盾構下穿鐵路施工對軌道變形影響分析

蔡 翔

(上海東華地方鐵路開發有限公司，上海 200000)

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盾構下穿鐵路施工對軌道變形影響分析

蔡 翔

(上海東華地方鐵路開發有限公司，上海 200000)

以上海市軌道交通17號線成功下穿既有滬昆鐵路為工程背景，論述了盾構下穿路基段旋噴樁加固和袖閥管注漿加固方法，介紹了盾構下穿過程中施工控制措施，并通過全自動監測，實時掌控了軌道變形動態，指出上述措施為盾構施工和鐵路軌道幾何尺寸調整提供了信息支撐，確保了盾構施工和鐵路安全運營。

盾構，下穿鐵路，路基加固，軌道，變形監測

1 工程概況

上海軌道交通17號線盾構(上、下行線)穿越滬昆鐵路。盾構(中心線)穿越滬昆線下行里程約K26+020，埋深23 m。與鐵路交角約47.5°，盾構外徑6.6 m，左右盾構線中心間距27 m。下行線出小淶港風井推進252 m，進入鐵路影響范圍，影響范圍總長82.5 m(沿鐵路線)；上行線出小淶港風井推進311 m，進入鐵路影響范圍，影響范圍總長84 m(沿鐵路線)。

2 路基預加固技術措施

根據地鐵盾構區間穿越鐵路工點的地質條件，為保證工程建設順利實施及既有滬昆鐵路運行安全，采用三重管旋噴樁與袖閥管注漿相結合進行地基處理，先進行旋噴樁施工，形成加固帷幕后再進行袖閥管注漿施工。

1)旋噴樁加固。

地鐵盾構下穿滬昆鐵路施工影響范圍的鐵路路基兩側采用三重管高壓旋噴樁形成水泥墻帷幕，沿線范圍為對應滬昆下行K26+020處兩側(鐵路沿線)各47.85 m，總長為95.7 m。樁徑0.8 m，間距0.6 m，旋噴樁咬合0.2 m，正方形布設，橫向兩排，樁長31.6 m,642孔，總長為20 287 m，噴漿7 559 m3。

2)注漿區域。

高壓旋噴樁帷幕間采用袖閥管注漿加固地基，對路基下部土層進行處理，加固范圍為沿鐵路方向95.7 m，加固深度為盾構頂以上12 m及盾構底以下2 m，注漿孔縱向間距1.50 m。

3)袖閥管注漿。

袖閥管注漿加固區，包括斜孔注漿和直孔注漿。斜孔注漿點分別距既有線路堤坡腳1.46 m，2.46 m，3.46 m，每個注漿點分別設3個、3個、1個袖閥管注漿孔。注漿斜孔與垂線夾角0°～37°，沿鐵路方向間距1.5 m，注漿引孔長16.5 m～33.1 m，注漿段長2.6～21.8。直孔注漿點分別距既有線路堤坡腳3.46 m,5.46 m，注漿孔垂直于地面，縱向間距1.5 m，注漿引孔長度31.6，注漿段長20.6 m。

3 信息化監測

盾構加固及下穿期間，為了及時掌握施工期間對鐵路變形的影響程度，施工過程中對上下行軌道、路基沉降和水平位移進行實時監測，圖1為監測點布置圖。

3.1 加固期對滬昆鐵路的影響

圖2～圖4分別為旋噴樁施工、注漿加固施工期間，軌道豎向沉降和水平位移時程圖。

由圖2,圖3可以看出：旋噴樁施工時，鐵路軌道監測點出現了較為明顯的隆起，旋噴樁施工對鐵路的豎向位移影響較大；在旋噴樁施工后期以及隨著旋噴樁施工的完成，軌道隆起量逐漸減小，呈緩慢下沉趨勢，在12月底基本回落到注漿加固之前的狀態。在袖閥管注漿期間，部分測點的變化曲線呈鋸齒狀，這是因為注漿對土體的擾動比較大，當路基出現隆起或沉降時，相應地調整了注漿壓力以減小鐵路路基的變形。

由圖4,圖5可以看出，在加固期間，鐵路軌道監測點在東西方向的位移較為明顯。這是鐵路路基在加固施工時所受到的東西兩側的壓力不一致、不均勻而引起的位移，在后續施工時又調整了施工參數軌道位移有所減小。

綜上所述，路基加固的目的主要為盾構下穿做準備，將鐵路下方土體得以加固，提高土體抗擾動性能，但監測數據表明，加固施工期間對土體的擾動也較大，需特別注意施工參數，并通過實時監測進行指導和調整。

3.2 盾構穿越期對滬昆鐵路的影響

圖6,圖7分別為盾構穿越期間典型軌道監測點沉降及位移曲線圖。

如圖6所示，盾構下行線推進過程中A+1監測點在5月25日沉降值達到波谷，沉降量為-4.0 mm，而后采取二次注漿措施后，軌道沉降得到抬升。6月29日，盾構上行線刀盤進入鐵路下方后，鐵路沉降趨勢明顯,穿越后安排了不同程度地抬道作業(為如實反映盾構施工本身對鐵路的影響，抬道數據從變形數據中已扣除)。從圖7可以看出，盾構下行線推進過程中軌道變形較為明顯，后采取二次注漿措施后，軌道沉降得到抬升，軌道水平位移也有所減小，盾構上行線推進過程中降低了推進速度，推進過程中軌道水平位移變化較小。

根據沉降量采取二次注漿的方法控制鐵路沉降以及進行抬道作業是保證鐵路安全的重要手段。

4 結語

盾構下穿前，對鐵路下方土體進行加固，增強土體抗擾動能力，為盾構下穿做好了保護措施，同時在加固和穿越期間加強軌道變形動態監測，確保了施工及鐵路行車安全，取得良好效果，通過以上分析，可以得出以下結論：

1)路基加固的目的主要為盾構下穿做準備，將鐵路下方土體得以加固，提高土體抗擾動性能，但監測數據表明，加固施工期間對土體的擾動也較大，需特別注意施工參數，并通過實時監測進行指導和調整。

2)在盾構下穿鐵路期間，如果施工方能夠根據監測數據，及時調整施工參數，則盾構下穿對上方線路影響較小；盾構推進速度較快時對鐵路的影響較大。

3)盾構安全穿越鐵路，要盡量減小施工對鐵路周圍土體的擾動。在信息化監測指導下，盾構穿越期間采取二次注漿及軌道整治是保證鐵路安全運行的重要手段。

[1] 王慶國,孫玉永.旋噴樁加固對控制盾構下穿鐵路變形數值分析[J].地下空間與工程學報,2008,4(5):860-864.

[2] 汪順喜.地鐵盾構下穿鐵路監測數據分析[J].城市道橋與防洪,2016(6):322-324.

[3] 臧延偉,張棟樑,羅 喆.盾構下穿鐵路地基加固施工參數優化[J].鐵道建筑,2006(5):70-73.

[4] 陳小光.下穿盾構隧道施工對鐵路的影響研究[J].城市建設理論研究(電子版),2015,5(24):6328-6329.

The influence analysis on shield underpass railway to track deformation

Cai Xiang

(ShanghaiDonghuaLocalRailwayDevelopmentLimitedCompany,Shanghai200000,China)

Taking Shanghai rail transit line 17 successfully underpass existing Shanghai-Kunming railway as the engineering background, this paper discussed the grouting pile reinforcement and sleeve valve pipe grouting reinforcement method of shield underpass roadbed section, introduced the construction control measures in shield underpass process, and through automatic monitoring, real-time controlled the track deformation dynamic, pointed out that these measures provided information support for shield construction and railway track geometry size adjustment, ensured the shield construction and railway safe operation.

shield, underpass railway, roadbed reinforcement, track, deformation monitoring

1009-6825(2017)09-0138-02

2017-01-14

蔡 翔(1975- )，男，助理工程師

U455.43

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