冯波（中铁城市投资发展集团有限公司，成都610031)

砂卵石地层盾构穿越铁路施工技术

冯波
（中铁城市投资发展集团有限公司，成都610031)

成都地铁7号线八里小区站～东区医院站区间在穿越成都煤件厂煤铁路专线施工过程中，根据现场情况的变化，不断地对施工技术方案进行优化，合理组织施工，有效地控制铁路专线的位移、沉降等质量问题，满足设计及施工规范要求。为盾构穿越铁路，提供宝贵的经验，对同类条件下的施工提供了参考和借鉴。

地铁盾构；下穿铁路；注浆加固；监测；控制

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.163

1 引言

随着城市地铁建设的快速发展，地铁穿越各式城市建构筑物的情况屡见不鲜，作为城市之间交通铁路线路四通八达，然而如何解决地铁线路正下穿铁路运营线路是困扰着地铁施工的一大难题。在绝大多数的情况下，采取在线路规划许可阶段调整线路走向避让铁路。

2 工程概述

2.1 概况

成都地铁7号线东区医院站—八里小区站区间里程Y(Z) DK3+954.200—Y(Z)DK5+127.280，线路沿八里庄路，穿越青龙场立交桥，在府青路站到达。左线全长1174.982 m，右线全长1171.529 m，最大设计坡度29.437‰。在Y（Z）DK5+761.938里程设1个联络通道兼泵房。

成都煤件厂煤专线从青龙场立交桥下穿过，专用线和桥下公路相交处设置一宽为25m的平交道口，既有平交道口线路中心里程为K0+350，桥下平时车流、人流量较大。该处专用线平时行车密度较小，一般每天1～2趟，专用线平时行车速度较慢，一般在40km/h以下。

2.2 工程地质

地下水无承压水存在，主要为赋存于黏土层之上的上层滞水、第四系孔隙水和基岩裂隙水，工程周边范围无较大地表径流存在。水位高度在地表以下7～10m。隧道上方覆土主要为：人工杂填土、黏土、中密卵石土、局部含有透镜状中砂层；隧道断面范围主要有：透镜状中砂层、强风化泥岩、中风化泥岩；下卧层主要为：中风化泥岩。

3 穿越铁路技术

3.1 地面加固

1）盾构穿越施工前，针对盾构影响范围内地层进行地面注浆加固，用于控制盾构穿越施工引起地面沉降。

2）地层为密实砂卵石地层，地层内空隙小，为保障浆液能较好渗透进入地层，采用的注浆材料为超细水泥。

3）注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。正常注浆压力为0.5～2MPa。注浆压力控制在2.0MPa以内，并由下而上逐渐减小，视具体情况分别采用或作适当调整。平面注浆次序，每次都跳开一个孔进行注浆，以防止发生窜浆现象。

间歇注浆：全孔段注浆完成后，间歇一段时间再进行第二次注浆，间歇时间控制在10～30min之内。

终灌标准：（1）每孔至少进行两轮注浆；（2）注浆孔内平均每延米累计注浆量不小于0.75m3；（3）当注浆压力≥2MPa，吸浆量＜2.5L/min，稳定时间≥10 min。

3.2 D型托换的基本原理

对于铁路轨道，在轨道下方采用“板凳”（钢横梁）将其托起。“板凳”由横梁、纵梁和托换桩基组成。

托换桩采用C20人工挖孔桩，挖孔桩尺寸为4根2m× 1.6m和2根3m×2.5m，桩顶搭设纵梁。

3.2.1 成桩工艺

由于D型梁桩基靠近运营铁路线路，采用旋挖钻孔、冲击钻孔对地层扰动太大，结合成都地区的施工经验，选择人工挖孔桩成桩。

鉴于成都地层的特殊性，局部存在透镜体砂层，且砂卵石下方为强风化泥岩，水位无法直接降至泥岩下，因此易发生流水流沙现象。在施工过程中采取高压旋喷注浆加固人工挖孔周边的流砂层，具体是先对桩底用混凝土封底，再对人工挖孔桩护壁周边钻孔，深入到泥岩层中1m，孔径148mm，间距约0.4m，对每一个孔进行高压旋喷注浆，注浆压力约20MPa，每孔注浆量约1m3。同 时利用群井效应，减少各个孔位的水流量。在开挖过程中将开挖进尺缩短（约20～30cm），用长约1.5m的钢筋（φ20mm）沿着护壁周边插入流沙层中，钢筋间距7～10cm，在钢筋两侧编制稻草堵砂，每开挖20cm，立即绑上箍筋，安装模板浇筑速凝混凝土。通过多次循环作业，最终将人工挖孔开挖完成。桩身混凝土采用水下混凝土灌注。

桩顶标高控制。桩身混凝土灌注至桩顶时必须控制好承台顶面标高，并且整平承台顶面，标高及中线误差≤±10mm。桩顶标高由以下计算式确定：承台顶面标高=既有线钢轨顶面标高-钢轨高度-横梁顶面距纵梁底面的距离。

3.2.2 抽换轨枕

清点封锁施工2h，将主梁运到工地，用滑车横移主梁到枕木垛上，横移使主梁就位。

按计划位置，先将一片主梁就位，安装好下牛腿。另一片主梁垫高出枕木0.35m以上，以便抽换枕木。

扒除道床，单根抽换枕木，安装横梁的位置应与枕木位置大体一致，抽换枕木应按工务规则要求“六抽一”。由主梁两端向中心排列抽换，抽一根枕木，塞一根横梁，钢轨下垫适当的绝缘胶板，防止轨道电路短路，影响信号和行车，塞入横梁时，要对准梁肋，安装下牛腿和夹板，垫好胶垫。

3.2.3 安装纵梁，联结扣件

将横梁两端头及以外的道渣清除，分别将纵梁安装，并安装连接板及牛腿，此时钢轨扣件可以临时松开，待纵梁与横梁连接完毕后再固定钢轨扣件。安装斜杆及所有联结系统、挡渣件等。

3.3 隧道掘进控制措施

3.3.1 设备维修保养

在盾构距离铁路专线约100m时停机，对设备进行维修保养，确保施工时顺利通过铁路地段。维修保养的项目主要有：检查主驱动系统、人仓系统、推进剂铰接系统、油脂系统、泡沫系统、盾尾密封情况、拼装机、螺旋机、清洗注浆及膨润土管路、空气系统、液压系统、水系统等。对全部控制线路检查并紧固连接端子，全面清理保养皮带机，通过检查更换有隐患的部件，确保设备的可靠运行。除此之外还要做好电瓶车、龙门吊、砂浆拌合站等全部配套设备的维修保养工作。

3.3.2 设立试验段

在距离铁路100m处设立试验段，通过试验取得相关掘进参数，保证盾构穿越铁路期间铁路的运营安全。

3.3.3 隧道穿越施工过程中采取的措施

（1）合理设置土压力，土仓压力控制在0.6～0.8MPa，并保证出土量控制在56m3以内。（2）降低推进速度，严格控制推进方向，偏差最大不能超过正负20mm，尽量避免纠偏，特别是大量值纠偏。推进速度控制在10～20mm/min。（3）刀盘转速为0.5转/min。（4）注浆:推进过程中合理控制注浆压力，以保障盾构穿越地层注浆密实；盾构推进过后进行二次注浆，二次注浆压力为0.35～0.5 MPa。（5）控制好盾构姿态，确保盾尾间隙均匀，加大盾尾油脂压注量来防止浆液通过盾尾流失，实际盾尾油脂量比正常推进每环多20kg。

4 结语

成都地铁7号线八里小区站—东区医院站区间在穿越成都煤件厂煤铁路专线施工过程中，根据现场情况的变化，不断地对施工技术方案进行优化，合理组织施工，有效地控制铁路专线的位移、沉降等质量问题，满足设计及施工规范要求。为盾构穿越铁路，提供宝贵的经验，对同类条件下的施工提供了参考和借鉴。

【1】刘英城.盾构机穿越高速铁路的施工[J].隧道建设,2006(S2):12-13.

【2】肖广良.盾构在软土地层穿越既有铁路施工技术[J].隧道建设, 2008(3):15-16.

Sandy Pebble Formation of Shield Technology in Railway Construction

FENG Bo
(Chinarail way City Development and Investment Group Co.Ltd.,Chengdu 610031,China)

From Bali station to east area hospital station of Chengdu metro line No. 7 crossing the Chengdu coal factory specified line, withcontinuous construction of urban subway and the continuous improvement of the subway network, the construction environment has becomeincreasingly complex, performance in line of new and old cross the cross between the lines, a new planning more and more, the construction ofcrossing the roads,bridges, buildings,and other kinds of structures of all kinds of pipeline is also in creasing.

subway shield;wear under railway;grouting reinforcement;monitoring;control

U455.43

A

1007-9467（2016）12-0150-02

2016-11-03

冯波（1979～），男，云南大理人，工程师，从事地铁设计研究。