地鐵下穿既有線施工擾動變形控制技術應用研究

王建友 （中鐵十六局集團有限公司，北京 101100）

在都市地鐵網線的構建過程中，難免會出現有新建地鐵線路或新配置的市政管線下穿鐵路既有線的情況；此外，地鐵項目有著作業條件繁瑣、挖掘跨度相對較大、臨時支持以及其工法轉變繁瑣、時間效益明顯等特征。所以，都市地鐵近距離穿越已有線段是一個技術難度相對較大、技術難度大、安全難度相對較大的項目。在地下項目近距離下穿已有線路作業時，選擇對應的作業形式以及輔助工法，以此來最大限度地降低對已有線路的不利影響，保證線路安全穩定的運作以及其自身的結構安全與穩定，是現如今非常關鍵且亟需解決的技術問題[1]。

1 工程概況

南寧地鐵3號線3區間下穿湘桂鐵路（柳南、南廣鐵路），穿越里程分別為柳南線：K218+826.682～K218+852.665，南廣線：K6+645.777～K6+672.395。柳南城際高速鐵路，又稱柳南客運專線，是廣西第一條城際高速鐵路，線路起自廣西柳州市，經來賓市、賓陽縣，止于南寧市，線路全長226km，設計時速250km/h，區間線路穿越處設計時速為120km/h。南廣高速鐵路（南寧－廣州）跨桂、粵兩省區，始自廣西壯族自治區南寧市的南寧東站、賓陽站，經貴港、梧州，廣東云浮、肇慶、佛山至廣州的廣州南站，線路全長577.1km，其中廣西境內349.8km，廣東境內227.3km，設計時速200～250km/h，區間線路穿越處設計時速為110km/h。湘桂鐵路均采用60軌。區間隧道下穿地段路基為半堤半塹形式，道床厚度為0.5m，道床形式為碎石道床，線路左側為貨場，寬約22m，貨場左側為路堤，高3～4m，邊坡為路肩式擋墻，線路右側為路塹，高10～11m，坡率1∶1.5，坡面采用漿砌片石防護，坡頂處為房屋。

2 下穿既有線施工變形的監測

2.1 監測對象

長堽路站-東葛路站區間監測重難點為盾構下穿湘桂鐵路，針對盾構影響范圍內鐵路的專項監測結合常規監測方法及自動化監測的方法，考慮運營鐵路對常規監測條件的限制，自動化監測對鐵路路基進行監測。主要檢測對象包括對鐵路軌道的監測、線路路基的監測、接觸網桿的監測。其目的是把盾構施工周圍環境，特別是下穿段鐵路在施工期間的變形情況及時地反饋給軌道公司、鐵路局、施工方、監理方和其他相關部門，使之能實時掌握施工引起的變化，迅速調整、優化施工方法，以確保本工程和鐵路行車安全。表1所示為監測項目表。

監測項目表 表1

2.2 監測方法及測點布置

在新建隧道上部l0m的區間之內，借助遠程自主檢測的形式，針對已有線路的軌距實時擴張、道床下沉、底板下沉等相關數據信息展開檢驗。在隧道上層10～30m的區間中，借助常規的形式對已有線路的架構裂痕、體系的水平移動、道床下沉、底板下沉等相關數據展開實時動態的檢測。通過靜力水準體系來對上述的信息數據進行實時的沉降監測，使用對應的位移測量設備自主的檢驗軌道間距的動態擴張數據信息。

2.3 變形監測管理及擾動變形控制標準

在形變監測控制以及信息處置的過程中，檢測資料主要是包含有檢驗報告、監測信息、監測規劃等。將所搜集到的數據信息展開歸納整理，研究檢驗數據之間的關聯，針對最終變化數據以及其構筑物的安全穩定性質展開檢驗。在測控的環節中，要求員工依照作業次序以及檢測流程進行對應的控制監管工作。

借助整理量測所取得的數據信息，就時態撞扁曲線展開測繪，之后依照散點圖所提供的信息，使用對應的函數回歸研究的檢驗數據成果。在作業擾動形變測控標準的確立過程中，主要時依照已有線路的切實狀況、地鐵運作安全需求、有關標準以及規程、設計圖紙等來加以確立。在信息化作業的環節中，依照分級逐層控制的形式，控制變形量，并依照有關的標準確定各個等級的取值區間。依照檢驗所得到的信息，就其穩定性質展開判定，不僅如此在作業的過程中要求實時地反饋項目在建設過程中所遇到的問題[2]。

2.4 施工擾動變形監測數據統計

依照檢驗的數據結果顯示，在已有線路軌道的最大下沉數值為4.91mm，走行軌自身架構出現有縱向形變的情況，但其形變率與相關的要求相符。已有線路的極限沉降數值是4.92mm，已有線相變縫差異下沉的數據為1.61mm，變形縫開合程度控制在0.59mm之內。軌道間距最大張開的數值為2.88mm。不僅如此，已有線洞中管線沒有出現有滲水或接頭開裂的狀況。

3 地鐵隧道注漿加固與施工擾動變形控制技術

3.1 施工質量控制技術標準

在作業質量測控的技術規程中，注漿作業過程中孔位的誤差基本都在20mm之內，不僅如此孔洞之間的差異也控制在100mm之內，其上升的幅度控制在5mm之內，其對應的注漿壓力控制在5%左右，注漿的總量大致是5%～8%，要求鉆桿的垂直度控制在1%之內。格柵附近輪廓拼接的誤差通常控制在30mm以下。此外，在作業的過程中要求將每一個步驟的挖掘進尺控制在60cm以下。保證噴射混凝土表層的整平度以及其密實程度，不得出現有漏水、滲漏、掉落、開裂等問題出現。

3.2 袖閥管止漿墻施工關鍵技術

在作業的環節中，借助袖閥管線止漿墻作業中的核心技術工藝，實現矩形截斷面的零距離。因為間隔土質的層厚相對較薄，臨近的隧道之間隔土層脫離，下層作業貼合已有管線剛性支護架構。借助袖筏管澆筑的形式針對已有線段的地質展開對應的穩固工作，在矩形截斷面的兩邊、底層，分別配置8m高、3m寬的止漿墻體以及一門式穩固區域，更好地支持已有線路，詳情見圖1和圖2。

圖1 矩形斷面襯砌加固

圖2 既有線下方矩形斷面加固

下穿已有線注漿工作主要是涵蓋有5個循環，借助直進式的形式在挖掘的作業面進行操控，借助發散式打孔的形式解決頂層以及兩面。在袖筏管注漿作業的環節中，布孔之間的間隔控制在60cm左右，孔體的半徑控制在90cm，管體的半徑控制在25cm，漿液的水灰比例控制在1∶1，其對應的始壓以及終壓分別是0.3MPa與1.0MPa。作業過程中所使用的設備主要是涵蓋有注漿泵機、鉆機、高壓管道、攪拌設備、攪拌容器、空壓設備、發電裝置以及對應的泵送設備等。

3.3 矩形斷面開挖支護施工關鍵技術

支護體系的穩固補強所使用的是25a型鋼500mm間隙的工字鋼進行架設，350mm的混凝土層澆筑層厚，借助雙盤連接角鋼連結穩固臨近的鋼架，自身有著800mm的環向間隔。將半徑為21mm的鎖腳錨管線配置在鋼管的兩邊。在此中，使用了長度為3.5m的錨管。將3條半徑為21mm的注漿管線埋設至導洞的底部，加入水泥漿液，以此來當作是鋼架的基礎硬化。借助短進尺的形式進行挖掘，就挖掘的作業面，展開對應的技術封鎖工作。在下穿已有線路的作業環節中，挖掘的進尺為0.5m，就要求配置掛網進行噴射混凝土作業。

4 結語

綜上所述，在新地鐵線路構建的過程中，經常會出現有下穿既有線路的狀況，在作業過程中，極有可能會使作業擾動出現有形變的情況。所以，要求借助對應的核心技術工藝，針對作業過程中出現的擾動形變展開控制與管理，保證作業自身的安全性質與穩定性質，推進城市地鐵建設向更長遠的方向發展。