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        盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工技術(shù)研究

        2020-03-08 01:34:37陳理
        工程建設(shè)與設(shè)計 2020年10期
        關(guān)鍵詞:管片盾構(gòu)注漿

        陳理

        (中鐵二十三局集團(tuán)軌道交通工程有限公司,上海200000)

        1 引言

        盾構(gòu)隧道施工穿越鐵路施工技術(shù)具有風(fēng)險高、難度大等特點(diǎn)。在具體施工前需要先對路基進(jìn)行注漿加固。施工人員在施工中可以通過監(jiān)測調(diào)整掘進(jìn)速度、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài),從而有效保障施工的安全性,提高施工質(zhì)量,滿足施工進(jìn)度要求[1]。而為了確保鐵路的行車安全以及隧道施工的安全性,應(yīng)該對現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行有效的調(diào)查,并做好施工設(shè)計,認(rèn)真研究施工圖紙,從而使整個工程的施工變得更為安全,有效降低在工程施工過程當(dāng)中以及隧道行車過程中的安全風(fēng)險,全面提高施工質(zhì)量。

        2 工程概況

        2.1 下穿鐵路段的概況

        某鐵路專用線主要用于貨物運(yùn)輸,盾構(gòu)隧道下穿鐵路部分位于冶煉廠站場北端道岔岔首位置,道岔為P43 鋼軌9 號單開道岔,岔區(qū)前后軌道均為P43 鋼軌,線路軌距為1.435m,線路縱坡為2‰,鐵路基礎(chǔ)面寬度約12~13m。機(jī)車重量約138t、牽引重量約2 000t,每天往返列車至少16 趟。

        2.2 盾構(gòu)隧道段的實(shí)際情況

        由于地鐵施工將下穿大量的路面、建筑、橋梁和管線等建(構(gòu))筑物,又因?yàn)榈罔F與地下工程建設(shè)的特點(diǎn)和水文地質(zhì)等多方面不確定性因素的影響,地鐵與地下工程的建設(shè)不可避免地存在許多工程建設(shè)風(fēng)險。為減少對已有城市建筑物、構(gòu)筑物的干擾,保護(hù)已有建(構(gòu))筑物的安全,降低工程建設(shè)風(fēng)險是迫切需要解決的重要課題。本文重點(diǎn)研究地鐵盾構(gòu)區(qū)間下穿既有城市鐵路車站在施工期間可能導(dǎo)致的各種潛在風(fēng)險因素,對盾構(gòu)法隧道下穿既有城市鐵路施工風(fēng)險及地面沉降控制技術(shù)進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)類似工程的共同規(guī)律。

        3 盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)

        根據(jù)地質(zhì)、水文和埋深等因素判別,列車運(yùn)行通過時的動載對盾構(gòu)隧道施工安全有較大的影響。為保證行車安全及盾構(gòu)推進(jìn)正常施工,施工采取“先加固,后過軌”方案,施工分為2 個主要階段:第一階段:盾構(gòu)推進(jìn)前,采用軌束梁加固鐵路線路,對鐵路路基注漿加固;第二階段:盾構(gòu)推進(jìn)和監(jiān)控量測,盾構(gòu)施工堅(jiān)持“保頭護(hù)尾”的原則[2]。

        3.1 路基加固處理

        盾構(gòu)穿越鐵路前需對鐵路路基進(jìn)行預(yù)加固,地面預(yù)加固采用袖閥管注漿加固工藝。加固范圍為鐵路線路外垂直距離6m 及隧道外結(jié)構(gòu)邊垂直距離6m 組成的不規(guī)則矩形,加固深度為鐵路地基下12m,即成孔深度12m。

        3.2 線路加固處理

        在盾構(gòu)施工處理前,應(yīng)該確保軌道的部分位置使用P43 鋼軌材料,之后按順序進(jìn)行加固,而且要將原有的道岔進(jìn)行拆除,并將部分鋼軌也進(jìn)行安裝拆除。經(jīng)過檢查人員審核后,確保該軌道符合相關(guān)的列車放行條件,再開通線路。而根據(jù)相關(guān)規(guī)定,對于進(jìn)行加固處理的線路,要確保列車的通過速度不應(yīng)該超過45km/h[3]。而且當(dāng)列車通過之后,相關(guān)人員還應(yīng)對該區(qū)域加固部分的構(gòu)件進(jìn)行檢查,判斷其是否有發(fā)生松動的現(xiàn)象,這樣可以有效地保證鐵路線路的剛性,并確保其穩(wěn)定性,從而確保線路在具體的使用過程中不會出現(xiàn)變形問題,為行車安全提供保障。

        3.3 盾構(gòu)施工

        在盾構(gòu)施工之前對鐵路設(shè)施的周邊環(huán)境開展相關(guān)的調(diào)查工作,使用紅線來將隧道穿越地表面的中心線進(jìn)行標(biāo)識,監(jiān)測人員則應(yīng)在施工現(xiàn)場的周圍布置相關(guān)的監(jiān)測點(diǎn),在進(jìn)行穿越時,每天要定期進(jìn)行監(jiān)測,而且主要監(jiān)測鐵路路基的沉降情況,并檢查軌道的幾何尺寸。通過具體的檢測可以得到相關(guān)數(shù)據(jù),并有效地調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的相關(guān)參數(shù),使其姿態(tài)能夠得到矯正,使其按照原有的設(shè)計軸線進(jìn)行推進(jìn)。

        3.3.1 調(diào)整隧道管片

        鐵路線路可能會影響盾構(gòu)隧道起頂部的荷載壓力,所以在施工過程中,可以通過對管片的內(nèi)力和抗裂進(jìn)行檢測,從而適當(dāng)?shù)卦黾愉摻钆浣?,并將其注漿孔進(jìn)行增加。

        3.3.2 監(jiān)控量測

        盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工過程中對盾構(gòu)隧道兩側(cè)各30m 范圍內(nèi)地表進(jìn)行系統(tǒng)全面的監(jiān)控量測。監(jiān)控量測項(xiàng)目主要包括洞外地表沉降、周圍構(gòu)筑物、管線的變形位移和鐵路線路幾何尺寸,洞內(nèi)隧道結(jié)構(gòu)的豎向、水平位移和凈空收斂。將監(jiān)測點(diǎn)盡量安置在對沉降較為敏感的地方,當(dāng)出現(xiàn)沉降超標(biāo)現(xiàn)象時,可以對線路的幾何尺寸進(jìn)行及時的檢查,并采取相關(guān)的養(yǎng)護(hù)措施,而如果其所出現(xiàn)的問題無法進(jìn)行整改,則應(yīng)該向行車部門進(jìn)行匯報,然后再采取應(yīng)急措施。一般情況下,在施工過程中每天需要監(jiān)測2 次,如果出現(xiàn)異常則應(yīng)該增加監(jiān)測次數(shù),并對其進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,當(dāng)與線路相脫離后,那么應(yīng)該對路基的變形進(jìn)行監(jiān)測一直到數(shù)據(jù)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

        3.3.3 推進(jìn)速度

        需要對盾構(gòu)的正面變形進(jìn)行控制,并確保其勻速推進(jìn),減少整個施工過程對鐵路所帶來的影響,并選擇適宜的推進(jìn)速度。

        3.3.4 同步注漿

        在把管片安裝完成后,相關(guān)施工人員應(yīng)該進(jìn)行同步注漿,并對注漿壓力進(jìn)行控制,做好理論用量和實(shí)際用量的對比。

        3.3.5 二次注漿

        在二次筑漿的過程當(dāng)中,需要遵循相應(yīng)的原則,具體包括低壓、多孔、多次、少量以及均勻。

        3.3.6 管片拼裝

        將6 塊預(yù)制鋼筋管片拼裝完成后,寬度可以達(dá)到1.2m。在拼裝過程中,主要采用的是通縫拼裝的方式。在拼裝過程中應(yīng)對襯砌環(huán)面的平整度進(jìn)行嚴(yán)格控制。

        3.3.7 優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)

        在掘進(jìn)過程當(dāng)中,需要對千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度進(jìn)行調(diào)整,并且相應(yīng)調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)速和排土量,從而確保其推進(jìn)速度能夠符合出土速度。

        4 盾構(gòu)下穿鐵路施工過程中的注意事項(xiàng)

        盾構(gòu)下穿鐵路施工過程中的注意事項(xiàng)包括:

        1)施工前,應(yīng)該明確線路的曲線、半徑、縱向坡度、中線坐標(biāo)等相關(guān)的參數(shù),并做好對參數(shù)監(jiān)測,從而對其推進(jìn)速度、注漿量等參數(shù)進(jìn)行確定。

        2)在對盾構(gòu)推進(jìn)過程進(jìn)行質(zhì)量控制時,所采取的施工方法應(yīng)該是信息反饋。通過布置監(jiān)測點(diǎn),獲得在穿越過程當(dāng)中地面、鐵路等出現(xiàn)的沉降情況。

        3)盾構(gòu)操作人員、監(jiān)控人員以及養(yǎng)護(hù)人員之間應(yīng)該加強(qiáng)溝通和交流,從而有效地控制施工偏差,降低地層的損失率,有效地保證鐵路的運(yùn)輸安全。

        5 結(jié)語

        綜上所述,盾構(gòu)隧道施工穿越具有著風(fēng)險高、難度大等特點(diǎn)。因此,在具體施工前應(yīng)該先進(jìn)行線路加固、路基注漿加固,并通過對施工實(shí)際情況的監(jiān)測來對掘進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)整,從而確保施工安全,提升施工質(zhì)量。

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