鄧飛

（中鐵三局集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001）

1 工程概況

在本文中所有介紹的工程案例是某城市軌道交通7號(hào)線的地鐵盾構(gòu)隧道工程，該盾構(gòu)隧道在施工期間形成上下重疊的方式，會(huì)下穿原有的火車站站場，下穿位置是火車站站場的咽喉部位，在左線隧道和右線隧道方面都需要穿越原有的鐵路路基等，穿越長度在200 m左右。在穿越的過程中要穿越26股軌道隧道，鐵路交角為80°。在隧道左線和右線都采取盾構(gòu)施工方法，內(nèi)徑為5.4 m，外徑為6.0 m，盾構(gòu)的左線隧道和右線隧道穿越共有2個(gè)影響時(shí)間段，2個(gè)時(shí)間段相隔大約在4個(gè)月[1]。

2 盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路路基的加固措施

2.1 合理計(jì)算混凝土配合比

在鐵路路基加固工程建設(shè)實(shí)踐當(dāng)中，混凝土結(jié)構(gòu)斷面一般都較大，使得具體施工過程中存在配比難、原材料消耗量大、施工工程量大等特征。在準(zhǔn)備工作完成后，施工單位應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際合理篩選建筑材料，如沙子、各種規(guī)格集料、水泥等，不僅要滿足建筑施工需求，還應(yīng)符合建筑質(zhì)量要求?；炷磷鳛槎軜?gòu)隧道下穿既有鐵路路基混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料，由于各種建筑材料成分不同，在混合操作中，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)，因此，科學(xué)配比非常關(guān)鍵[2]。

在開展建筑混凝土工程施工中，最能影響工程質(zhì)量的當(dāng)屬混凝土強(qiáng)度，而要保障混凝土強(qiáng)度就需在工程施工之前，進(jìn)行一系列試驗(yàn)操作，結(jié)合工程質(zhì)量要求確定適宜的混凝土強(qiáng)度配比?；炷僚浔仍O(shè)計(jì)不僅要保障其強(qiáng)度，還要充分考慮到散熱能力情況，要與施工標(biāo)準(zhǔn)相符，從而有效杜絕施工中出現(xiàn)水熱化問題或裂縫問題，導(dǎo)致建筑整體質(zhì)量下降[3]。

考慮到混凝土配合比對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的巨大影響，因此，可通過合理計(jì)算混凝土配合比，提升其強(qiáng)度等級(jí)，達(dá)到加固目的。設(shè)混凝土加固配合比為：

式（1）中：W、B分別為水量與水泥量；αa、αb均為回歸系數(shù)；fb為水泥實(shí)測(cè)強(qiáng)度值；fck為目標(biāo)混凝土強(qiáng)度等級(jí)值[4]。

結(jié)合建筑工程中混凝土加固施工技術(shù)要求進(jìn)行混凝土原料調(diào)配，同時(shí)做好混凝土加固施工試拌、試鋪階段的混凝土調(diào)配，具體操作應(yīng)按表1中泥漿參數(shù)進(jìn)行[5]。

2.2 從根本上做好路基加固處理

在針對(duì)該工程進(jìn)行路基加固的過程中，從根本上做好路基的加固設(shè)計(jì)和施工工作是其中的關(guān)鍵所在。在路基加固過程中要著重做好地質(zhì)資料的調(diào)研和分析工作，因?yàn)樗淼郎蠈佑斜容^厚的沙礫層，厚度在2～6 m，在這樣的情況下，為了確保路基能夠得到相對(duì)應(yīng)的加固處理，防范盾構(gòu)施工的過程中利用路徑鐵路路基的時(shí)候有不同程度的不均勻地層，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)工的刀盤受力不會(huì)均勻或者出現(xiàn)比較明顯的路基地泥水土流失等相關(guān)問題，要留下相對(duì)應(yīng)的孔洞，在這樣的情況下會(huì)使得線路在后期可能出現(xiàn)不同程度的沉降。因此在盾構(gòu)路徑方面要在鐵路路基上方有效加固沙礫層，對(duì)其進(jìn)行預(yù)注漿加固處理，同時(shí)對(duì)其間距要有效控制，控制在1.5 m左右。在布置的過程中要呈現(xiàn)出梅花形，同時(shí)在鉆孔方面也要有效加強(qiáng)，有針對(duì)性地結(jié)合現(xiàn)場路線的具體情況和鐵路的相關(guān)設(shè)備而進(jìn)行調(diào)整。要采取跟蹤注漿的方式來針對(duì)其他土層進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的注漿處理[6]，如果在具體的檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)地層出現(xiàn)不同程度的變形，在這樣的情況下要及時(shí)有效地進(jìn)行地層的補(bǔ)助漿，以此有效防范可能出現(xiàn)的地層沉降等相關(guān)問題對(duì)鐵路的行車安全造成負(fù)面影響。在具體的操作過程中，針對(duì)注漿鉆孔工作來說，要確保地下管線的位置能夠得到有效明確，在鉆孔的位置可以結(jié)合管線的位置來作出針對(duì)性的調(diào)整。同時(shí)也要充分做好注漿試驗(yàn)工作，有效匹配相對(duì)應(yīng)的注漿液，同時(shí)對(duì)于注漿壓力要有效控制，使其參數(shù)保持在適宜的范圍之內(nèi)，然后結(jié)合具體情況對(duì)于注漿的具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)在鐵路的線上進(jìn)行注漿也要控制好壓力，以此有效防范地面出現(xiàn)起拱或者冒漿等問題，相關(guān)施工單位要從實(shí)際情況出發(fā)做好調(diào)研分析工作，要與鐵路設(shè)備管理部門實(shí)現(xiàn)技術(shù)交底和融合溝通，制定出更切實(shí)可行的施工方案，然后鐵路管理部門對(duì)其進(jìn)行審核之后有效實(shí)施，為路基的加固處理提供必要保障[7]。

2.3 注重做好線路的加固處理

針對(duì)盾構(gòu)隧道施工而言，要想確保下穿鐵路的路基能夠得到加固處理，在線路的加固方面也要有效加強(qiáng)，為了充分保證既有鐵路在運(yùn)營方面更加安全可靠，在盾構(gòu)隧道施工的過程中進(jìn)入到鐵路區(qū)段之前要架空保護(hù)原有的鐵路線，對(duì)于相關(guān)線路都要進(jìn)行切實(shí)的防護(hù)處理，要采用不同的防護(hù)措施進(jìn)行有效加固，針對(duì)正線和影響范圍內(nèi)的站線來說，可以通過人工挖孔樁的形式進(jìn)行架空保護(hù)，使周邊的線路可以保持在安穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)[8]，對(duì)于其他線路可以有針對(duì)性地采取鋼軌數(shù)扣軌的模式，在道岔位置的混凝土要有效應(yīng)用木枕進(jìn)行加固，在道岔區(qū)的縱橫梁部位要應(yīng)用挖孔樁進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加固支撐。

2.4 充分做好立柱基礎(chǔ)的加固處理

在具體的施工過程中，對(duì)于立柱基礎(chǔ)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加固設(shè)計(jì)和處理也是十分關(guān)鍵的內(nèi)容，要充分結(jié)合《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》和《電氣化鐵路有關(guān)人員電氣安全規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定，確保電氣化的立柱沉降量控制在2 m左右，以此有效防范盾構(gòu)施工過程中導(dǎo)致泥土流失等問題，損害電氣化立柱的安全。要加固立柱基礎(chǔ)，在加固的過程中，可以通過高壓旋噴樁模式對(duì)于立柱基礎(chǔ)周邊的土體進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的架構(gòu)處理，同時(shí)防范雨水流失等相關(guān)問題，使得立柱出現(xiàn)傾斜等問題。要嚴(yán)格細(xì)致地檢測(cè)立柱的具體指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，嚴(yán)格做好相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)和加固處理，充分防范可能出現(xiàn)的周邊土體裂洞或者松動(dòng)等問題，以此確保立柱的穩(wěn)固性得到有效增強(qiáng)。

2.5 充分做好線路設(shè)備的監(jiān)測(cè)和加固施工

為了充分確保該線路運(yùn)營更加安全，施工更可靠，在施工過程中要著重做好鐵路范圍內(nèi)相關(guān)設(shè)施的監(jiān)測(cè)和持續(xù)跟蹤工作。要著重做好全方位的實(shí)施監(jiān)測(cè)工作，結(jié)合相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于相關(guān)施工參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和控制，如果發(fā)現(xiàn)不同程度的異常因素，要在第一時(shí)間進(jìn)行有效處理，以此為信息化施工和加固提供必要支持。在監(jiān)測(cè)的過程中要著重針對(duì)地鐵盾構(gòu)外線范圍內(nèi)的隧道埋深等各類情況進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，確立系統(tǒng)完善的監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)于軌道面和路基沉降要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，對(duì)于每一條軌道都要設(shè)立相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，例如，針對(duì)26條軌道來說，在每一條軌道上面都要布置5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以此起到系統(tǒng)完善的監(jiān)測(cè)作用，同時(shí)也要著重針對(duì)信號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)折機(jī)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，對(duì)于基礎(chǔ)網(wǎng)的基礎(chǔ)沉降也要充分做好監(jiān)測(cè)工作[9]，在電氣化力度方面要設(shè)置一個(gè)沉降過渡點(diǎn)，以此起到系統(tǒng)完善的監(jiān)測(cè)作用。同時(shí)對(duì)于軌道的幾何尺寸也要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，體現(xiàn)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)效性，對(duì)于頻率等一系列指標(biāo)要有效監(jiān)測(cè)，結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況而進(jìn)行針對(duì)性施工。結(jié)合不同施工階段的具體情況充分考慮到掘進(jìn)面的距離，如果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有比較大的變化或者出現(xiàn)異常情況，要針對(duì)監(jiān)測(cè)的頻率進(jìn)行及時(shí)有效的加大。對(duì)于具體的檢測(cè)周期，針對(duì)盾構(gòu)機(jī)來說，進(jìn)入到鐵路圍墻內(nèi)部，要充分結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況，針對(duì)監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行針對(duì)性的介紹，施工完畢之后，要確保監(jiān)測(cè)數(shù)值保持穩(wěn)定，完工之后可針對(duì)性地監(jiān)測(cè)數(shù)值的變化情況，使時(shí)間得到有效延長，確認(rèn)其驗(yàn)收合格之后再終止監(jiān)測(cè)，針對(duì)具體的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和控制值來說，也要進(jìn)行有效把關(guān)，確保各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得到相對(duì)的優(yōu)化處理。

2.6 充分做好注漿加固處理工作

針對(duì)該工程進(jìn)行路基加固處理的過程中，采取注漿加固處理措施是必要的措施，在對(duì)其進(jìn)行注漿加固的過程中，要結(jié)合管線的橫向柱間范圍，對(duì)盾構(gòu)的影響區(qū)域進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)，然后按照檢測(cè)結(jié)果對(duì)注漿的深度進(jìn)行有效控制，以此為基準(zhǔn)進(jìn)行精準(zhǔn)注漿施工。在具體的操作過程中，要在鐵路的軌道和接觸網(wǎng)桿等關(guān)鍵部位設(shè)立相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的布設(shè)，并且把初始值收集完畢之后才能有效進(jìn)行，在注漿的過程中要通過深孔注漿方式沿著軌道的方向。結(jié)合孔距的具體情況和實(shí)際的測(cè)量數(shù)值來充分明確具體距離，然后結(jié)合實(shí)際的加固要求，對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，同時(shí)針對(duì)縱向軌道來說，主要是在軌道的孔位方面進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加固，要確立軌枕，然后注漿，以此對(duì)于注漿初始理論值要有效設(shè)計(jì)，對(duì)于注漿的速度也要充分控制，使注漿壓力能夠維持在既定的范圍之內(nèi)。在注漿段的最大壓力情況下，注入率要在1 L/min，然后進(jìn)行灌注，結(jié)束注漿之后，要結(jié)合注漿的具體參數(shù)對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，然后結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和完善。在針對(duì)路基進(jìn)行注漿的過程中，要對(duì)于每一條鐵路的軌道都要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，在軌道的兩側(cè)或者中間部位都要設(shè)置相對(duì)的注漿孔，對(duì)于每注漿口來說都要布置2根注漿管，以此體現(xiàn)出應(yīng)有的加固處理效果。

2.7 有效構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的數(shù)值模型

在針對(duì)路基進(jìn)行加固處理的過程中，要充分利用信息化技術(shù)打造相對(duì)應(yīng)的信息化管理軟件，以此建立相對(duì)應(yīng)的路基有線模型，這樣可以更充分體現(xiàn)出盾構(gòu)隧道下沉過程中開挖過程的具體情況，針對(duì)鐵軌的變形和沉降等相關(guān)方面的問題，進(jìn)行精準(zhǔn)有效的計(jì)算和充分的明確，然后通過數(shù)字模型的有效分析和推進(jìn)，通過修正摩爾庫倫模型的形式，使數(shù)值模型得到更充分的應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可以結(jié)合實(shí)際情況選用線彈性模型，對(duì)于有線源計(jì)算而言，在力學(xué)方面要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，對(duì)于混凝土彈性模量來說，要得到充分的控制，利用有線源模擬對(duì)于周圍的土體進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的約束處理，并且在針對(duì)相關(guān)模型進(jìn)行計(jì)算之前，對(duì)于自重荷載進(jìn)行有效施加以此在模型中進(jìn)行充分的體現(xiàn)，利用有限元計(jì)算模式得出相對(duì)應(yīng)的數(shù)值，然后為下穿鐵路錄入及變形情況進(jìn)行充分的檢測(cè)，以此進(jìn)行精準(zhǔn)有效的加固處理，同時(shí)和沒有進(jìn)行加固處理的路基變形展開對(duì)比分析。針對(duì)路基最大沉降值來說，可以通過地形梁的形式和地面注漿進(jìn)行充分的結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行加固處理之后，也要在最大程度上減少路基的最大沉降值，在沒有進(jìn)行加固處理的時(shí)候，通常情況下路基的中間沉降量是最大的，呈現(xiàn)出U型槽的沉降模式，通過對(duì)其進(jìn)行加固處理之后，會(huì)在很大程度上減少路基的整體變形，并且通過相對(duì)應(yīng)的模型計(jì)算，可以看出呈現(xiàn)直線的情況，這樣可以更充分滿足路基的加固處理要求。對(duì)其進(jìn)行加固處理之后，上方的土體在很大程度上提升安全性穩(wěn)定性，整體的沉降都有比較明顯的減少，在這樣的情況下，通過注漿加固處理的方式使路基得到相對(duì)的加固，這樣可以確保列車安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

3 結(jié)論

總之，對(duì)盾構(gòu)隧道施工而言，往往要穿越既有的鐵路線路，在這樣的情況下需要對(duì)既有的鐵路線路進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加固處理，這是必要前提。只有充分做好相對(duì)應(yīng)的加固，落實(shí)各類加固處理措施，在注漿加固和支護(hù)加固等方面有序推進(jìn)，才能為既有鐵路安全性穩(wěn)定性的提升提供必要保障，與此同時(shí)也才能充分體現(xiàn)出整體路基的加固處理效果，為盾構(gòu)隧道安全穩(wěn)定的運(yùn)行和既有鐵路的充分維護(hù)和加固處理提供必要保障，有效防范在施工建設(shè)的過程中對(duì)原有鐵路造成破壞，使其性能受到嚴(yán)重影響。因此，在實(shí)踐的過程中要結(jié)合不同的地質(zhì)條件和施工要求，選擇更切實(shí)可行的路基加固措施，并且在實(shí)踐的過程中有序推進(jìn)，這樣才能為鐵路安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。