洪僑亨

摘? 要：盾構(gòu)穿越鐵路時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的地面沉降以及盾構(gòu)推力，兩者的綜合作用會(huì)對(duì)鐵路的運(yùn)行安全造成一定的影響。因此在盾構(gòu)穿越鐵路施工時(shí)要對(duì)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行有效控制，防止地面沉降位移的過(guò)大，降低盾構(gòu)涌水涌砂的發(fā)生，減少相關(guān)管線線路的損毀，進(jìn)一步提高鐵路運(yùn)營(yíng)的安全水平。本文以北京地鐵4號(hào)線穿越京山鐵路工程為例，對(duì)盾構(gòu)穿越鐵路的施工的控制措施開展了相應(yīng)的分析與論述，希望能夠給后續(xù)盾構(gòu)穿越鐵路施工項(xiàng)目的開展提供有益參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)穿越;鐵路施工;控制措施

隨著以地鐵為代表的城市軌道交通的快速發(fā)展，盾構(gòu)施工作業(yè)法在地鐵建設(shè)中的使用范圍也不斷拓展，尤其在軌道交通盾構(gòu)穿越鐵路線路的施工項(xiàng)目不斷增加的當(dāng)下，如何有效控制盾構(gòu)穿越地鐵的施工參數(shù)，確保作業(yè)品質(zhì)，最大限度的減少對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的不利影響，是該項(xiàng)作業(yè)需要面臨和解決的首要問(wèn)題。盾構(gòu)穿越鐵路的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，只有在施工環(huán)節(jié)對(duì)各個(gè)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行合理化的設(shè)定，才能進(jìn)一步確保工程品質(zhì)。

一、工程概述

此次盾構(gòu)穿越鐵路施工控制分析以北京地鐵4號(hào)線工程穿越京山鐵路項(xiàng)目為例，京山鐵路北京鐵路系統(tǒng)中極為重要的一條軌道交通線路，自運(yùn)營(yíng)起，就一直處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。每日的車流量大，平均15～25 min/列，車輛運(yùn)行速度快時(shí)速達(dá)120 km /h，在其運(yùn)營(yíng)之間會(huì)對(duì)整個(gè)周邊地層產(chǎn)生相應(yīng)的影響和波動(dòng)。該鐵路系統(tǒng)與其下穿盾構(gòu)隧道平面相交角度為21～25°，坡度為0.683%，盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的頂部距鐵路軌道頂端的距離約為13～15m，期間會(huì)波及到的相關(guān)鐵路影響段為63～75m。在盾構(gòu)施工掘進(jìn)期間，為了配合盾構(gòu)施工的進(jìn)程，相關(guān)鐵路部門將該趟列車的通過(guò)該區(qū)域的運(yùn)行時(shí)速調(diào)整為60 km/h。

二、盾構(gòu)穿越鐵路施工控制措施

（一）土壓力設(shè)定

盾構(gòu)穿越鐵路施工項(xiàng)目的平衡土壓力值的設(shè)定要依照盾構(gòu)穿越段的地鐵軌道工程所處的地質(zhì)水文環(huán)境，以及隧道的深埋情況來(lái)綜合考量的。依照土力學(xué)的理論基礎(chǔ)，正面土壓力存在相應(yīng)的理論值公式：P_o=k_o（∑γ_ih_i+p′），k_o=1-sin′，其中γ_i、h_i分別代表成層土的堆積密度，以及成層土的厚度;代表h處土層的有效摩擦;p′代表地面運(yùn)行在h處產(chǎn)生的豎向壓力。通過(guò)公式計(jì)算，可得該項(xiàng)目在的切口平衡壓力為P =0.10～0.13 MPa。當(dāng)然在實(shí)際的盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中土壓的控制還需要依照現(xiàn)實(shí)情況的不同進(jìn)行差異性的調(diào)整。

（二）掘進(jìn)速度

盾構(gòu)穿越鐵路施工項(xiàng)目的掘進(jìn)速度要依照施工場(chǎng)地的地質(zhì)水文條件、工期的精度要求，以及同類型工程的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行綜合的確定。出于安全性和效率性的雙重考慮，該項(xiàng)目的盾構(gòu)穿越速度初定為6～8m/d，稍緩于一般性的掘進(jìn)速度，速度減緩可以有效降低盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)周圍土體的不利干擾，有效降低地鐵軌道地基的變形、沉降。

（三）排土量

合理的排土量是確保盾構(gòu)穿越鐵路施工處于有效的土壓平衡狀態(tài)的關(guān)鍵一環(huán)。通常盾構(gòu)掘進(jìn)的排土率理論公式為K=Q_S/Q₀表示。Q_S代表理論上由螺旋輸送機(jī)的排土量，Q₀代表理論上的出渣量。從理論上說(shuō)，只有當(dāng)K的取值為1，或者無(wú)限接近于1時(shí)，此時(shí)的排土量較為均衡，并且渣土能夠處于良好的塑流狀態(tài)，密閉性較好。

（四）力及注漿量

注漿量應(yīng)該控制在理論空隙量的150～200%，灌漿要較為豐盈、充實(shí)，盾構(gòu)掘進(jìn)中每環(huán)的注漿量V應(yīng)該控制在2.66～3.55m³之間為宜，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)際的盾構(gòu)決定情況以及地面沉降幅度開展二次補(bǔ)漿，以此來(lái)提升整體的注漿效果。在注漿的過(guò)程中會(huì)施以相應(yīng)的外力，其目的是為了讓漿液更好的滲透、填充進(jìn)縫隙中，一般來(lái)說(shuō)，注入壓力應(yīng)該高于底層土壓力的0.1～0.2MPa，同時(shí)為了更好的確保盾構(gòu)隧道的穩(wěn)定性，壓力值不宜設(shè)置過(guò)高，此次項(xiàng)目的注漿壓力初步設(shè)定為0.25MPa。二次補(bǔ)漿時(shí)的注漿壓力還需要在該壓力值的基礎(chǔ)上增加0.01～0.03MPa，只有這樣才能確保補(bǔ)漿效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不難看出，隨著我國(guó)軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，軌道交通盾構(gòu)穿越地鐵施工的項(xiàng)目也不斷增多。盾構(gòu)穿越鐵路施工本身具有一定的難度，在開展該項(xiàng)作業(yè)之前，要對(duì)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行有效分析與預(yù)判，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，開展相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)勘察，為后續(xù)施工作業(yè)的開展提供客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)參考。在具體實(shí)施環(huán)節(jié)，要結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)、實(shí)際，對(duì)盾構(gòu)穿越鐵路施工的各項(xiàng)參數(shù)予以科學(xué)分析、合理的明確，確保各項(xiàng)施工工序的有效開展，進(jìn)一步提高盾構(gòu)穿越鐵路施工的質(zhì)量水平，給人們提供更加健全完善、安全高效的軌道交通服務(wù)。

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