盾構(gòu)穿越既有鐵路施工技術(shù)探討

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1、盾構(gòu)穿越既有鐵路施工技術(shù)探討中鐵八局集團(tuán)第二工程有限公司摘要：為了全面分析盾構(gòu)穿越既有鐵路施工技術(shù)，木文提出了先對穿越鐵路的工況釆用有限元模型進(jìn)行模擬分析；正確地選用各種地基加固方法；控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線偏差不超出允許范圍及盡量減少地層變形的影響涉及的各種參數(shù);加泥盾構(gòu)工法；建立嚴(yán)密的監(jiān)測系統(tǒng)等技術(shù)，希望木文能夠為盾構(gòu)隧道穿越既有鐵路施工提供技術(shù)上和理論上的支持，為同類工程提供參考價值。關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；穿越；既有鐵路；施工技術(shù)1引言目前，國家加大了城市軌道交通的投資力度，在國內(nèi)各大城市開始了前所未有的城市軌道建設(shè)規(guī)劃布局，簽于此，盾構(gòu)隧道穿越既有鐵路線的現(xiàn)象與曰俱增、而且從城市土地面積的局限，

2、軌道交通向下發(fā)展的趨勢愈加明晰。另外，火車提速已成為軌道交通發(fā)展中重要任務(wù)之一，而火車高速度的運行對鐵路軌道的沖擊力越來越大，而穿越地層的地質(zhì)狀況較復(fù)雜，盾構(gòu)施工容易引起地面沉降和變形，當(dāng)?shù)乇沓两颠^大時可能危及周圍建筑物和地下管線等構(gòu)筑物的安全，如果對盾構(gòu)隧道穿越既有鐵路的技術(shù)問題不加以重視，對人們的生命財產(chǎn)以及國家利益都會帶來嚴(yán)重?fù)p失。因此，盾構(gòu)穿越既有鐵路的施工技術(shù)是值得研宄的重要課題。盾構(gòu)隧道施工對既有鐵路產(chǎn)生的影響，實質(zhì)上是隧道施工引起的地層位移問題。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中地基變位的性狀，因地基條件、盾構(gòu)機(jī)型式、掘進(jìn)和壁后注漿的施工方法、施工管理以及其他施工條件而異，其機(jī)理非常復(fù)雜，能

3、考慮所有這些影響因素的分析方法目前尚未建立，可以說現(xiàn)在所提出的各種分析方法，都是對應(yīng)于某一條件下施工實際的方法，盡管有的文獻(xiàn)給出了綜合分析，但是缺乏全面性。國內(nèi)外專家學(xué)者對沉降控制的研究和分析的研究成果較多［1-8］。木文基于相關(guān)文獻(xiàn)，對盾構(gòu)隧道穿越既有鐵路施工技術(shù)給出綜合性分析，希望為同類工程建設(shè)提供參考價值。2盾構(gòu)穿越鐵路風(fēng)險分析對盾構(gòu)穿越鐵路的風(fēng)險分析是非常重要的一個步驟，可以根據(jù)以往經(jīng)驗,先對穿越鐵路的工況采用有限元模型進(jìn)行模擬分析，為制定穿越鐵路方案提供理論支持。奮限元模型尺寸可以根據(jù)經(jīng)驗來確定，然后進(jìn)行優(yōu)化以形成奮限元網(wǎng)格。對于該網(wǎng)格可以進(jìn)行模擬土體開挖，還可以利用ADINA

4、軟件中單元生死的技術(shù)來模擬隧道開挖過程。正如文獻(xiàn)［9］指出的是，單元死掉是剛度消失的過程，ADINA的單元死掉可以讓其剛度在一段吋間內(nèi)變化，最終為零，這可以用于模擬施工過程的吋間效應(yīng)，從而實現(xiàn)控制應(yīng)力釋放率的人?。?】。3地基加固技術(shù)盾構(gòu)施工引起地表沉降和結(jié)構(gòu)物變形是不可避免的。針對這一問題，現(xiàn)在工程技術(shù)人員在長期的施工實踐中找到了很多對策，以冇效地控制沉降范圍和沉降量，保證各類建筑物的安全。除了在施工前合理選用盾構(gòu)類型和在施工中精心操作，使盾構(gòu)處于最佳狀態(tài)外，地基加固是保護(hù)地下管線和地面建筑物的一種最為有效的措施。由于地面沉降產(chǎn)生的主要原因是土體損失，因此，要控制地面沉降量及其影響范圍

5、就要使土體損失降至最低。正確地選用各種地基加固方法，就能使地層蠕動趨勢減少，顆粒土被粘結(jié)，孔隙被填充，土體穩(wěn)定程度增強(qiáng)，從而達(dá)到減小地面沉降的目的［10-11］。地基加固常用方法選擇。0前常用的一些保護(hù)建筑物方法有基礎(chǔ)托換法、承壓板法、地層加固法、截止墻法等。針對施工中具體情況可以進(jìn)行選擇。基礎(chǔ)托換法適用于對于防止建筑物變形最為有效，但工程規(guī)模較人。承壓板法適用于規(guī)模較大、精度要求高的建筑物不宜采用；但對于中小型建筑物而言，由于其造價低、工期短，故較為常用。地層加固法簡單易行，關(guān)鍵技術(shù)是根據(jù)地基條件選用適宜的漿液和注入工法。施工吋注入壓力不能過高，隨吋監(jiān)測注入壓力和構(gòu)造物的變位狀況。截止

6、墻法常用來防護(hù)允許變形量小的構(gòu)造物。由于隔墻本身也是臨近施工，在構(gòu)筑隔墻吋，也要考慮施工對構(gòu)造物的影響4掘進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化技術(shù)最佳盾構(gòu)推進(jìn)是指盾構(gòu)推進(jìn)中對周圍地層及地面的影響最小，表現(xiàn)在地層的下降小、受到擾動小、超孔隙水壓小、地面隆沉小以及盾尾脫開后的實沉幅度小，這些理想指標(biāo)也是盾構(gòu)施工中控制地面沉降、保護(hù)環(huán)境的首要條件和治本辦法。盾構(gòu)掘進(jìn)主要由十個參數(shù)控制，即前倉壓力、千斤頂頂力及分布、推進(jìn)速度、盾構(gòu)坡度、糾偏方向與糾偏量、漿液配式、數(shù)量、壓力等。4.1掘進(jìn)速度掘進(jìn)速度參量的選取應(yīng)掌握使土體盡量的切削而不是擠壓。過量的擠壓，勢必產(chǎn)生前倉內(nèi)外壓差，增加對地層的擾動。當(dāng)在無結(jié)構(gòu)物下面正常推進(jìn)，

7、速度可控制在20?30mm/min之間；盾構(gòu)糾偏吋，應(yīng)取較小速度。冋樣，不同的地質(zhì)條件，推進(jìn)速度亦應(yīng)不同。因土壓平衡是依賴排土來控制的，所以，前倉的入土量必須與排土量匹配。合理設(shè)定土壓力控制值的同吋應(yīng)限制推進(jìn)速度。4.2冋步注漿在盾構(gòu)工法中注漿施工是一個必不可少的重要施工環(huán)節(jié)，把握好該環(huán)節(jié)與其它施工環(huán)節(jié)的配合是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵之一，也是過軌施工控制地表沉降的關(guān)鍵點。盾構(gòu)機(jī)的注漿方式采用由地面上制漿設(shè)備把漿液壓送到盾構(gòu)機(jī)臺車上的漿液箱內(nèi)