淺談地鐵隧道下穿鐵路橋梁施工技術

張賀

摘要：本文研究的主要目的是在交通道路工程建設大力推進與基礎設施不斷完善的背景下，強調地鐵隧道下穿鐵路橋梁施工工程技術的重要性。通過以盾構下穿鐵路橋梁施工技術為切口，明確具體施工技術工藝，并分別從鐵路與橋梁施工兩種類型出發，分析其施工全程所涉及的技術手段進行分析，以面提升地鐵隧道下穿鐵路橋梁施工技術含量，進而推動國家基礎設施建設，滿足人民群眾生產生活需要。此次研究選用的是文獻研究法，通過對相應文獻的查找，為文章的分析提供一些理論基礎。

關鍵詞：地鐵隧道;盾構下穿技術;鐵路橋梁施工

Abstract： The main purpose of this paper is to emphasize the importance of construction engineering technology of subway tunnels underneath railway bridges under the background of vigorous promotion of traffic road engineering construction and continuous improvement of infrastructure. By taking the construction technology of shield tunneling under the railway bridge as the cut， the specific construction technology is clarified， and starting from the two types of railway and bridge construction respectively， the technical means involved in the whole construction process are analyzed， and the subway tunnel underpassing is improved. The technical content of railway bridge construction will further promote the construction of national infrastructure to meet the needs of the people in production and life. The literature research method is selected for this study， and some theoretical foundations are provided for the analysis of the article by searching the corresponding literature.

Keywords： subway tunnel; shield tunneling technology; railway bridge construction

隨著我國城市化的不斷推進，對于交通網絡建設的訴求也日益增加，地鐵隧道工程作為城市交通網絡中的重要一環，其以地下施工為主占地面積較小。下穿鐵路橋梁施工技術作為地鐵隧道工程建設過程中的核心施工工藝，其中的盾構下穿技術在實際工程建設過程中應用廣泛，對行業的現代化發展意義重大，目前亟須總結相關技術經驗為后續的工程建設提供理論依據與實踐基礎。因此，本文此次研究的內容和提出的策略對提高地鐵隧道下穿鐵路橋梁施工技術水平具有理論性意義，對完善城市交通網絡建設具有現實意義。

1.盾構下穿鐵路橋梁施工技術概述

地鐵隧道下穿鐵路橋梁施工技術包括盾構下穿鐵路挖掘技術與臺階法施工技術，其中盾構下穿鐵路挖掘技術包括對鐵路橋梁路基的土體改良工藝與把控鐵路橋梁曲線的徑向注漿工藝。

1.1土體改良工藝

地鐵隧道工程由于本身的地下施工特點，其施工全程必須要對施工環境內的土壤結構進行嚴格控制，避免由于承重失衡造成的坍塌與滲水風險。作為長期應用于地下的盾構下穿鐵路施工技術，土體改良技術是其內部最為關鍵的工藝。我國土地幅員遼闊，地質結構也復雜多樣，在實際地鐵隧道工程中常見粉砂土層與微承壓水層，該類型土質結構較為脆弱松散，無論對于外部工程本體或內部地下水而言皆不具備較好的承壓效果[1]。盾構下穿鐵路橋梁施工技術通過設備刀盤對目標土層進行打孔灌漿，封閉原有土層內部泡沫式的結構并大幅降低施工環境土質的流動性，這使得目標土層具備了更強的承壓能力與穩定性質，同時盾構設備的積壓旋轉作用將促進填充裝置內部的土體得到進一步的沉降轉換，以精準控制施工出土的最終數量與質量。

1.2徑向注漿工藝

地鐵隧道橋梁工程作為交通服務設施建設工程為了滿足在投入使用過程中較強的靈活性，其工程施工過程中囊括眾多結構復雜的地鐵轉換施工作業，而地下盾構下穿鐵路施工技術中的徑向注漿工藝則是專門針對轉換施工作業中的。徑向注漿工藝要求通過比對注漿分布曲線的方式對徑向注漿的方向進行嚴格控制，為盾構結構的通過預留出空間[2-3]。保證注漿施工達到設計標準，以保障隧道橋梁建設工程中的科學性。在實際施工過程中徑向注漿工藝需要利用盾構完成對沉降的控制，現代化盾機設備內置專業后盾注漿處理系統，可以將內部壓力數值控制在安全范圍內。

2.盾構下穿鐵路施工技術措施

2.1施工前工程設計依據

盾構下穿鐵路施工技術需要在工程開始前充分調查鐵路工程本身的基礎數據、功能設計以及施工環境條件。在對鐵路本身的基礎數據調查中需要著重關注鐵路道床、路基以及鋼軌等組件的結構構成，在對鐵路進行功能設計相關調查時必須要充分了解其列車運營的類型與速度，并重點關注鐵軌道岔結構的設置，在對鐵路進行施工環境調查時需要關注鐵路路基工程下方的水文地質背景。

2.2施工中工程技術保護

盾構穿越鐵路對施工環境與預穿鐵路工程的穩定性要求較高，在工程正式開展前必須要針對實際施工中的環境變量進行風險分析評估工作，風險評估數據將成為重要的鐵路下方穿越方案的設計依據，為了保證風險的有效規避與排查，監理單位還可以建立針對局部的專項監測施工方案。目前在盾構下穿鐵路施工技術中常用的施工環境加固多采用袖閥管注漿工藝，但由于鐵路交通線路較高頻率的使用特性，在管注漿施工前地鐵隧道施工單位需要積極與鐵路單位進行溝通，避免施工加固工程對原有鐵路交通線路的擾動。同時在鐵路下進行的地鐵隧道的盾構下穿必須要同時考慮兩者的結構強度與穩定特性，受限于路上鐵軌的管片結構在承壓過程中易發生的下陷病害，可以在對地下進行相應的針對性加固的同時，通過對地上鐵軌加刷防水層的方式，防范地下與地上連接處的積水滲水及水土流失情況[4-5]。考慮到鐵路下方土質長期受壓，在正式盾構穿越工程施工前，必須要對施工現場進行完備的勘探工作，并利用計算機模擬技術將土質數據導入下穿模型，根據土層壓力系數，尋求最優的鉆探速度與路線，考慮到數據測探與運算的合理誤差，在實際施工過程中應當使盾構正面土壓力數值設定略高于理論數值，使得盾構切口處的地層區域出現微小的隆起量以平衡盾構背土時地層的整體沉降量。

3.盾構下穿橋梁施工技術措施

3.1施工前工程設計依據

盾構下穿橋梁施工技術需要在工程開始前充分調查橋梁工程本身的基礎數據、功能設計以及施工環境條件。在對橋梁本身數據調查中重點關注橋梁樁基間距、厚度以及細節結構構成，在對橋梁進行功能設計調查時重點關注橋梁線路構成、建設年代以及設計功能，在對橋梁下穿進行施工環境調查時重點關注施工環境的水文地質背景。

3.2施工中工程技術保護

與盾構下穿鐵路施工類似，盾構下穿橋梁也需要做好一定的風險專項評估方案與風險應對預設方案，并在此基礎上對施工環境進行加固改造。現階段常用于盾構下穿橋梁工程的加固技術主要依賴于盾構設備內部的擠壓功能與灌注功能，盾構設備可以在土體掘進過程中利用自身重力對土體結構進行擠壓，降低土壤中的空氣孔隙，同時也會結合灌注樁技術，通過在工程邊界出打入鉆孔灌注樁的方式對施工環境外的松散土壤進行阻擋[6-7]。具體的灌注樁隔離工程要求隔離樁以間隔0.2m的方式在工程隧道外圍1m處進行連續布置，同時為保證隔離樁的有效性與穩定性其樁長需要延伸至盾構構底2m處并同時采用鋼套孔保護工藝以避免塌樁[8]。為進一步保證盾構結構的穩定性在施工開展前還需要在盾構各方向3m的方位內的土體采用攪拌樁、灌注樁與旋噴樁等方法進行提前加固。在盾構設備正式進行穿越作業前需要根據工程勘探數據預設科學的掘進數值，保證穿越作業中盾構切口處的掘進壓力與橋梁土層壓力之間達成受力平衡結構，以求盡量少地驚擾周邊土層，并在此基礎上以最佳的盾構掘進姿態進行勻速不間斷的開挖工作，重點避免機頭上抬、過量超挖以及中途急停[9]。此外還需對盾構穿越進程進行嚴格監控。一旦機械盾軸偏離原有線路1%以上即可視為盾構偏離，此時必須要及時展開糾偏工作，糾偏工作遵循少次多量的原則，在盾構行進狀態下對于平面偏差15mm內的單次糾偏量不得超過2mm[10]。

4.結束語

地鐵隧道下穿鐵路橋梁施工具有跨區域建設與施工工程量大的特點，其所涉及工程施工技術較多，作為地鐵速調下穿鐵路橋梁施工技術中的關鍵技術盾構下穿鐵路挖掘技術在實際應用展現了優越的技術潛力，對地鐵隧道工程建設質量意義重大。通過本文研究得知，該技術具體包括土體改良工藝與徑向注漿工藝，基于地鐵鐵路與橋梁兩種施工作業類型，本文細致分析了毒狗下穿鐵路挖掘技術在施工全程的技術應用。

參考文獻

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