安子敬

中交四航局珠海工程有限公司

1 前言

目前，隨著我國交通建設(shè)行業(yè)的快速發(fā)展，鐵路建設(shè)的規(guī)模與范圍也越來越多，在實(shí)際施工時(shí)，通常采用盾構(gòu)法進(jìn)行地下隧道的建筑，主要的原理就是在盾構(gòu)機(jī)鋼制殼體的保護(hù)下完成土體的挖掘、管片的拼裝與襯砌、推進(jìn)和注漿等工作，也正是因?yàn)槿绱?，該施工方法被廣泛的應(yīng)用于隧道近接下穿鐵路路基的施工建設(shè)中，從而有效提高路基工程的施工質(zhì)量，并對(duì)一些建筑物進(jìn)行全面的保護(hù)。

2 對(duì)鐵路路基施工安全產(chǎn)生影響的主要因素

在盾構(gòu)區(qū)間下穿鐵路路基的施工過程中，對(duì)其產(chǎn)生影響的直接因素就是建筑物的不均勻沉降和傾斜，而具體沉降與傾斜的程度則直接取決于盾構(gòu)法的施工控制、工程項(xiàng)目施工范圍內(nèi)的地址條件、盾構(gòu)機(jī)器的選型、構(gòu)筑物的機(jī)構(gòu)類型、隧道的覆土厚度、建筑物之間的位置關(guān)系。而為了能夠更好的控制盾構(gòu)對(duì)鐵路路基施工的影響，必須要對(duì)影響因素進(jìn)行深入的分析與研究，而后結(jié)合具體的情況設(shè)計(jì)施工方案，確保各項(xiàng)施工手段能夠得到精心的布局與組織。

3 盾構(gòu)隧道近接下穿鐵路路基的主要施工技術(shù)

3.1 施工前的調(diào)查工作

應(yīng)對(duì)擬穿越的既有鐵路進(jìn)行調(diào)查，其具體的調(diào)查內(nèi)容為：①鐵路路基工程項(xiàng)目所在地的地質(zhì)條件和水文條件；②道床結(jié)構(gòu)和其尺寸；③路基與其周圍建筑物的尺寸和結(jié)果；④鐵路運(yùn)營后的時(shí)速；⑤建設(shè)年代；⑥軌枕的類型；⑦縱斷面的尺寸；⑧平面線路；⑨列車的運(yùn)營情況；⑩道岔的情況。

3.2 實(shí)施針對(duì)性的保護(hù)手段

（1）針對(duì)盾構(gòu)隧道近接下穿鐵路路基施工所造成的影響和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面的評(píng)估，確保評(píng)估結(jié)果的真實(shí)性，在評(píng)估報(bào)告中，應(yīng)包括以下內(nèi)容：變形控制的具體指標(biāo)與風(fēng)險(xiǎn)分析的具體內(nèi)容。

（2）工程的設(shè)計(jì)單位，應(yīng)按照評(píng)估報(bào)告中的具體內(nèi)容，設(shè)計(jì)出合理的鐵路路基施工方案，而后再由施工建設(shè)單位設(shè)計(jì)完善的專項(xiàng)檢測(cè)方案和專項(xiàng)施工方案。

（3）工程項(xiàng)目施工建設(shè)單位，應(yīng)在實(shí)際施工前，針對(duì)鐵路路基做好加固處理，通常情況下，多使用袖閥管注漿工藝，在進(jìn)行注漿時(shí)，應(yīng)與有關(guān)于管養(yǎng)工作的單位進(jìn)行全面的溝通與交流，從而對(duì)鐵路軌道的變形情況進(jìn)行全面的檢測(cè)與檢查，嚴(yán)格禁止對(duì)鐵路造成擾動(dòng)。

（4）因?yàn)樾枰紤]隧道長(zhǎng)時(shí)間使用的穩(wěn)定性，則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注列車在后期運(yùn)行時(shí)的荷載以及隧道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，為了能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的要求，可以針對(duì)盾構(gòu)穿越區(qū)域內(nèi)隧道的防水結(jié)構(gòu)與管片結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)化，并加強(qiáng)盾構(gòu)穿越鐵路正線范圍內(nèi)的連接件和管片結(jié)構(gòu)。比如，可以將中度埋藏的管片結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度埋藏，使連接件的強(qiáng)度能夠有明顯的提升。

同時(shí)，在處理荷載時(shí)，不僅需要考慮到結(jié)構(gòu)的自重與土體的重量，還應(yīng)該重點(diǎn)考慮鐵路兩側(cè)的素填土邊坡的堆載，和施工過程中列車的荷載力。在這其中，鐵路兩側(cè)的素填土邊坡應(yīng)通過平均分布面荷載的方式將其加載到地基表面中，而列車的荷載，則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。

（5）為了能夠使鐵路路線可以保持長(zhǎng)時(shí)間的安全運(yùn)營，則必須要對(duì)隧道中的防水結(jié)構(gòu)進(jìn)行等級(jí)上的提升，避免鐵路路線在后期使用中出現(xiàn)土體流失的情況，同時(shí)，可以采用在管片外周涂抹防水涂料的方法來提高防水的強(qiáng)度。

（6）在進(jìn)行盾構(gòu)穿越職期間，應(yīng)做好模擬段和數(shù)據(jù)方面的反饋工作，比如，盾構(gòu)下穿的鐵路路基實(shí)際的距離為40m，則應(yīng)布置好相應(yīng)的模擬段，而后再采用埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方法，對(duì)盾構(gòu)在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)形成的參數(shù)和同步注漿參數(shù)所發(fā)生的變化進(jìn)行系統(tǒng)化的了解，并將刀盤轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)的推進(jìn)速度、出土量、正面土艙的壓力以及同步注漿的量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的反饋，從而尋找出該施工圖層中地面沉降與變形的規(guī)律以及具體的推進(jìn)參數(shù)，為后續(xù)調(diào)整注漿施工參數(shù)與盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)提供真實(shí)的數(shù)據(jù)，保證鐵路軌道運(yùn)行的安全以及地面構(gòu)筑物的安全。

對(duì)于盾構(gòu)法施工來說，其屬于一個(gè)連續(xù)的推進(jìn)過程，在這過程中主要包括管片拼裝、挖面掘進(jìn)以及盾尾脫空與同步注漿三個(gè)施工階段，這三個(gè)施工階段互相交替進(jìn)行，直到完成整個(gè)施工過程。在模擬數(shù)值時(shí)，應(yīng)該將連續(xù)化的推進(jìn)過程轉(zhuǎn)化成為一個(gè)非連續(xù)化的過程進(jìn)行分析與研究，從而實(shí)現(xiàn)荷載與剛度的逐步遷移。在模型中，應(yīng)考慮開挖面前方所給予施加壓力的荷載，從而模擬出土艙壓力和刀盤推力具有的支護(hù)作用。

（7）在進(jìn)行盾構(gòu)穿越之前，應(yīng)檢查好所有的設(shè)備，定期對(duì)其進(jìn)行檢修，使其能夠保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，這樣就能夠避免盾構(gòu)機(jī)在實(shí)際使用是出現(xiàn)停頓的情況，而且也要通過檢修工作，保護(hù)設(shè)備的完好性，在這其中，必須要重點(diǎn)關(guān)注地面行車與注漿系統(tǒng)的情況，在開始進(jìn)行盾構(gòu)穿越之間對(duì)盾構(gòu)機(jī)的主機(jī)以及其他配套系統(tǒng)進(jìn)行全面、細(xì)致的保養(yǎng)、維修和檢查，對(duì)于一些容易損壞的配件，則應(yīng)備足，從而及時(shí)更換，避免耽誤施工時(shí)間。

（8）在進(jìn)行下穿掘進(jìn)時(shí)，必須要對(duì)切口平衡土的壓力進(jìn)行嚴(yán)格的控制，結(jié)合模擬段施工的經(jīng)驗(yàn)，確定好土層側(cè)壓力的系數(shù)，實(shí)際的施工過程中，正面土壓力的設(shè)定值應(yīng)在一定范圍內(nèi)高于理論值，這樣就可以使盾構(gòu)切口處的底層出現(xiàn)微微的隆起量，從而對(duì)盾構(gòu)背土?xí)r地層的沉降量起到平衡的作用。

（9）施工時(shí)，必須要對(duì)掘進(jìn)的速度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，在盾構(gòu)穿越鐵路路基的過程中，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)均衡性的施工，將掘進(jìn)的實(shí)際速度掌控在2cm/min～3cm/min之內(nèi)，這樣就能夠降低對(duì)周圍土體產(chǎn)生的影響，也可以避免在施工途中耽擱過長(zhǎng)的時(shí)間。

（10）應(yīng)對(duì)隧道的軸線進(jìn)行全面的控制，在進(jìn)行下穿路基施工前，需要將盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，是能夠保持良好的姿態(tài)，從而減少對(duì)土體造成的影響，同時(shí)，采用盾構(gòu)機(jī)自帶的測(cè)量系統(tǒng)控制盾構(gòu)推進(jìn)的具體軸線，并在這過程中采用人工作業(yè)的方式進(jìn)行復(fù)核審查，確保掘進(jìn)軸線。

（11）對(duì)于偏量，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全面的控制，每間隔5環(huán)時(shí)，在應(yīng)對(duì)管片進(jìn)行超前量的檢查，確保盾構(gòu)軸線與隧道軸線之間折角的變化低于0.4%，避免出現(xiàn)猛糾、急糾的情況。

3.3 施工后的相關(guān)技術(shù)手段

完成盾構(gòu)穿越施工后，應(yīng)針對(duì)鐵路路基在施工后的具體沉降情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的跟蹤監(jiān)測(cè)，而后根據(jù)監(jiān)測(cè)所得到的具體結(jié)果合理的采用技術(shù)手段。

比如，在隧道內(nèi)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行壁后的二次注漿時(shí)，應(yīng)在管片的外側(cè)形成環(huán)箍，這樣就能夠避免鐵路在后期出現(xiàn)沉降的情況，如果不能通過該技術(shù)手段對(duì)后期的成見進(jìn)行控制，則應(yīng)通過地面注漿等措施對(duì)沉降情況進(jìn)行改善。

4 盾構(gòu)隧道近接下穿鐵路路基施工工程的監(jiān)測(cè)與管理

在進(jìn)行盾構(gòu)下穿工程施工時(shí)，必須要做好全國的監(jiān)測(cè)與管理，施工單位可以委托社會(huì)中具有資質(zhì)的第三方檢測(cè)單位進(jìn)行獨(dú)立實(shí)施。相比與正常的盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)過程中的監(jiān)測(cè)與管理，下穿鐵路路基的施工監(jiān)測(cè)與管理具有明顯的特殊性，具體表現(xiàn)為四個(gè)方面。

（1）設(shè)置監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。除了需要做好常規(guī)隧道收斂、地表沉降以及建筑物沉降等項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，在進(jìn)行下穿作業(yè)時(shí)，必須要與下穿建筑物的結(jié)構(gòu)與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行合理的設(shè)置，比如鐵路鐵軌的高差、軌道距離、橋梁上部結(jié)構(gòu)的傾斜、三角坑以及對(duì)后臺(tái)裂縫的觀測(cè)等。

（2）設(shè)置監(jiān)測(cè)報(bào)警參數(shù)。通常情況下，監(jiān)測(cè)報(bào)警參數(shù)的設(shè)置有四種方式，首先應(yīng)是根據(jù)相關(guān)的規(guī)程、規(guī)范進(jìn)行規(guī)定，具體參照《鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》以及《城市軌道交通工程檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》等；其次，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的施工情況與施工方案在各個(gè)施工環(huán)節(jié)中設(shè)置明確的報(bào)警參數(shù)；再次，應(yīng)明確產(chǎn)權(quán)單位的給定，產(chǎn)權(quán)單位其對(duì)需要進(jìn)行盾構(gòu)下穿的建筑物的相關(guān)情況的掌握最為清晰，所以，應(yīng)結(jié)合多年進(jìn)行管養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)給定報(bào)警參數(shù)；最后應(yīng)明確專家評(píng)審會(huì)，利用專家評(píng)審會(huì)對(duì)盾構(gòu)下穿作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與評(píng)審，專家評(píng)審會(huì)能夠通過監(jiān)測(cè)報(bào)警值。

（3）強(qiáng)化監(jiān)測(cè)工作的開展力度。在進(jìn)行盾構(gòu)穿越施工前，應(yīng)準(zhǔn)確的讀取每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最初值，并在實(shí)際的穿越施工中，確保監(jiān)測(cè)頻率能夠達(dá)到每天2次以上；而在進(jìn)行盾構(gòu)穿越施工后，則應(yīng)確保每天的監(jiān)測(cè)頻率能夠達(dá)到1次以上，直到鐵路路基的沉降變形能夠保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。同時(shí)，在進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)的過程中，中央控制室內(nèi)的值班人員和在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的人員，應(yīng)該使用對(duì)講機(jī)進(jìn)行隨時(shí)隨地的溝通與聯(lián)系，控制室內(nèi)的值班人員應(yīng)該將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員所傳遞回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性的分析，而后在將結(jié)論傳遞到盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)中，為盾構(gòu)參數(shù)的確定提供依據(jù)，而后在通過對(duì)建筑物與地面變形量的監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行檢測(cè)與檢驗(yàn)，使其能夠進(jìn)行反復(fù)循環(huán)驗(yàn)證與完善，以此來保證施工運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

（4）報(bào)警處理與預(yù)警處理。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的過程中出現(xiàn)報(bào)警或者預(yù)警的情況時(shí)，不僅需要按照計(jì)劃好的程序進(jìn)行報(bào)警與預(yù)警原因的分析例會(huì)，研究與分析應(yīng)采取的技術(shù)手段，同時(shí)也需要按照規(guī)定的程序及時(shí)將報(bào)警與預(yù)警的相關(guān)情況上報(bào)給產(chǎn)權(quán)單位，所采用的技術(shù)手段或者是進(jìn)行消警處理也必須要獲得到產(chǎn)權(quán)單位的許可。

4 結(jié)束語

總而言之，在針對(duì)鐵路路基進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，很多施工環(huán)節(jié)非常有可能導(dǎo)致周圍的巖土出現(xiàn)變形和沉降的情況，最終導(dǎo)致施工范圍內(nèi)的建筑物出現(xiàn)沉降與位移，這樣就破壞了鐵路橋梁，如果情況嚴(yán)重，則非常有可能引發(fā)一系列安全事故，所以，應(yīng)合理的采用盾構(gòu)隧道近接下穿的施工方法，使其能夠發(fā)揮出支護(hù)作用，從而提高使用質(zhì)量與施工效果。