強(qiáng)管片的強(qiáng)度和剛

5、度，從內(nèi)因上進(jìn)步抵抗變形的才能。盾構(gòu)管片構(gòu)造的配筋量以裂縫寬度滿足0.2要求控制。由于隧道施工時(shí)引起的軌道面不平順增加，滬杭鐵路列車運(yùn)行在盾構(gòu)頂產(chǎn)生的動荷載增大，因此在此影響范圍內(nèi)的管片所需的配筋量比正常地段增加。本工程鋼筋砼管片在滬杭鐵路中心線左右兩側(cè)各30范圍內(nèi)的配筋為受拉鋼筋422和425，受壓鋼筋為420和612;配筋比原設(shè)計(jì)的配筋量增加31%-44%。所以，設(shè)計(jì)采取盾構(gòu)周圍土體加固的措施，以減少滬杭鐵路運(yùn)行傳下來的動荷載，并增加土體抗力，以減小管片內(nèi)力;同時(shí)加強(qiáng)隧道管片的配筋，控制其構(gòu)造變形、保證平安。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4施工措施4.1鐵道路路預(yù)加固根據(jù)運(yùn)營中的鐵路對地鐵隧道的影

6、響，對該區(qū)域進(jìn)展分塊加固，即下穿區(qū)域線路兩側(cè)設(shè)4.2厚旋噴樁兩排，樁間范圍內(nèi)路基注漿加固。施工過程為先施行線路兩側(cè)的旋噴樁，其次為A1,A2區(qū)域的注漿加固。施工期內(nèi)，建議客車限速至80k/h-100k/h，貨車不限速;詳細(xì)如下:其中:A1區(qū)為主加固區(qū)，注漿加固，要求P1.0pa;A2區(qū)為次加固區(qū)，注漿加固，要求P=1.0pa;Al-A2加固要求逐漸降低，在強(qiáng)度和剛度上形成過渡。B區(qū)為旋噴加固區(qū)，由四排直徑為1.2米的旋噴樁互相咬合形成，樁間咬合量為0.2米，qu1.2pa，起加固、隔斷和控制變形的作用。沿鐵路兩側(cè)的旋噴樁加固施工，應(yīng)控制施工速度，以減小施工對滬杭鐵路的影響，旋噴樁施工期必須對鐵

7、路進(jìn)展監(jiān)護(hù)和監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整施工參數(shù)，并讓鐵路部門自己對線路進(jìn)展及時(shí)養(yǎng)護(hù)。為了保證鐵路的平安，線路下部主加固區(qū)的注漿工藝采取以下措施:采用分層注漿加固，施行第一層斜孔注漿，注漿孔與地面的夾角為300,并建議采用復(fù)合漿液，縮短膠凝時(shí)間，以控制注漿壓力和擴(kuò)散范圍，減小注漿對基床的影響。注漿時(shí)的施工溫度不得超過(或低于)無縫線路的鎖定軌溫100。第一層斜孔注漿完成后，進(jìn)展下部深層注漿加固，注漿壓力和注漿速度應(yīng)根據(jù)線路變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)展調(diào)整。注漿引起的隆起量控制在2以內(nèi)。線路外側(cè)的過渡區(qū)，應(yīng)根據(jù)地形和地表建筑物情況，進(jìn)展適當(dāng)?shù)淖{加固。4.2盾構(gòu)推進(jìn)施工三條盾構(gòu)隧道穿越鐵路的施工順序易先施工上、

8、下行線，后出人段。為減少盾構(gòu)施工對鐵道路路和周圍環(huán)境的影響，在施工中嚴(yán)格控制土倉推力、頂進(jìn)速度及隧道偏移量，盡可能減少對周圍土體的擾動，確保盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定，并在管片脫出盾尾時(shí)及時(shí)采用同步注漿、二次注漿來填充盾尾建筑空隙。對同步注漿的漿液質(zhì)量、注漿量、注漿壓力嚴(yán)格控制。4.3施工現(xiàn)場監(jiān)測和信息反應(yīng)盾構(gòu)下穿既有鐵路的過程中必然引起鐵路基床的變形，并對線路兩側(cè)電力、通信等管線帶來影響。故必須加強(qiáng)盾構(gòu)推進(jìn)過程中的監(jiān)控測量，及時(shí)向設(shè)計(jì)、施工方反應(yīng)周邊環(huán)境的動態(tài)變化信息，使之能迅速調(diào)整、優(yōu)化施工方法，確保工程和鐵路行車平安。主要監(jiān)測工程:地表沉降、線路沉降與方向偏移、線路深層土體沉降、隧道內(nèi)沉降、地下管

9、線、地下水位、管片圍巖接觸壓力和砼應(yīng)力。監(jiān)測結(jié)果說明，地基加固對地表及線路的影響為:區(qū)壓密注漿對線路影響很小;B區(qū)旋噴加固是引起變形的關(guān)鍵因素，地面累計(jì)隆起量表現(xiàn)出中間大、而靠加固區(qū)兩端相對較小的規(guī)律。4.4鐵道路路監(jiān)護(hù)按規(guī)定在鄰近車站設(shè)駐站聯(lián)絡(luò)員和在現(xiàn)場設(shè)防護(hù)員，掌握列車運(yùn)行時(shí)刻，有效利用列車間隔時(shí)間組織施工，提醒、監(jiān)視線路上施工作業(yè)人員及時(shí)下道讓車。所有施工機(jī)具、設(shè)備、車輛在任何情況下不得侵人鐵路限界。安排鐵路專業(yè)人員定時(shí)檢查線路軌矩、方向、程度、上下等幾何狀態(tài)，出現(xiàn)異常時(shí)立即采取相應(yīng)措施。4.5施工搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案穿越既有鐵路，存在一定的施工風(fēng)險(xiǎn)，針對有可能發(fā)生的一些突發(fā)事件，從管理、技術(shù)和組織等方面分析，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。(1)城立以工程經(jīng)理為首的應(yīng)急指導(dǎo)小組，組建以專業(yè)應(yīng)急處理突擊隊(duì)。(2)裝備足夠的搶險(xiǎn)機(jī)動設(shè)備、材料。(3)變形到達(dá)戒備值危及行車時(shí)，立即停頓施工，及時(shí)與鐵路運(yùn)營部門聯(lián)絡(luò)，同時(shí)配合鐵路養(yǎng)護(hù)單位，盡快減緩變形，調(diào)整線路設(shè)備到達(dá)通車條件后，方可放行列車。5結(jié)論通過上海軌道交通9號線下穿滬杭鐵路進(jìn)展防護(hù)的設(shè)計(jì)與