地鐵盾構(gòu)下穿高速鐵路高架線變形分析及風(fēng)險(xiǎn)控制探索

王道鋼

蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司 江蘇 蘇州 215004

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，城市建設(shè)不斷拓展，城市與區(qū)域間的聯(lián)系逐漸緊密，人們對(duì)于安全且快捷的高速交通具有較強(qiáng)的依賴性，近幾年我國(guó)投入了較多的人力和財(cái)力，進(jìn)一步發(fā)展高速鐵路事業(yè)。在具體的鐵路施工中，盾構(gòu)法能夠有效降低周圍環(huán)境的影響因素，并且施工較為安全、進(jìn)程較快，是當(dāng)前地鐵建設(shè)中的重要方法之一。

一、盾構(gòu)法施工引起土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的機(jī)理

盾構(gòu)機(jī)能夠支撐地層壓力，并且在地層中有效推動(dòng)活動(dòng)鋼筒結(jié)構(gòu)，通過盾構(gòu)法施工能夠以盾構(gòu)機(jī)施工機(jī)械進(jìn)行施工，通過暗挖隧道施工能夠降低對(duì)于周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響，并且施工快速具有較強(qiáng)的自動(dòng)化程度也被廣泛應(yīng)用于隧道施工過程中。

盾構(gòu)法掘進(jìn)設(shè)備能夠根據(jù)隧道軸線進(jìn)行開挖，并且及時(shí)的排出渣土。結(jié)合壓力確保地下水和開挖面的壓力后，結(jié)合千斤頂?shù)耐屏Γ粩嗟南蚯巴七M(jìn)，將拼裝機(jī)的預(yù)制管片拼裝，從而在隧道內(nèi)形成內(nèi)襯。

盾構(gòu)下穿高速鐵路高架線監(jiān)測(cè)過程中，主要是分析橋梁結(jié)構(gòu)與軌道結(jié)構(gòu)、軌道幾何形體、隔離結(jié)構(gòu)、接觸網(wǎng)桿等多方面進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容可以結(jié)合以下表格內(nèi)容：

二、盾構(gòu)穿越高速鐵路高架線主要風(fēng)險(xiǎn)

由于高速鐵路自身的沉降變形較大，會(huì)超過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重影響著整個(gè)高速鐵路的安全。分析盾構(gòu)隧道與橋梁結(jié)構(gòu)間的位置關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這部分對(duì)于高速鐵路變形影響十分明顯。所以必須要確保開挖位置能夠處于樁基側(cè)面與樁基底部，根據(jù)樁基的受力原理，開挖面對(duì)于有著極為重要的穩(wěn)定性影響。（具體資料見表2）（hi為截面的有效高度）

表2 盾構(gòu)法隧道對(duì)周邊產(chǎn)生的影響

三、盾構(gòu)下穿高速鐵路高架線的風(fēng)險(xiǎn)控制

（一）盾構(gòu)穿越高速鐵路高架線工程主要風(fēng)險(xiǎn)與影響因素

分析盾構(gòu)施工穿高架橋的特點(diǎn)以及鐵路的運(yùn)營(yíng)要求發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前盾構(gòu)穿越高速鐵路高架橋主要有以下幾種風(fēng)險(xiǎn)：1.由于鐵路的沉降變形較大，可能會(huì)超出設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重影響著鐵路運(yùn)營(yíng)安全。2.鐵路橋梁結(jié)構(gòu)安全，但是軌道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，已經(jīng)明顯超出運(yùn)營(yíng)的相關(guān)要求，存在極大的安全隱患。3.地面有較大的沉降，嚴(yán)重影響著周圍環(huán)境。4.由于地鐵在運(yùn)行過程中對(duì)于高架線有著一定的影響，例如新建的隧道在建成運(yùn)營(yíng)之后可能會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響。

根據(jù)盾構(gòu)施工穿高速鐵路高架橋結(jié)構(gòu)分析，穿越工程存在以下幾種風(fēng)險(xiǎn)：1.既有結(jié)構(gòu)條件，主要包括軌道結(jié)構(gòu)以及橋梁結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)等等，根據(jù)自身的條件，對(duì)于穿越工程產(chǎn)生不同的影響。2.在施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)樁基沉降，從而產(chǎn)生橋梁變形，導(dǎo)致軌道不平衡，由于列車在高速運(yùn)行中嚴(yán)格要求軌道的平穩(wěn)性。基于此類背景下深入探索盾構(gòu)隧道下高速鐵路高架橋產(chǎn)生的影響，并且有效的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，提出科學(xué)合理的施工方案，才能夠確保列車安全運(yùn)營(yíng)。

（二）施工控制

施工過程中存在各式各樣的風(fēng)險(xiǎn)問題，為了有效抑制施工環(huán)境會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)生的影響，有效控制。在施工過程中必須要加強(qiáng)控制，有助于減少影響，例如可以采用主動(dòng)控制或者是被動(dòng)控制方法。主動(dòng)控制主要是調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化施工手段，而被動(dòng)控制則是保護(hù)受影響對(duì)象，有效隔離風(fēng)險(xiǎn)的傳播途徑。例如在盾構(gòu)近距離橋梁樁基處穿過時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇掌子面穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越，并且能夠快速填充的盾構(gòu)機(jī)構(gòu)，通過采用先進(jìn)機(jī)型，有助于控制對(duì)于高架橋梁產(chǎn)生的影響。

（三）監(jiān)測(cè)防護(hù)措施

高速鐵路不僅要滿足占地面積少、高速、高平順性等眾多要求，也應(yīng)當(dāng)采用高架限行線路。對(duì)于施工過程中較大的影響因素，必須要結(jié)合軌道進(jìn)行專項(xiàng)防治，對(duì)軌道進(jìn)行防護(hù)的重要原則是確保范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)用鋼扣件調(diào)整能力，有效調(diào)整軌道，進(jìn)一步保障地鐵安全運(yùn)營(yíng)。例如：在施工之前必須要結(jié)合工程的具體情況做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別以及施工準(zhǔn)備工作，在施工過程中科學(xué)合理的予以控制，有效進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控。在施工之后加強(qiáng)善后工作，能夠?qū)摬氐娘L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行跟蹤和排查，切實(shí)做好工程風(fēng)險(xiǎn)控制，能夠確保高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)，進(jìn)一步保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

結(jié)束語(yǔ)

在盾構(gòu)下施工過程中必須要全方位的檢查，區(qū)域范圍內(nèi)的軌道結(jié)構(gòu)，及時(shí)采用有效的監(jiān)測(cè)以及防護(hù)措施，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控與管理，能夠?qū)赡馨l(fā)生的事故進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，促使各方及時(shí)作出應(yīng)對(duì)，有效避免事故產(chǎn)生，進(jìn)一步保障高速鐵路施工運(yùn)營(yíng)安全。