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        深圳地鐵7號線下穿廣深鐵路站場地基加固技術(shù)

        2018-03-08 07:13:00陳壽根劉效成韓翔宇
        四川建筑 2018年1期
        關(guān)鍵詞:電氣化站場立柱

        張 超, 陳壽根, 劉效成, 韓翔宇

        (西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院, 四川成都 610031)

        [定稿日期]2017-09-12

        隨著城市地鐵建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,地鐵隧道施工對周邊建筑的影響問題也不斷增多。尤其當(dāng)?shù)罔F隧道下穿既有鐵路站場時(shí),若不進(jìn)行有效的加固措施,勢必引起路基沉降,影響鐵路站場設(shè)施的正常使用,危及行車安全。曲強(qiáng)[1]等以實(shí)際工程為依托,分析現(xiàn)場監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),對盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路地面線的施工方案進(jìn)行研究和探討。張榮建、賀斯進(jìn)[2-3]依托工程實(shí)際,根據(jù)具體施工措施和數(shù)值計(jì)算對下穿既有鐵路站場的盾構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。朱斌[4]從地基加固和盾構(gòu)施工控制兩個(gè)方面簡要介紹了盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路站場地基加固技術(shù)。彭智勇[5]通過理論分析和數(shù)值計(jì)算研究了復(fù)合地基在盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路站場地基加固中的應(yīng)用。以上研究成果從各個(gè)方面對盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路站場地基加固進(jìn)行了一定研究,而對具體的地基加固技術(shù)探討較少。本文依托深圳地鐵7號線下穿廣深鐵路筍崗車站站場地基加固工程,從鐵路路基加固、鐵路線路加固和電氣化立柱基礎(chǔ)加固等方面綜合探討地基加固技術(shù),以期為同類工程提供參考。

        1 工程概況

        深圳市城市軌道交通7號線的筍崗站~洪湖站區(qū)間隧道沿著梅園路高架橋下方走,在寶崗路與洪湖西路之間以區(qū)間左右線路上下重疊方式下穿廣深鐵路筍崗火車站站場。下穿位置為筍崗火車站站場的咽喉部分,為道岔群區(qū)段,電務(wù)信號多。與廣深線相交里程為K142+830,左線隧道頂距鐵路軌底覆土約22.8 m,右線隧道頂距鐵路軌底覆土約12.8 m,穿越筍崗火車站的長度約為200 m,需穿越26股軌道,隧道與鐵路交角約為80°,右線穿越地層主要為<101>全風(fēng)化混合巖與<1021>強(qiáng)風(fēng)化混合巖,左線穿越地層主要為<1022>強(qiáng)風(fēng)化混合巖與<103>中風(fēng)化混合巖(圖1)。

        圖1 筍崗站與筍洪區(qū)間隧道平面位置關(guān)系

        2 控制標(biāo)準(zhǔn)

        結(jié)合TB 10001-2005《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]及類似工程施工經(jīng)驗(yàn),為保證鐵路站場的正常運(yùn)營,本工程采用以下控制標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

        3 鐵路站場地基加固技術(shù)

        3.1 鐵路路基加固

        表1 盾構(gòu)隧道下穿鐵路站場路基加固監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)

        3.1.1 注漿范圍

        隧道上層覆土有一層較厚的砂礫層,厚約2~6.6 m,為了防止盾構(gòu)掘進(jìn)通過路徑的鐵路路基出現(xiàn)不均勻地層,導(dǎo)致盾構(gòu)刀盤受力不均勻,造成鐵路路基底泥水流失,留下孔洞,造成線路后期沉降,在盾構(gòu)通過路徑的鐵路路基上對砂礫層進(jìn)行預(yù)注漿加固,加固范圍長66.6~87.9 m,寬度29 m,深度6~15 m。同時(shí)對其它土層采用跟蹤注漿的方式,一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)有地層變形,及時(shí)進(jìn)行地層補(bǔ)注漿,防止出現(xiàn)大的地層沉降影響鐵路行車安全(圖2)。

        圖2 某斷面注漿加固范圍示意

        3.1.2 袖閥管注漿

        袖閥管注漿有以下三大優(yōu)點(diǎn):可根據(jù)需要灌注任何一個(gè)注漿孔和注漿段,可以進(jìn)行重復(fù)灌漿,中途可以停止;注漿壓力相對較小,一般0.2~1.0 MPa,注漿量15~70 L/min,注漿時(shí)冒漿和串漿的可能性較小,一般不會破壞原有地層結(jié)構(gòu);漿液主要以滲透形式進(jìn)入充填物孔(空)隙中,可以起到填充裂縫和固結(jié)土體的效果。

        在盾構(gòu)通過路徑的鐵路路基上埋設(shè)袖閥管,間距1~1.5 m,梅花形布置。綜合考慮工程實(shí)際,注漿壓力為水泥-砂層0.5~1.2 MPa、黏土層0.6~1.0 MPa;砂層漿液注入率為30 %~35 %,黏土層為15 %~20 %。同時(shí)注漿施工順序應(yīng)按分序加密的原則。多排孔注漿時(shí),在排序上應(yīng)遵循先邊排后中排,先外圍孔后內(nèi)部孔注漿的原則;同一排上的注漿孔,應(yīng)采用間隔跳躍式注漿順序,注漿材料為水泥漿。水泥采用42.5R普硅水泥,水灰比為0.75~1,摻適量減水劑。

        3.2 鐵路線路加固

        為確保既有鐵路的營運(yùn)絕對安全,盾構(gòu)隧道施工進(jìn)入鐵路區(qū)段前應(yīng)先對既有鐵路線進(jìn)行架空保護(hù),站內(nèi)共有26股道需要加固防護(hù),同時(shí)針對不同股道的重要性采取不同的加固防護(hù)措施。

        3.2.1 人工挖孔樁施工

        共施作4根20 m和24根11 m的直徑1 600 mm的人工挖孔樁。Φ1 600 mm人工挖孔灌注樁支墩,樁基全部為端承樁,樁端嵌入影響線下不少于1 m。在進(jìn)行挖孔樁和支墩施工時(shí)要注意保持附近信號機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定,并做好局部防護(hù)工作,道岔架空區(qū)段要做好軌道部分的防磨與絕緣工作(圖3)。

        圖3 人工挖孔樁布置斷面

        3.2.2 扣軌加固

        對于正線及影響范圍內(nèi)的站線采用人工挖孔樁與D型便梁對線路進(jìn)行架空保護(hù),正線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四條線與正線兩側(cè)5、6、7、9、11五條線共9股道的扣軌加固主跨采用D24型施工便梁,附跨采用D16型施工便梁;其余線路采用鋼軌束扣軌的加固方法。在道岔位置上的混凝土枕需抽換成木枕。D型梁加固及道岔區(qū)的縱橫梁加固采用挖孔樁支撐。測定軌溫,如加固時(shí)的軌溫與無縫線路鎖定軌溫不符時(shí),先對無縫線路進(jìn)行應(yīng)力放散,待加固拆除后又重新按鎖定軌溫放散回來(圖4、圖5)。

        圖4 扣軌加固平面

        圖5 扣軌加固剖面

        3.3 電氣化立柱加固

        廣深線屬準(zhǔn)高速鐵路,電氣化立柱基礎(chǔ)沉降量不得超過2 cm,一旦盾構(gòu)通過造成泥水流失,會影響到電氣化立柱的安全,因而需要對電氣化立柱基礎(chǔ)進(jìn)行加固。擬采用高壓旋噴樁加固電氣化立柱基礎(chǔ)周邊的土層。一共有12根電氣化立柱位于影響范圍內(nèi),每根立柱基礎(chǔ)周邊打入一圈高壓旋噴樁,旋噴樁傾斜5°,每根設(shè)置32根,雙重管,樁端進(jìn)入全風(fēng)化層不小于1.0 m,平均深度約12 m,一共打4 608 m。由此能夠有效加固電氣化立柱基礎(chǔ)周邊的土體,防止泥水流失造成電氣化立柱傾斜,同時(shí)加強(qiáng)對立柱的監(jiān)測(圖6、圖7)。

        圖6 電氣化立柱加固平面

        4 結(jié)束語

        城市地鐵建設(shè)步伐不斷加快,地鐵盾構(gòu)隧道不可避免地需要穿越既有建筑物。盾構(gòu)施工勢必引起上部建筑的變形,如何有效控制地鐵施工對上部建筑變形的影響成為了地鐵建設(shè)過程中無法忽視的一大問題。特別是當(dāng)?shù)罔F隧道下穿鐵路站場時(shí),更需嚴(yán)格控制這一變形,避免引起鐵路軌道及其附屬設(shè)施發(fā)生較大變形,而危及行車安全。本文結(jié)合工程實(shí)例,探討了地鐵隧道下穿既有鐵路站場的地基加固技術(shù),形成了一套有效而全面的加固方案,以期為其他工程提供參考。

        圖7 電氣化立柱加固立面

        [1] 曲強(qiáng),于鶴然.盾構(gòu)隧道下穿城鐵地面線施工風(fēng)險(xiǎn)分析及對策研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2013(6):88-91.

        [2] 張榮建.盾構(gòu)穿越既有鐵路站場施工技術(shù)研究[J]. 科學(xué)之友,2011(11):99-100.

        [3] 賀斯進(jìn),藺云宏.地鐵盾構(gòu)區(qū)間穿越鐵路站場設(shè)計(jì)與施工分析[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2012,49(3):166-170.

        [4] 朱斌. 盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路站場地基加固探討[J].四川水泥,2015(4):215.

        [5] 彭智勇. 盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路站場地基加固研究[D].北京: 北京交通大學(xué),2008.

        [6] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). TB 10001-2005鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京:中國鐵道出版社,2005.

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