黃土地區(qū)暗挖隧道下穿國鐵線路的施工技術

1  暗挖隧道施工控制與防護

1.1  暗挖隧道施工控制

1）隧道施工準備措施

暗挖隧道下穿鐵路線路施工難度大、要求高，需提前做好相關調查、協商工作，具體措施如下：對下穿段鐵路路基進行結構調查、排查，評估既有鐵路健康狀態(tài)；當與鐵路運輸單位、鐵路管養(yǎng)單位做好協調工作，構建統(tǒng)一的協調管理與應急機制，落實各項安全防護措施；科學編制完善的施工組織設計與施工方案、應急預案等，并報相關主管部門評審批復。

2）隧道施工控制措施

圍巖穩(wěn)定性控制  暗挖隧道下穿鐵路線路施工時，需重視超前預報工作，全面掌握掌子面前方圍巖情況；按設計要求施作管棚、超前小導管等預支護工作，保證掌子面安全；嚴格控制開挖進尺，及時施作鋼拱架、錨桿等，噴早強混凝土，實現快速封閉成環(huán)，保證圍巖安全；地下水控制  根據隧道情況合理選擇堵水措施，如：注漿施工等；落實地表排查，設排水溝，減少鐵路范圍下滲水量；信息化施工控制  嚴格遵循“動態(tài)設計、信息化施工”原則，落實監(jiān)控量測工作，建議將圍巖變形量量測、鋼架內外力量測納入必測項目，嚴格控制沉降，保證開挖施工安全、鐵路運營穩(wěn)定。

1.2  鐵路防護安全措施

1）線路防護方案  根據沉降控制標準等制定線路安全控制方案，根據沉降趨勢合理采用洞內主動支護措施、天窗時間整道措施、路基邊坡預加固措施等，切實保證既有線運營安全。

2）架設軍便梁措施  根據暗挖隧道下穿鐵路線路作業(yè)情況，可在軌道下方架設軍便梁，切實減小列車運行對隧道開挖的影響。

3）限速措施  根據工程實際施工情況，合理對鐵路列車進行限速，減少施工安全風險。

2  實例探析黃土地區(qū)暗挖隧道下穿國鐵線路施工技術

2.1  項目背景

解放橋站~建設街站區(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）下穿既有國鐵以及輕軌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)間暗挖隧道標準斷面形式采用馬蹄形，橫斷面開挖尺寸為：6300×6600mm；超前支護采用采用雙排小導管對拱頂150°范圍進行超前支護；初期支護采用C20早強網噴混凝土＋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)間下穿國鐵段及輕軌3號線的保護區(qū)段采用全斷面深孔注漿止水加固，注漿范圍為開挖輪廓線外2.0m范圍內的第四系地層中進行。

2.4  暗挖隧道下穿國鐵線路施工技術措施

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的位置開始進行深孔注漿止水加固，左右線加固長度各44m。根據隧道中線、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管，進行超前注漿加固。待超前注漿加固強度達到設計要求后，開挖上部臺階，預留核心土，架設格柵鋼架及打設邊墻錨管，預埋初支背后注漿管，埋設監(jiān)測點，復噴混凝土至設計厚度。進行下臺階初期支護施工，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。

項目采用二重管注漿工藝進行全斷面深孔注漿，每一循環(huán)注漿長度為13m，開挖10m，保留3m止?jié){巖盤，第一環(huán)設60cm混凝土止?jié){墻，其他循環(huán)必要時考慮設置混凝土止?jié){墻。鉆孔和注漿順序由內向外采后退式注漿，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管（拱部150°范圍內），外排采用Φ32mm×3.25@300mm小導管超前支護并預注漿加固地層，外插角20°~25°，小導管長L=2.5m，每兩榀打設一環(huán)。內排采用Φ32mm×3.25@300mm小導管超前支護并預注漿加固地層，外插角10°~15°，小導管長L=1.8m，每榀打設一環(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《解放橋站~建設街站區(qū)間風險工程專項設計圖》和《城市軌道交通工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB 50911-2013）要求，對下穿段進行影響分區(qū)劃分，主要影響區(qū)為隧道中心線外側17m范圍內，次要影響區(qū)為隧道外側17~45m范圍內。

2.5.2  監(jiān)測項目

本項目檢測項目如表1所示。

表1 監(jiān)測項目表

監(jiān)測對象 監(jiān)測項目 監(jiān)測儀器及精度 監(jiān)測點 測點布置

鐵路軌道 軌道沉降/位移 徠卡TS30測量機器人

（0.5″，±1mm+1ppm） 徠卡360°棱鏡

徠卡小棱鏡 主要影響區(qū)內間距10m，

次要影響區(qū)內間距15m；

礦山法正上方需設一處

鐵路路基 路基沉降/位移

鐵路接觸網桿 接觸網基礎沉降 徠卡TS30測量機器人

（0.5″，±1mm+1ppm） 徠卡360°棱鏡

徠卡小棱鏡 次要影響區(qū)涵蓋范圍內的所有接觸網桿

接觸網桿傾斜

暗挖隧道 拱頂沉降 徠卡DNA03電子水準儀

（±0.3mm/km） 掛鉤 監(jiān)測斷面間距5m，對應

軌道位置必須設置監(jiān)測斷面

凈空收斂 JSS30A數顯收斂儀

（±0.1mm） 掛鉤

2.5.3  監(jiān)測控制值、預警等級、預警標準

本工程按照設計給定的監(jiān)測控制標準執(zhí)行，具體指標如表2所示。

表2 鐵路監(jiān)測控制標準表

風險源 監(jiān)測項目 預警值 報警值 控制值

軌行區(qū) 軌道沉降（mm） 3.5 4.0 5.0

路基沉降（mm） 7.0 8.0 10.0

路基沉降單日平均（最大）沉降（mm/d） 1.0（2.0）

軌道沉降單日平均（最大）沉降（mm/d） 0.5（1.0）

接觸網基礎沉降（mm） 3.5 4.0 5.0

接觸網桿傾斜（‰） 0.7 0.8 1.0

隧道初支結構 拱頂下沉（mm） 7 8 10

凈空收斂（mm） 7 8 10

3  結語

綜上所述，隧道下穿既有鐵路線路施工風險大、要求高，必須嚴格根據工程實際情況合理選擇暗挖施工方法，積極落實超前支護、深孔注漿地層預加固以及線上軌道防護等措施，貫徹量測監(jiān)控工作，切實將地層沉降量控制在標準要求內，保證隧道施工與既有線路線路運營安全。

本文來源：《城市住宅》：http://www.00559.cn/w/kj/12544.html