盾構下穿火車站場段施工控制技術研究

孫淑蘭

摘 要：本文以盾構區間下穿火車站戰場股道工程案例為研究背景，針對場區地質條件、環境風險源進行分析，總結國內目前普遍采用的鐵路線路沉降控制標準，并根據工程特點提出本工程控制值，并通過數值分析計算驗證盾構區間下穿火車站股道特點，提出施工部署，重點對試驗段掘進、二次注漿、扣軌施工提出技術措施，最后總結沉降監測數據驗證施工的可行性，為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：盾構;下穿;火車站;扣軌

1 下穿施工工程

隨著城市交通互通理念發展，地鐵與鐵路樞紐銜接工程越來越多，而出現了區間下穿既有鐵路站場、鐵路線的情況，對于路基變形敏感的鐵路線而言，如何有效控制路基變形，是影響下穿工程施工進度、成本的關鍵。本文以某工程案例為研究背景，深入討論盾構下穿火車站場段施工控制技術。

2 風險源及變形控制標準

2.1 相關控制標準

根據相關工程案例，既有鐵路控制指標主要包括路基沉降、位移平均速率、位移最大速率、軌道幾何尺寸容許偏差及軌道坡度允許控制值。

（1）普速鐵路。根據《鐵路軌道工程施工質量驗收標準》（TB10413-2018）、《鐵路路基設計規范》（TB10001-2016）、《普速鐵路線路修理規則》相關要求，結合既有設計施工經驗，采用經常保養（舒適度Ⅱ級）進行控制，控制指標見表1。

（2）高速鐵路。根據《高速鐵路有砟軌道線路維修規則》（試行）等相關要求，結合既有設計施工經驗，采用經常保養（舒適度Ⅱ級）進行控制，控制指標見表2。

（3）控制值確定。參考以往工程經驗，本穿越區間控制值為：對于高架候車廳樁基先行隧道施工過程中相關控制值按最終控制值的70%進行控制;對于火車站主站房先行隧道施工過程中相關控制值按最終控制值的70%進行控制;對于過線天橋、旅客出站地道先行隧道施工過程中相關控制值按最終控制值的60%進行控制，站場股道先行隧道施工過程中相關控制值按最終控制值的70%進行控制;接觸網線桿先行隧道施工過程中相關控制值按最終控制值的60%進行控制。

3 施工總體部署

3.1 設置試驗段

在推進試驗段內，盾構按過鐵路節點相關設計參數及措施進行盾構推進模擬，監測單位在該階段介入并加強監測，采用信息化手段指導，根據監測數據，調整優化相關盾構推進參數指標，指導后續盾構下穿既有線工程施工。

3.2 鐵路路基的沉降或隆起的控制

①在下穿前，對該段落鐵路采用“3-7-3”扣軌方式進行加固。

②鐵路公務部門利用維修天窗點上道對道床及軌道幾何形態、尺寸進行檢測，并根據檢測結果及時整修。

③通過穿越軌道前100 m試驗段，確定合理的土壓力設定值、排土率及掘進速度等。

④加強同步注漿及二次注漿管理。

⑤根據監測情況，適時啟用深層注漿。

⑥對施工監控測量數據，應及時、認真地進行分析、處理，并需書面通知有關各方。

3.3 盾構下穿影響范圍及限速范圍、限速時間

限速范圍：火車站站場段，盾構施工過程中限速 45 km/h。

4 主要保護措施

4.1 洞內管片背后二次加強注漿

盾構穿越地段，進行二次注漿（采用16孔特殊管片，每片管片有1個吊裝孔兼注漿孔及2個注漿孔），以減少后期沉降。

4.1.1 注漿材料配合比

加固區域的地質條件中以礫砂為主，按設計要求以采用AC漿液（水泥+水玻璃+填加劑）為主，輔以溶液型AB漿;當加固土體區域有明流水時則通過調整填加劑縮短漿液凝固時間達到注漿區域內瀝干和擠出水分。

4.2 “3-7-3”扣軌加固施工方法

在扣軌加固前將所使用的材料存放于不影響行車的位置，扣軌施工設置安全防護和駐站員等密切與鐵路運輸管理部門對接，確保行車及施工安全。

穿越火車站站場鐵路正線、到發線路基段采用“3-7-3”扣軌方式進行加固，縱剖面圖見圖1，加固范圍為盾構中線兩側各25 m的鐵路。

為確保穿越鐵路施工過程中能夠及時調整道床軌道高程及幾何形態，以滿足鐵路運行線路標準，并且加大鐵路運行安全儲備，采用限速運行45 km/h條件下，工務部門利用維修天窗點上道對道床及軌道幾何形態、尺寸等進行檢測，并根據檢測結果及監測數據對線路進行抬道補砟整修。當實時監測數據達到報警值時，應及時對線路采取抬道補砟整修的措施。

4.3 樁基預埋注漿管

為防止樁基沉降導致候車廳結構開裂破壞，在盾構通過前，在區間下穿影響范圍內的候車廳樁基承臺周圍預埋可多次注漿的注漿管。注漿管采用直徑52 mm的袖閥管。

盾構穿越高架候車廳時根據監控量測的結果，當樁基變形達到報警值的50%時，立即對樁基承臺底部一定范圍內土體進行跟蹤注漿。注漿范圍可根據監測情況適當調整。

5 總結

通過設置自動化監測設備對盾構下穿期間場站路基地表沉降測點進行監測，至盾構穿越后測點差異沉降量均處于黃色預警范圍以內，路基差異沉降量滿足規范及預警值要求。監測數據驗證本工程采用的施工技術達到預期效果，盾構下穿火車站未引起明顯影響，相關技術可行。

參考文獻：

[1]劉建國，徐添華，宋程鵬.濱海軟土層新建地鐵盾構隧道近距離上跨既有地鐵隧道修建技術[J].現代隧道技術，2019，56（4）：160-167.

[2]國家鐵路局.TB10413-2018鐵路軌道工程施工質量驗收標準[S].2018.