黄土地区暗挖隧道下穿国铁线路的施工技术

作者:范慧峰
单位:中铁十六局集团地铁工程有限公司
摘要:随着时代的进步, 铁路建设呈跨越式发展, 其施工技术更是日益精进。通过分析我国2018年上半年多个城市新增地铁线路的运营概况, 具体探讨了暗挖隧道施工对既有铁路线路的影响与施工控制对策, 并围绕解放桥站~建设街站区间暗挖段 (黄土地区) 下穿铁路和轻轨施工情况展开具体论述, 以供类似项目参考, 保证既有铁路的安全运营。
关键词:黄土地区 暗挖隧道 下穿既有铁路 隧道施工
作者简介:范慧峰, 工程师, E-mail:376931215@qq.com;

 

1 暗挖隧道施工控制与防护

1.1 暗挖隧道施工控制

1) 隧道施工准备措施暗挖隧道下穿铁路线路施工难度大、要求高, 需提前做好相关调查、协商工作, 具体措施如下: (1) 对下穿段铁路路基进行结构调查、排查, 评估既有铁路的健康状态; (2) 应与铁路运输单位、铁路管养单位做好协调工作, 构建统一的协调管理与应急机制, 落实各项安全防护措施; (3) 编制完善的施工组织设计与施工方案、应急预案等, 并报相关主管部门评审批复。

2) 隧道施工控制措施 (1) 围岩稳定性控制暗挖隧道下穿铁路线路施工时, 需重视超前预报工作, 全面掌握掌子面前方围岩情况;按设计要求施作管棚、超前小导管等预支护工作, 保证掌子面安全;严格控制开挖进尺, 及时施作钢拱架、锚杆等, 喷早强混凝土, 实现快速封闭成环, 保证围岩安全; (2) 地下水控制根据隧道情况合理选择堵水措施, 如注浆施工等;落实地表排查, 设排水沟, 减少铁路范围下渗水量; (3) 信息化施工控制严格遵循“动态设计、信息化施工”原则, 落实监控量测工作, 建议将围岩变形量、钢架内外力的量测纳入必测项目, 严格控制沉降量, 保证开挖施工的安全及铁路运营的稳定。

1.2 铁路防护安全措施

1) 线路防护方案根据沉降控制标准制定线路安全控制方案, 根据沉降趋势合理采用洞内主动支护措施、天窗时间整道措施、路基边坡预加固措施等, 切实保证既有线路的运营安全。

2) 架设军便梁措施根据暗挖隧道下穿铁路线路作业情况, 可在轨道下方架设军便梁, 切实降低列车运行对隧道开挖的影响。

3) 限速措施根据工程实际施工情况, 合理对铁路列车进行限速, 降低施工安全风险。

2 黄土地区暗挖隧道下穿国铁线路施工技术

2.1 项目背景

解放桥站~建设街站区间暗挖段西起解放桥站, 下穿国铁、轻轨3号线、西解放立交桥, 沿解放大路东至区间竖井。区间暗挖段线路右线 (左线) 起终里程K29+15.743 (K29+15.745) —K29+96.945 (K29+94.453) , 区间暗挖段右线长81.202m, 左线长78.708m, 其中在区间里程K29+24.072—K29+57.379下穿国铁和轻轨3号线 (下穿长度33.352m) (见图1) 。

图1 解放桥站~建设街站区间暗挖段下穿铁路和轻轨平面

图1 解放桥站~建设街站区间暗挖段下穿铁路和轻轨平面

 

2.2 周边环境

在左线区间里程K29+19.072—K29+63.072段 (长44.000m) 、右线区间里程K29+18.548—K29+62.548段 (长44.000m) 下穿既有国铁及轻轨3号线, 暗挖隧道拱顶与道床顶面距离为15.5~16.5m。

2.3 暗挖隧道下穿国铁线路施工方案

区间暗挖隧道标准断面形式采用马蹄形, 横断面开挖尺寸为6 300mm×6 600mm;采用双排小导管对拱顶150°范围进行超前支护;初期支护采用“C20早强网喷混凝土+钢筋”格栅, 格栅间距0.5m;背后回填采用水泥浆液或水泥砂浆注浆。区间下穿国铁段和轻轨3号线的保护区段采用全断面深孔注浆止水加固, 注浆范围在开挖轮廓线外2.0m范围内的第4系地层中进行。

2.4 暗挖隧道下穿国铁线路施工技术措施

区间采用上下台阶法开挖, 在距离分界里程 (左线K29+63.072、右线K29+62.548) 5m的位置开始进行深孔注浆止水加固, 左、右线加固长度各44m。根据隧道中线、高程, 确定隧道开挖轮廓线。隧道开挖前, 先沿拱部开挖轮廓线打入双排超前小导管, 进行超前注浆加固;待超前注浆加固强度达到设计要求后, 开挖上部台阶, 预留核心土, 架设格栅钢架及打设边墙锚管, 预埋初支背后注浆管, 埋设监测点, 复喷混凝土至设计厚度。进行下台阶初期支护施工, 使断面初支封闭成环, 上、下台阶间距控制在2.5~3.5m。两条隧道分先后顺序开挖, 左右线纵向错开15m。

项目采用二重管注浆工艺进行全断面深孔注浆, 每一循环注浆长度为13m, 开挖10m, 保留3m止浆岩盘, 第1环设60cm混凝土止浆墙, 其他循环必要时考虑设置混凝土止浆墙。钻孔和注浆顺序由内向外采用后退式注浆, 同一圈孔间隔施工。

解建区间暗挖段暗挖选用双排超前小导管 (拱部150觷范围内) , 外排采用φ32mm×3.25mm@300mm小导管超前支护并预注浆加固地层, 外插角20觷~25觷, 小导管长L为2.5m, 每2榀打设1环。内排也采用φ32mm×3.25mm@300mm小导管超前支护并预注浆加固地层, 外插角10觷~15觷, 小导管长L为1.8m, 每榀打设1环。

2.5 暗挖隧道下穿国铁线路施工测量与监控量测

2.5.1 监测范围及对象

根据《解放桥站~建设街站区间风险工程专项设计图》和GB 50911—2013《城市轨道交通工程监测技术规范》要求, 对下穿段进行影响分区划分, 主要影响区为隧道中心线外侧17m范围内, 次要影响区为隧道外侧17~45m范围内。

2.5.2 监测项目

本项目检测项目如表1所示。

2.5.3 监测控制值、预警等级、预警标准

本工程按照设计给定的监测控制标准执行, 具体指标如表2所示。

3 结语

综上所述, 隧道下穿既有铁路线路施工风险大、要求高, 必须严格根据工程实际情况合理选择暗挖施工方法, 积极落实超前支护、深孔注浆地层预加固及线上轨道防护等措施, 贯彻量测监控工作, 切实将地层沉降量控制在标准要求内, 保证隧道施工与既有线路的运营安全。

表2 铁路监测控制标准   

表2 铁路监测控制标准

表1 监测项目   

表1 监测项目

 

 

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